Combattre ou voler: nos os jouent-ils un rôle?
L'adrénaline et le cortisol stimulent notre réponse de combat ou de fuite. Ou c'est ce que nous pensions jusqu'à maintenant. Une nouvelle étude pointe du doigt la molécule osseuse ostéocalcine comme étant un acteur central de ce mécanisme de survie.
La réponse au stress aigu, ou la réponse de combat ou de fuite, est un mécanisme de survie qui permet aux animaux de réagir rapidement à des situations menaçantes.
Chez l'homme, une poussée d'adrénaline familière accompagne le sentiment de danger. Nous nous préparons à combattre la menace imminente ou à y échapper avant que notre corps et notre esprit ne se calment et reviennent à un état de repos.
Au niveau physiologique, la réponse au stress aigu voit le système nerveux sympathique envoyer un signal aux glandes surrénales, qui libèrent de l'adrénaline et du cortisol en réponse. Une augmentation de la température corporelle, une augmentation de l'énergie facilement disponible dans le sang sous forme de glucose, ainsi que des battements cardiaques et des respirations plus rapides, suivent cela.
Cependant, des questions subsistent sur les principaux moteurs du processus.
Dans un article du journal Métabolisme cellulaire, Le Dr Gerard Karsenty, professeur au Département de génétique et de développement du Columbia University Irving Medical Center à New York, explique que les hormones glucocorticoïdes, comme le cortisol, agissent lentement et «ont besoin d'heures pour réguler les processus physiologiques, ce qui semble incompatible avec la nécessité d’une réponse immédiate. »
Le Dr Karsenty et ses collègues révèlent un nouvel acteur surprenant dans la régulation de la réponse au stress aigu.
Réponse au stress «impossible» sans os
L'équipe de recherche à l'origine de cette nouvelle étude s'intéresse depuis longtemps au rôle que joue l'os dans notre corps. Autrefois considérées comme simplement la structure qui nous maintient debout, les recherches du Dr Karsenty indiquent que les molécules libérées par les os ont des effets considérables sur des organes tels que notre cerveau, nos muscles et nos intestins.
«La vision des os comme un simple assemblage de tubes calcifiés est profondément ancrée dans notre culture biomédicale», explique-t-il.
L'ostéocalcine, une hormone d'origine osseuse, que les chercheurs ont impliquée dans une gamme de processus physiologiques, tels que la sécrétion d'insuline, la fonction cérébrale et la fertilité masculine, est particulièrement intéressante.
Mais où se situe la réponse au stress aigu dans ce tableau?
«Si vous pensez à l'os comme quelque chose qui a évolué pour protéger l'organisme du danger - le crâne protège le cerveau des traumatismes, le squelette permet aux vertébrés d'échapper aux prédateurs, et même les os de l'oreille nous alertent sur l'approche du danger - les fonctions hormonales de l'ostéocalcine commence à avoir un sens », souligne Karsenty.
Pour leur étude, l'équipe a mesuré les niveaux d'ostéocalcine chez des souris exposées à des conditions de laboratoire stressantes. Ils ont également mesuré les niveaux d'ostéocalcine de 20 volontaires humains avant et 30 minutes après une prise de parole en public et un contre-interrogatoire de 10 minutes.
Dans tous les cas, les chercheurs ont observé une augmentation des taux d'ostéocalcine, mais pas des taux d'autres hormones d'origine osseuse.
Chez les souris, en particulier, l'équipe a trouvé un pic rapide des niveaux d'ostéocalcine qui a atteint son maximum après 2,5 minutes lorsque les chercheurs ont exposé les animaux à un composant de l'urine de renard.
Lorsque l'équipe a exposé des souris génétiquement modifiées qui étaient incapables de produire de l'ostéocalcine à un facteur de stress, ils n'ont pas vu les signes physiologiques de la réponse au stress aigu.
«Chez les vertébrés osseux, la réponse au stress aigu n'est pas possible sans l'ostéocalcine», commente Karsenty sur ses découvertes.
Qu'en est-il de laisser l'adrénaline et le cortisol?
Les personnes atteintes de la maladie d'Addison, qui est une condition dans laquelle les glandes surrénales ne fonctionnent pas correctement, peuvent réagir à des situations stressantes avec une réponse au stress aigu, malgré des niveaux inférieurs d'hormones surrénales.
Dans d'autres expériences, l'équipe de recherche a examiné des souris dont les glandes surrénales avaient été enlevées chirurgicalement et qui étaient donc incapables de produire du cortisol et de l'adrénaline. Ces animaux étaient encore capables de monter une réponse au stress aigu lorsqu'ils étaient confrontés à un facteur de stress.
Cela peut être dû à des niveaux plus élevés d'ostéocalcine chez ces animaux, suggèrent les chercheurs.
Ils ont testé cette hypothèse en utilisant des souris sans glandes surrénales que les scientifiques avaient encore modifiées génétiquement afin que les animaux soient incapables de produire des niveaux élevés d'ostéocalcine. Sans cette capacité, les animaux ont été incapables de créer une réponse au stress aigu lorsque les chercheurs les ont exposés à un facteur de stress.
Ces résultats impliquent que l'ostéocalcine peut directement conduire la réponse au stress aigu, même en l'absence d'adrénaline et de cortisol.
En effet, lorsque les chercheurs ont injecté l'hormone à des souris en l'absence d'un facteur de stress, ils ont constaté «une augmentation significative de la fréquence cardiaque, de la dépense énergétique et de la consommation d'oxygène chez [les] souris», comme ils l'expliquent dans l'article.
«Cela change complètement la façon dont nous pensons à la façon dont les réponses au stress aigu se produisent», commente le Dr Karsenty sur les résultats de son étude.
«Bien que cela n'exclut certainement pas que les hormones glucocorticoïdes puissent être impliquées dans une certaine capacité dans la réponse au stress aigu, cela suggère la possibilité que d'autres hormones […] puissent être impliquées.»
Dr Karsenty
Cependant, l'équipe souligne que leur étude a des limites. Ils n'ont pas montré précisément comment l'ostéocalcine peut produire les signes physiologiques caractéristiques de la réponse au stress aigu, par exemple.
Des études complémentaires sont nécessaires pour cerner plus en détail les détails des voies. Cependant, cette étude met en évidence tout ce qu'il reste à découvrir sur l'interaction complexe entre nos différentes parties du corps.
