DOSAGE DES ÉLÉMENTS RADIOACTIFS DANS LES ÊTRES VIVANTS

Il semble que THoMaAs et LANCIEN les premiers ont eu l’idée d'aborder le problème de l’ionisation végétale par la méthode indirecte. Ils y ont été conduits à partir de l’hypothèse suivante : si les végétaux sont ionisants, ils doivent contenir en solution dans le suc cellulaire soit des sels radioactifs, soit de l’émanation pouvant provenir de l’eau, de l’air et du sol (57).

Remarquons en passant que cette hypothèse admet implicitement que la Bioradioactivité, si elle existe, doit son origine à la présence d’éléments actifs dans les tissus vivants.

THoMAS et LANCIEN font macérer pendant douze heures des Pélargoniums en quantité notable dans de l’eau à 30° dans l’espoir que, si ces végétaux contiennent de l’émanation et des sels actifs, ceux-ci entreront en solution. L’eau de macération est ensuite fractionnée en deux parties dont l’une est soumise à l’'évaporation. Le résidu obtenu, examiné à trois reprises après 2 heures, 8 jours ou 3 semaines, ne s’est pas montré radioactif.

Les auteurs essaient en même temps de doser le radium dans l’autre fraction par la méthode de l’émanation. A cet effet, la solution est portée à l’ébullition dans un ballon à réfrigérant ascendant, les gaz extraits sont aspirés après dessication dans un cylindre déperditeur où leur activité est mesurée par la méthode du quartz piézo-électrique. Le résultat est encore absolument négatif.

Comme il est démontré aujourd’hui que d’une façon générale les plantes contiennent des traces de radium, on peut pen-

ser que cet insuccès tient à ce que les échantillons sur lesquels, à la fin de leurs essais, les auteurs ont tenté de mesurer l’activité sont insuffisamment riches en principes actifs. Même si la quantité de végétaux mis en expérience était suffisante, il est probable en effet que par une simple macération toutes les substances actives n’ont pas eu la possibilité d'entrer en solution, et par ailleurs les essais de mesure d’activité n’ont porté en définitive que sur la moitié des végétaux utilisés.

A la même époque en effet, ainsi que nous l’avons déjà dit, M. SrokLasA (94) réussissait à doser le radium en opérant sur la sève de certains végétaux. Son succès vient sans doute de ce qu’il opère sur la sève même, méthode que M. PErRI (82) trouve très rationnelle. Au mois de mars, pendant la période de floraison M. SrokLasA recueille donc ce liquide. Il y fait ensuite barboter de l’air qu'il reçoit, alors qu’il s’est chargé d’émanation pendant ce barbotage, dans un récipient relié à l’appareil de mesure. L'auteur s’est attaché de préférence, et c’est probablement là une autre cause de son succès à cette époque, à doser le radium chez les végétaux qui poussent en liberté dans des régions où le sol et les eaux sont fortement radioactifs, et aussi chez ceux qui se développent dans le cratère même du Vésuve où l’atmosphère gazeuse est particulièrement riche en émanation. M. SrokLaAsA croit pouvoir affirmer (97, 98) que le radium s’accumule sensiblement dans les cellules des végétaux proportionnellement à la radioactivité du sol, de l’eau ou de l’air respiré. Résumant l’ensemble de ses nombreuses recherches M. STroKLASA estime que la quantité de radium qu’on peut y trouver, rapportée à 1 gr. de cendres, varie de 2 à 8.10-12 gr. (97).

L'auteur a simultanément dosé le radium dans le suc cellulaire de quelques animaux vivant dans des lieux fortement radifères. Chez diverses espèces de Limbricidoe, il trouve 5,2.10-12 gr. de Ra par litre et dans le suc cellulaire de petits poissons qu vivent dans les eaux radioactives de Joachimstal, Brambach, Zinnwald, il évalue la quantité de radium à 4,3.10-122 gr. par litre.

Comme M. SrokLasa, M. LaNGworTHY, en 1924, dose le radium en opérant lui aussi sur le suc cellulaire de la matière vivante. Il étudie en effet par les méthodes en usage au Bureau of Standards de Washington la radioactivité de la pulpe et du jus de tomates à l’état de maturité (OS

op”,

La mesure de l’activité étant effectuée sur un volume de 900 em, le dosage est renouvelé pendant 5 semaines à des intervalles réguliers de une semaine. M. LANGWORTHY trouve que cette activité est successivement égale à 3,28, 4,20, 0,98, 1,45 et 1,15 fois celle de l’eau de Washington.

BURKSER, BRONSTEIN et BRUN, au cours du travail dont nous avons déjà parlé (22), ont également réussi à doser les radioéléments absorbés par certaines plantes des environs d’Odessa et de Berdjansk, en opérant non plus sur leur sève mais sur leurs cendres.

A cet effet les végétaux sont brûlés sur une plaque de fer; les cendres charbonneuses ainsi obtenues sont à nouveau incinérées jusqu'à disparition totale des éléments combustibles. Après fusion alcaline avec 50 gr de soude puis lessivage, le résidu insoluble est traité par de l’acide chlorhydrique. Ces trois opérations, fusion, lessivage, traitement acide sont renouvelées jusqu’à ce que tout passe en solution. Les deux liqueurs, alcaline et acide, ainsi obtenues sont alors mélangées dans un récipient de Curie en vue du dosage de l’émanation que les auteurs réalisent 30 jours après.

Dans ces conditions, il est trouvé que dans 1 gr. de cendres de plantes diverses (Salsola, Helianthus annuus, Zea mays, Urtica divica, Artemina), la quantité de radium varie de 3,8 à 8,6.10-1 gr. En moyenne donc, ces résultats accusent une teneur en radium 10 fois plus faible que la teneur accusée par M. Sro- KLASA (1). M. SroKLAsA attribue cet écart au fait que les auteurs ci-dessus « commettent la faute » de rechercher la radioactivité dans les cendres, et non, comme il le fait lui-même, dans la sève. Ne serait-ce pas plutôt parce que les essais de M. STOKLASA se sont exercés sur des végétaux récoltés sur des sols particulièrement riches en radium. MM. LEPAPE et TRANNOY ont en effet démontré de façon très précise que la teneur des cendres en radium augmente de façon sensible lorsque le sol s'enrichit en cet élément (60).

Dans la suite, BURKSER et BRONSTEIN en collaboration avec

(1) Une exception cependant pour Vitis vinifera pour laquelle il a été trouvé 5,11.10-12 gr. de Radium.

SHAPIRO (23) ont effectué quelques mesures sur des substances alimentaires (pommes de terre, blé, pommes, viande de bœuf, perches de rivière, écrevisses, lait) en opérant sur des quantités de matière fraîche de l’ordre de 2 à 3 kg. Le traitement des cendres est conduit comme précédemment, mais les auteurs font porter la mesure de l’activité séparément sur les fractions acide et basique de la solution. Ils ont pu de la sorte se rendre compte, comme il fallait s’y attendre, que la solution basique ne manifeste aucune activité, celle-ci étant entièrement localisée dans la fraction acide. À l'exception des pommes de terre, où la présence du radium n’a pu être décelée, les substances alimentaires analysées contiennent des traces de ce radioélément, sensiblement dans les mêmes proportions que les végétaux étudiés précédemment, avec cette particularité toutefois que dans ces derniers essais les animaux sont notablement les plus riches.

La teneur en radium pour 1 gr. de cendres varie de 0,5 à 9,6.10-15 gr.; rapportée à la matière fraîche, elle reste comprise entre 0,2 et 13,5.10-15 gr. par gr. Dans le lait la concentration en radium est de 1,8.10-15 gr. par cm3, c’est-à-dire du même ordre de grandeur que celle de l'Océan, qui varie de 1 à 14.10-15 gr. par cm. ê

Signalons encore le travail récent de BURKSER, BRONSTEIN en collaboration avec KoNpoGourt et MILGEWSKA (24) où les auteurs dosent le radium dans un grand nombre de végétaux et de substances alimentaires. Sans entrer dans le détail des résultats, disons que, dans la plupart des échantillons analysés, la teneur en radium est sensiblement la même que précédemment.

Dans une dernière partie de leur travail, les auteurs signalent qu'ils ont réussi à doser également le thorium. Dans leurs recherches initiales (22) en collaboration avec BRUN, MM. BURK- SER et BRONSTEIN avaient déjà tenté cette recherche, mais à la limite de sensibilité de l’appareil de mesure ils n’avaient pas réussi à déceler la présence de cet élément dans 50 gr. de cendres.

Le dosage de thorium est effectué dans les solutions mêmes où a été dosé le radium, après que le radon en ait été chassé par le barbotage, à chaud, d’un courant d’air pendant 10 à 15 minutes. Ce courant d’air entraîne ensuite l’émanation du thorium dans la chambre d’ionisation à travers un réfrigérant et un appareil desséchant. Le courant d’ionisation maximum est mesuré au

bout d’une demi-heure, à l’aide d’un électromètre très sensible construit par les auteurs eux-mêmes. La sensibilité de l’appareil est telle que, dans des conditions identiques, une solution de minerai de thorium contenant 1 mgr. de cet élément donne en une heure une déviation de 80 divisions environ de l’échelle de lecture. |

La présence du thorium a été de la sorte décelée dans une dizaine de végétaux, dans le lait, dans les écrevisses. La teneur en thorium de tous les échantillons analysés varie de 0,4 à 3,6.10-3 gr. p. 100 de cendres, ce qui correspond à une concentration de 10-° gr. p. 100 de la matière fraîche, concentration qui est très sensiblement la même que celle de l’eau de mer d’après JoLY (en moyenne 10-5 gr. p. 100 cm) (67).

La conclusion générale des travaux de BURKSER, BRONSTEIN et de leurs collaborateurs est que la teneur en radium, en thorium et aussi en rubidium qui a été accessoirement dosé dans quelques échantillons (1) est chez les êtres vivants du même ordre de grandeur que dans l’eau de mer.

Le dosage du radium dans les substances alimentaires d’origine végétale était simultanément poursuivi en France par NoDoN, en collaboration avec M. G. CuviEr (79, 80). Les premières recherches se sont exercées sur des vins de Bordeaux (blancs et rouges). Le mode opératoire n’est pas bien précisé; il est seulement dit que «les mesures ont été faites à l’électromètre Nodon ». D’après ces essais, ces vins présenteraient une certaine radioactivité, variable avec la nature du crû et avec les années des récoltes, et qui serait comprise pour les échantillons analysés entre le dixième et le centième de celle de l’uranium. Cette activité (de 0,006 à 0,030 microcurie) serait du même ordre de grandeur que celle de certaines eaux thermales, étudiées par Nopox de 1903 à 1908, dans la région pyrénéenne. Le mémoire reproduit une série de graphiques qui montrent la variation avec les années de récolte de cette radioactivité, des quantités de sucre réducteur et d’extrait sec à 100°. La concordance entre ces variations est frappante. Au contraire, les teneurs pondérales en

(1) Voir page 17.

PAR LC

alcool varient en général en sens inverse des grandeurs précédentes. Ces variations d'activité sont surtout accusées pour les vins blancs de sorte que, selon la conclusion des auteurs, les rouges offriraient plus de constance au point de vue thérapeutique, car il serait utile, en vue de son emploi en médecine, de joindre aux différents caractères classiques d’un vin la valeur de sa radioactivité. |

Récemment MM. Canazs et MÉDAILLE (29,30) ont entrepris des expériences analogues sur les vins du Roussillon du Minervois, de l'Aude, etc. Ici l’'émanation est dosée selon la technique classique utilisée pour la mesure de la radioactivité des eaux minérales. Les activités ainsi déterminées sont comprises entre 0,02 et 0,25 millimicrocurie par litre de vin; elles sont donc environ 100 fois plus faibles que celle des vins étudiés par NoDoN et M. CUVIER.

M. CANALS et MÉDAILLE ont également mesuré les différentes constantes des échantillons de vins analysés (degré alcoolique, acidités, acide tartrique, extrait sec, cendres, alcalinité des cendres et sucre réducteur). Mais il ne leur a pas été possible d'établir les courbes que les auteurs précédents ont publiées sur les vins de Bordeaux.

Ils ont encore déterminé successivement la radioactivité des moûts avant leur fermentation, celle des vins « jeunes » qui en dérivent quelques jours après, enfin celle des vins « âgés » d'environ quatre à cinq mois. Il a été constaté que les vins âgés sont moins radioactifs que les vins jeunes et que les moûts correspondants, mais que les vins jeunes sont, fait assez curieux, plus actifs que les moûts. Cette particularité a suggéré aux auteurs l’idée de voir s’il n’y avait pas là l’indice d’une relation entre la radioactivité et la fermentation. Ayant ensemencé le milieu de Raulin dans des conditions convenables avec Saccharomyces ellipsoïdens, ils constatent pourtant que les milieux fermentés, pas plus que les milieux témoins, n’ont aucune radioactivité. CANALS et MÉDAILLE ont alors songé à mesurer, en même temps que la radioactivité des moûts, la radioactivité de ce qu'ils appellent la pulpe (thyrse, épicarpe et pépins) dont il n’avait pas été tenu compte dans les essais précédents. Ils ont constaté que l’activité du vin jeune était précisément égale à l’activité totale du moût et de la pulpe.

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A partir de 1930, paraissent les travaux de l'Ecole Russe (1) qui, sous la direction de M. W. VERNADSKY, entreprend de doser le radium dans les organismes de certains végétaux aquatiques. M. VERNADSKY en a résumé les directives et les premiers résultats dans une note à l’Académie des Sciences (105). Les dosages portent sur différentes espèces de Lemna qui fleurissent dans les étangs naturels de Péterhof et des environs de Kiew en Ukraine. A la limite de sensibilité des appareils de mesure (2.10-14 gr. p. 100 de Ra) il est observé que ces plantes absorbent le radium des eaux qu'elles habitent et le concentrent de façon remarquable. De l’ensemble des travaux publiés (19, 20) nous retiendrons, du point de vue qui nous intéresse ici, que le poids de radium dans les Lemna analysés varie, selon les espèces, de 0,1.10-12 à 1,3.10-11 gr. p. 100 de matière fraîche, tandis que l’eau des étangs contient au maximum 8.10-14 gr. p. 100 de radium. De ces résultats, M. VERNADSKY peut conclure que « les lentilles vivantes des Lemna concentrent donc le radium de 100 à 650 fois plus qu'il n’est concentré par l’eau » et que « cette concentration est du même ordre que celle depuis longtemps connue des éléments chimiques nécessaires à la vie tels que l’iode, le manganèse, le silicium, le phosphore ».

L'Ecole Russe s’est également intéressée à la présence du thorium dans les organismes vivants (106), à la suite des résultats annoncés par BURKSER, BRONSTEIN et leurs collaborateurs. La conclusion de ses travaux effectués sur les divers échantillons de Lemna récoltés précédemment en vue des dosages du radium dont nous venons de parler, est que la matière vivante ne peut contenir ni Th, ni son isotope Ra Th. Cette opinion est renforcée, selon M. VERNADSKY par le fait que l’existence du thorium dans les eaux naturelles n’est rien moins que douteuse.

A l’état vivant donc, les Lemna contiendraient à côté du radium son isotope Ms Th I, celui-ci en se désintégrant donnerait naissance à Ra Th, isotope du thorium, de telle sorte que le thoron décelé par la méthode de dosage de l’émanation par M. BuRKSER et ses collaborateurs, serait dégagé en fait par Th X

(1) On en trouvera un résumé d'ensemble dans l’article de B.-P. Uvarov « Geochemistry of Living Matter » (Nature, 134, p. 11, 1934).