Est-ce que les micro-ondes peuvent rompre les liens de covalence⁽¹⁾ de l’ADN ?

Les lois fondamentales de la thermodynamique et de la physique disent que c’est impossible. De nombreuses études ont conclu qu’il n’y avait pas de preuve pour appuyer l’existence de "l’effet des micro-ondes" , et cependant, quelques études récentes ont démontré que les micro-ondes sont capables de casser les liens covalents de l’ADN. La nature exacte de ce phénomène n’est pas bien compris, et aucune théorie actuellement n’existe pour l’expliquer.

Ce rapport résume l’histoire de la controverse entourant "l’effet des micro-ondes"et les plus récentes recherches.

L’efficacité des micro-ondes pour stériliser a été bien établie par de nombreuses études durant les dernières décades (Latimer 1977 ; Sanborn 1982 ; Brown 1978 ; Goldblith 1967). La nature exacte de l’effet de la stérilisation et si cela est dû uniquement aux effets thermiques ou à "l’effet des micro-ondes" a été matière à controverse depuis des décades. L’effet diélectrique⁽²⁾ sur les molécules polaires est connu depuis 1912 (De Bye 1929). Les molécules polaires sont celles qui ont une distribution de charge électrique non égale et répondent à un champ électromagnétique en se mettant en rotation. Le moment angulaire engendré par ces molécules résulte en une friction avec les molécules voisines et le convertit, en conséquence, en un moment linéaire qui est la définition de la chaleur dans les liquides et les gaz. Parce que les molécules sont forcées d’abord à une rotation, il existe un faible délai entre l’absorption de l’énergie des micro-ondes (qui sont un champ électromagnétique) et le développement du moment linéaire, ou de la chaleur. Il y a quelques effets secondaires mineurs venant des micro-ondes, qui incluent la conduction ionique, mais sont négligeables pour l’effet thermique. L’échauffement par micro-ondes n’est par conséquent pas identique à l’échauffement thermique externe, au moins au niveau moléculaire, et l’existence d’un "effet de micro-ondes" n’est pas exclu simplement parce que les effets d’échauffements macroscopiques des micro-ondes ne sont pas distincts de ceux de l’échauffement externe.

Durant les années 1930, les effets d’ondes électromagnétiques à basses fréquences sur les matériaux biologiques furent étudiés en profondeur par les physiciens, les ingénieurs et les biologistes. Des études sur les effets des micro-ondes sur les bactéries, les virus et l’ADN furent réalisées dans les années 1960 et inclurent la recherche sur l’échauffement, les effets mutagènes et inclurent la résonance sonique. Quelques-uns des premiers biophysiciens étudiant l’absorption des micro-ondes soutinrent la preuve d’un "effet de micro-onde" qui était distinct dans ses effets biocides⁽³⁾ des effets de l’échauffement par l’extérieur (Barnes 1977 ; Cope 1976 ; Furia 1986). La plupart des biologistes à leur tour prétendirent qu’il n’y avait pas de preuve "d’effet de micro-ondes" et que les effets biocides des micro-ondes furent soit dus entièrement à l’échauffement ou furent impossibles à distinguer par l’extérieur (Goldblith 1967 ; Lechovich 1969 ; Vela 1978 ; Jeng 1987 ; Fujikawa 1991 ; Welt 1994). Les expérimentations furent répétées avec une sophistication accrue, jusqu’au moment présent, avec un consensus majoritaire qui veut que les "effets des micro-ondes" n’existent pas. Ces expérimentations tombèrent de façon typique en deux catégories : les expérimentations à "température contrôlée" et les expérimentations "sèches".

Dans les expérimentations à température contrôlée, les chercheurs contrôlèrent la température du spécimen irradié avec des techniques de minutage, de pulsations ou de refroidissement (Welt 1994 ; Lechowich 1968).

Par exemple, Welt (1994) étudia les effets des rayonnements des micro-ondes sur les spores de clostridium et ne trouva aucune létalité⁽⁴⁾ additionnelle causée par les micro-ondes qui n’auraient pas été prises en compte pour l’échauffement conventionnel. Cependant, les spores peuvent ne pas être représentatifs des effets des rayonnements des micro-ondes sur les cellules de bactéries en croissance. Les résultats de ceci et d’autres expérimentations montrèrent que le contrôle de la température prévient des effets biocides, et ceci fut pris comme preuve conclusive que les effets des micro-ondes n’existaient pas. Cependant, l’hypothèse que les effets des micro-ondes sont indépendants de, et séparés de la température fut toujours implicite dans ces études, mais ne fut jamais reconnue (admise).

Le second type d’expérimentation, l’expérimentation "sèche", comprend aussi des hypothèses admises. Des études ont démontré qu’en l’absence d’eau, ou d’humidité, les effets biocides des micro-ondes sont très diminués, ou demandent (requièrent) des expositions considérablement plus longues (Jeng,1998 ; Vela, 1979). Ceci fut typiquement choisi comme preuve que les effets des micro-ondes non thermiques n’existent pas. Cependant, parce que l’eau est l’intermédiaire par laquelle les micro-ondes sont converties en chaleur, l’absence d’effet biocide en l’absence d’eau indiquerait seulement que l’eau est nécessaire pour la stérilisation, que l’échauffement en soit la cause ou non. De plus, la possibilité que la fréquence spécifique employée 2450 MHz, affecte uniquement l’eau et non les bactéries et les spores fut oublié (échappa). L’ADN a une dispersion diélectrique là où les micro-ondes sont facilement absorbées, et ce à des fréquences bien plus basses que pour l’eau (Takashima, 1984). Les expérimentations peuvent tout simplement indiquer que la mauvaise fréquence est employée pour viser les bactéries et les spores et ce, sans eau.

La plupart des études mentionnées, ci-dessus ont conclu que les effets des micro-ondes, si ils existent, étaient distincts des effets de l’échauffement externe. Cependant, il fut démontré récemment (Kakita 1995) que les "effets des micro-ondes"sont distincts de l’échauffement externe par le fait qu’ils sont capables de fragmenter énormément l’ADN viral, chose que l’échauffement externe à la même température ne parvient pas à faire. Cette expérimentation consista à irradier une culture bactériophage PL-1 à 2450 MHz et à comparer celle-ci avec une culture séparée chauffée à la même température. L’ADN fut pratiquement détruit, résultat qui n’a pas lieu avec l’échauffement seul. Ces photos sont empruntées à Kakita et al. (1995), sa permission est en souffrance. Dans l’expérimentation de Kakita, le pourcentage de survie fut approximativement le même que les échantillons aient été échauffés ou irradiés avec les micro-ondes, mais l’évaluation par électrophorèse et microscopie électronique montra que l’ADN des échantillons passés aux micro-ondes avaient pratiquement disparu. En dépit de la complexité pour la mise au point de toutes les expérimentations précédentes, les électrophorèses ne furent pas employées pour comparer les échantillons irradiés et les échantillons chauffés par l’extérieur avant ceci.

La microscopie électronique a été employée pour étudier les effets bactériocides des micro-ondes (Rosaspina 1993, 1994) et ces résultats montrent aussi que les micro-ondes ont des effets qui étaient distincts de ceux des échauffements externes.

L’énergie d’un photon de micro-onde est seulement de 10־5 eV (10 exposant moins 5 électrons volt⁽⁵⁾), tandis que l’énergie requise pour casser un lien covalent⁽⁶⁾ est de 10 eV, soit 1 million de fois plus grand. Basé sur ce fait, il a été déclaré dans la littérature scientifique que "les micro-ondes sont incapables de casser les liens de covalence de l’ADN" (Fujikawa, 1992 ; Jeng, 1987), mais ceci est apparemment arrivé dans l’expérimentation de Kakita même si cela ne fut qu’un effet indirect des micro-ondes.

Il existe en fait une abondance de preuves qui indiquent qu’il y a des mécanismes alternatifs qui causent la rupture des liens de covalence de l’ADN sans invoquer les niveaux d’énergie des radiations ionisantes (Watanabe 1985, 1989) ; Ishibashi 1982 ; Kakita1995 ; Kashige 1995 ; Kasige 1990,1994). Il n’existe toujours aucune théorie, à l’heure actuelle, pour expliquer le phénomène de la fragmentation de l’ADN par les micro-ondes, bien que la recherche soit sur le chemin pour élucider le mécanisme (Watanabe, 1996).

Les résultats des rayonnements par micro-ondes affectèrent 2 bactéries : la S aureus et la E. Coli. Les courbes montrèrent des exponentielles classiques de déclin avec des épaules ab apparentes, aussi bien qu’un second plateau possible. Ces courbes sont basées sur des données venant de Kakita et al. (1999). La fréquence fut la 2450 MHz classique employée dans les fours micro-ondes. C’est la même fréquence qui fut employée essentiellement dans toutes les études antérieures, excepté pour les plus anciennes qui cherchaient des fréquences plus basses, ainsi que les études sur la résonance sonique qui cherche après des fréquences bien plus élevées. Les études antérieures montrèrent que l’ADN tente d’absorber les rayonnements des micro-ondes dans "la bande des kilocycles" (Takashima 1963, 1966 ; Grant 1978 ; Grandolfo 1983), mais aucun effet ne fut observé dans la bande de 1MHz à 60 MHz. Une notable exception cependant fut une expérimentation antérieure qui trouva que les fréquences entre 11 et 350 MHz ont des effets létals sur les bactéries avec un pic à 60 MHz (Fleming 1944). Pour autant qu’il soit possible de savoir, la contradiction, entre les résultats de Fleming et ceux de Takashima, n’a jamais été résolue, ni même abordée. Dans tous les cas, il n’y a pas de preuve, dans ces études, qui indique qu’une attention fut payée pour contrôler la dose réellement absorbée ou la géométrie précise du rayonnement des cellules, et par conséquent, les différences dans les résultats de ces investigateurs peuvent refléter des différences dans leurs géométries de cellules, parmi d’autres choses. En résumé, il semblerait qu’il ait une raison de croire que l’effet des micro-ondes existe, en effet, même si cela n’est pas encore expliqué de façon adéquate.

Ce que nous savons aujourd’hui, c’est quelque chose de limité, mais il peut y avoir assez d’informations déjà disponibles pour former une hypothèse viable.

La possibilité, que les rayonnements électromagnétiques dans la bande des fréquences non-ionisantes puissent causer des dommages génétiques, peut avoir de profondes implications sur la controverse actuelle impliquant les antennes électromagnétiques, les lignes aériennes électriques, les téléphones cellulaires.

" Rupture de lien de covalence ". Une revue des données en provenance de différentes expérimentations montre un schéma commun : durant les premières minutes de l’irradiation, il n’y a pas d’effet prononcé, et ensuite une cascade de destruction microbial survient. Le schéma des données ressemble aux dynamiques d’un condensateur. Au début, il y a une accumulation d’énergie et ensuite une décharge catastrophique. Cela peut simplement indiquer qu’un seuil température a été atteint, ou cela peut indiquer qu’un processus à 2 étapes est en route. La seconde étape de ce processus peut très bien être l’accumulation de radicaux⁽⁷⁾ d’oxygène⁽⁸⁾ qui sembleraient certainement être les premiers suspects parce qu’ils ont une propension considérable à dissocier les liens de covalence de l’ADN. Les radicaux d’oxygène peuvent être générés par la rupture du lien de l’hydrogène dans une molécule d’eau (H2O). Les molécules d’eau existent à côté des molécules d’ADN comme liant, épais de 2 ou 3 couches. Ces molécules d’eau partagent un lien hydrogène avec les atomes composant l’ossature de l’ADN, comprenant du carbone, du nitrogène (azote) et d’autres d’oxygène. A tout moment donné, un des atomes d’hydrogène peut se lier d’abord avec n’importe quel atome d’oxygène de la molécule d’eau, ou à un autre atome d’oxygène de l’ossature de l’ADN. Le caractère fluctuant de ces partages ou échanges de lien est augmenté par le température et les dynamiques induites par les micro-ondes. Bien que la quantité de radicaux d’oxygène qui peut être produite par ces processus ne peuvent pas être déterminée à ce moment là, la production d’un certain nombre de radicaux d’oxygène est inévitable dans ces circonstances. Il faut noter, ici pourtant, que la plupart des radicaux d’oxygène produits de cette manière existerait uniquement de manière brève, parce qu’ils se lieraient quasi immédiatement au site le plus proche disponible. Si ce site est un atome d’oxygène sur l’ossature de l’ADN, nous avons une cassure de lien de covalence, quoique probablement une rupture qui sera brève. Bien que l’ADN tende à se réparer lui-même naturellement, les cassures simultanées d’un nombre suffisant de liens de covalence conduiraient à une défaillance de la molécule d’ADN entière. A cause d’un nombre extrêmement grand de liens impliqués, la question revient à une fonction reproductible de pure probabilité. En d’autres termes, après une série et une quantité reproductible de temps déterminées par les fonctions de probabilité, vous devriez vous attendre à une désintégration de l’ADN. Et ainsi, ce que nous avons est un processus à deux étapes de cassures de liens de covalence d’ADN résultant de radicaux d’oxygène générés par le rayonnement de micro-ondes. Ceci est une théorie, et elle attend une vérification expérimentale.

Une théorie alternative vient de chercheurs de l’université de Fukuoka, au Japon. Dans une série d’études non spécifiquement impliquées dans les micro-ondes, ces chercheurs établirent que certains ions peuvent stimuler les cassures d’ADN et la production de radicaux OH (Kashige et al. 1990 ; Kashige et al. 1994). Ils déterminèrent aussi que les sucres aminés (azote) et les dérivés pouvaient induire des ruptures de brins d’ADN (Kashige et al. 1991). Il est possible que les micro-ondes puissent causer des générations de ions cuprique (sel de cuivre) et de radicaux d’hydroxyle (ou oxhydrile = OH) et que une auto-oxydation de sucres aminés en solution soit impliqués dans la rupture des brins d’ADN (Watanabe et al. 1990 ; Watanabe et al. 1986). Le lien entre les micro-ondes et ces produits secondaires restent à être établis.

[1] Covalence : molécules liées ensemble par un ou des électrons qui leurs sont communs.

[2] Diélélectrique : isolant.

[3] Biocide : qui détruit les micro-organismes.

[4] Létalité : cause de mort.

[5] 1 eV : 1,602.10‾19 J. (exposant moins dix-neuf).

[6] Lien covalent : lien entre deux ou plusieurs molécules qui sont liées par un ou plusieurs électrons communs.

[7] Radical libre : composé moléculaire non relié à une molécule (il est libre), non combiné à une molécule. Il est donc un ion, car étant sorti d’un composé, il est chargé. Sa tendance à retrouver son état stable l’oblige à retrouver une place dans une molécule et pour cela chasser une autre partie de molécule. D’où les radicaux libres sont dangereux pour les molécules. Ils ont une tendance constante à détruire les molécules.

[8] Oxydation des cellules : l’oxygène a 8 électrons sur 2 orbites, dont 2 sur la première (voir tableau Mendeleïev). La deuxième orbite n’a donc que 6 électrons. Pour être un élément stable in devrait en avoir 8. Il est donc instable et va chercher dans son voisinage les 2 électrons manquant. De plus comme il n’a que 2 orbites, il est très réactif (son noyau est plus attractif d’électrons). On dit que l’oxygène est le paradoxe de la vie, car il est nécessaire à la chimie du carbone et autres, donc à la vie des cellules, mais il est en même temps très nocif, car il a tendance à capter les électrons de son voisinage. Lors de l’oxydation, l’oxygène peut à cause de sa réactivité prendre la place d’un autre atome ou même d’une partie de molécule et créé ainsi un radical libre.

 

Traduction et notes de Raoul Treigner, pour Teslabel Coordination, asbl