Champs magnétiques et santé : de l’épidémiologie à la chimie des cryptochromes
Magnetic fields and health : from epidemiology to cryptochrome chemistry
Des effets biologiques des champs magnétiques (CM) statiques et des CM alternatifs de l’électricité (50 Hz) apparaissent possibles à partir d’intensités de l’ordre du millitesla. Pourtant, l’exposition prolongée aux CM 50 Hz est associée à un accroissement du risque de leucémie infantile pour moins d’un microtesla d’intensité moyenne. Et une telle association est suggérée chez l’adulte pour certaines hémopathies et la démence sénile. L’hypothèse des cryptochromes a été proposée pour expliquer l’association établie avec la leucémie infantile. Les cryptochromes assument en effet la régulation des biorythmes circadiens (une perturbation de ceux-ci participe à la cancérogénèse) et ils pourraient être intrinsèquement sensibles aux CM dès quelques microteslas d’intensité. L’hypothèse des cryptochromes est actuellement supportée par diverses observations expérimentales. Et récemment, sa pertinence se voit renforcée par la perspective d’une possible photo-dépendance pour la fonction circadienne des Cry 2 de la rétine, à tout le moins chez les mammifères diurnes - la sensibilité magnétique des cryptochromes est en effet photo-dépendante. Une telle perspective implique cependant quelques changements majeurs de paradigme dans l’étude expérimentale des effets des CM 50 Hz telle qu’elle a été menée jusqu’à présent. Par ailleurs, l’hypothèse des cryptochromes peut en principe également s’appliquer aux CM statiques. Pour ceux-ci en effet, un mécanisme d’action est identifié, ce qui n’est pas le cas des CM 50 Hz à ce jour. Une hypothèse est proposée pour ces derniers, à savoir l’interaction par résonance avec la polarisation de spin d’un et/ou l’autre des radicaux de la paire de longue durée de vie (millisecondes) FAD°-Trp4°.
Biological effects of static magnetic fields (MF) and time-varying MF of electricity (50/60 Hz) appear possible from intensities in the low illitesla range. However, prolonged exposure to 50/60 Hz MF is associated with an increased risk of childhood leukemia at less than one microtesla of time-averaged intensity. And such kind of association is suggested in adults for some blood cancers and senile dementia. The cryptochrome hypothesis has been proposed to explain the association established with childhood leukemia. Cryptochromes indeed assume the regulation of circadian biorhythms (a disruption of these lasts takes part to carcinogenesis) and they could be intrinsically sensitive to MF as from the low microtesla range. The cryptochrome hypothesis is now supported by diverse experimental observations. And recently, its relevance is further enhanced by the perspective of possible photo-dependence of the clock function of Cry 2 in retina, at least in diurnal mammals - the magnetic sensitivity of cryptochromes is indeed photo-dependent. Such a perspective however implies some major paradigm shifts in the experimental study of biological effects of 50/60 Hz MF as it has been conducted to date. On the other hand, the cryptochrome hypothesis can in principle also apply to static MF. For these, indeed, a mechanism of interaction with cryptochromes is identified, which is not the case of 50/60 Hz MF so far. A hypothesis is proposed here for these last, namely, resonance-based interaction with the spin polarization of one or both the radicals of the long-lived (milliseconds) pair FAD°-Trp4°.