Africa-Press – Guinee Bissau. Parfois, la vie ne tient qu’à un petit bout de nourriture passé par le mauvais chemin. Heureusement, notre corps ne se laisse pas faire. Il tente de toutes ses forces de faire entrer de l’air dans les poumons. Mais comment le cerveau peut-il savoir ce qui se passe, et comment agir ? Des chercheurs de Harvard viennent de répondre à cette question, dans un article publié le 6 mars 2024 dans le journal Nature.
Un réflexe de survie lorsqu’on n’arrive plus à respirer
Le mouvement en question est le “gasp”, terme anglais défini par l’Académie de médecine comme “une inspiration forcée, avec ouverture de la bouche et dilatation des ailes du nez”. Il survient lorsque les voies respiratoires sont bloquées, afin de forcer leur ouverture et laisser passer ce précieux air qui ne parvient plus jusqu’aux poumons. Le “gasp” peut se produire pendant un arrêt cardio-respiratoire ou quand il n’y a pas assez d’oxygène dans l’air. Mais le mécanisme qui active ce réflexe de survie était encore méconnu.
Pour l’élucider, les chercheurs ont testé plusieurs méthodes d’étouffement chez la souris: pression sur le thorax, enlever l’air de la trachée, l’usage de drogues qui bloquent les bronches, ou encore une concentration très faible d’oxygène dans l’air. Toutes ces méthodes activaient le reflex de “gasp”, caractérisé par une inspiration profonde suivie d’une exhalation rapide. Ils ont ensuite identifié la partie du nerf vague, qui connecte le cerveau avec les voies respiratoires (ainsi que le système digestif et le cœur), servant à envoyer le message de détresse lors de ces blocages de la respiration.
Le signal est envoyé par des neurones “orphelins”
Ensuite les scientifiques ont regardé plus en profondeur en stimulant les neurones de cette région du nerf vague avec de l’optogénétique: cette technique permet d’activer un neurone avec de la lumière. En faisant passer de la lumière dans différentes voies du nerf, ils ont identifié celles qui, une fois activées, déclenchaient le réflexe de “gasp”. Au contraire, les souris qui n’avaient plus ces neurones n’activaient plus ce réflexe lorsqu’elles subissaient les différentes techniques d’étouffement testées (sauf pour le manque d’oxygène dans l’air, qui semble dépendre d’une autre voie).
Ces neurones indispensables pour le “gasp” étaient auparavant considérés comme “orphelins”, car personne ne savait quel était leur rôle. “On était très enthousiasmés par l’idée que ces mystérieux ‘neurones orphelins’ puissent être impliqués dans des réflexes corps-cerveau qui étaient restés cachés”, déclare dans un communiqué le directeur de l’étude, Stephen Liberles.
Son équipe a mis en évidence que ces neurones orphelins se connectent à des cellules qui tapissent les poumons des souris. Des cellules épithéliales rares (moins de 1 % de la totalité des cellules épithéliales, qui recouvrent la peau et les muqueuses) localisées principalement dans les ramifications des bronches, des conduits qui transportent l’air de la trachée vers les poumons.
Une protéine détecte le blocage des voies aériennes
Ces cellules recouvrant les bronches ont une protéine nommée Piezo2 qui forme un canal ionique sensible au stress mécanique. Ces protéines sont connues pour leur rôle dans la sensation du toucher de la peau: elles traversent la membrane d’un type de cellules de l’épiderme (les cellules de Merkel) et détectent les pressions mécaniques subies par la peau, ce qui active le canal ionique, commençant ainsi une voie de signalisation dans la cellule qui envoie cette information au cerveau.
Piezo2 jouerait donc un rôle similaire dans les bronches. Elle y détecterait la pression exercée sur les parois des voies aériennes à cause d’une obstruction, et informerait les neurones. A leur tour, ils enverraient le message jusqu’au cerveau afin d’activer le réflexe de “gasp” pour forcer l’entrée d’air dans les poumons et tenter de nous sauver la vie.
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