L’uranium et le césium 137 (137Cs) sont des radionucléides qui se retrouvent dans l’environnement du fait de leur présence naturelle et/ou accidentelle. Par conséquent, certaines populations humaines peuvent être exposées à ces radioéléments principalement par ingestion chronique. La toxicité chimique et/ou radiologique de l’uranium et du 137Cs a été démontrée au niveau du foie, du rein et du cerveau qui sont les organes clés du métabolisme de la vitamine D. De plus, des modifications de l’homéostasie osseuse et phosphocalcique ont été rapportées suite à une contamination aiguë ou chronique à l’uranium ou au 137Cs. Cependant les effets de ces deux radionucléides sur le métabolisme de la vitamine D, hormone essentielle au maintien minéral de l’organisme, ne sont pas connus. Les objectifs de ce travail étaient d’évaluer in vivo les effets de l’uranium appauvri (UA) ou enrichi (UE) et du 137Cs sur le métabolisme de la vitamine D au niveau du foie, du rein et du système nerveux central. Un modèle animal expérimental, a été utilisé pour la première fois pour montrer qu’une exposition chronique à de faibles doses d’UA ou de 137Cs diminue le taux de vitamine D active (1,25(OH)2D3) et entraine des modifications moléculaires des enzymes de types cytochromes P450 (CYPs) impliqués dans ce métabolisme et des récepteurs nucléaires associés. Nous avons démontré qu’une contamination à l’UA et à l’UE affectent de la même manière l’expression de VDR (vitamin D receptor) et de RXRα (retinoic X receptor alpha) et par conséquent peuvent moduler l’expression des gènes cibles de la vitamine D impliqués dans le transport du calcium au niveau rénal. Ces résultats suggèrent que ces effets sont dus à la toxicité chimique de l’uranium. A l’inverse, les principales cibles moléculaires du 137Cs sont les CYPs qui sont impliquées dans la biosynthèse de la vitamine D (CYP2R1, CYP27B1) au niveau du foie et du système nerveux central. Chez ce modèle adulte, ces perturbations ne sont pas associées à un dérèglement de l’homéostasie minérale. En revanche l’exposition chronique au 137Cs durant la période de développement postnatal affecte non seulement le métabolisme de la vitamine D mais également l’homéostasie osseuse et phosphocalcique. Ces résultats suggèrent une susceptibilité accrue des enfants face à la contamination au 137Cs, par rapport aux adultes.