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Nouvelle-Orléans (27 octobre 2018) – Les chercheurs se réuniront aujourd'hui pour discuter du potentiel de l'hibernation et du processus associé, la torpeur, pour aider la santé humaine à bord des vols spatiaux lors de la conférence "Physiologie comparée: complexité et intégration" de l'American Physiological Society (APS) à New Orléans.
Pour survivre lorsque la nourriture est rare et que les températures sont basses, certains animaux entrent en hibernation – un processus physiologique qui réduit leur métabolisme normal à des niveaux bas pendant des jours ou des semaines. Ces périodes de faible métabolisme, connues sous le nom de torpeur, permettent à la température corporelle de l'animal de baisser juste au-dessus de la température de l'air ambiant, économisant ainsi de l'énergie. Les humains ne sont pas naturellement soumis à la torpeur, mais les scientifiques sont intéressés par l’idée de produire des états de torpeur "synthétique" dans certaines situations, y compris les vols spatiaux, a expliqué la co-présidente du symposium Hannah Carey, PhD de l’École de médecine vétérinaire de l’Université du Wisconsin. "Exploiter la torpeur naturellement évoluée pour profiter au vol spatial humain." "Une torpeur synthétique pourrait protéger les astronautes des dangers pour la santé liés à l'espace et réduire simultanément les exigences en matière de masse, de volume et de puissance des engins spatiaux", a déclaré Matthew Regan, PhD, également de l'École de médecine vétérinaire de l'Université du Wisconsin et coprésident du symposium.
Le symposium explorera comment le cerveau pourrait induire une torpeur synthétique, ses similitudes et ses différences par rapport au sommeil, et les avantages qu’il pourrait présenter pour les astronautes. Carey sera au nombre des conférenciers. Matteo Cerri, MD, PhD, de l'Université de Bologne en Italie; Vladyslav Vyazovskiy, Ph.D., de l'Université d'Oxford au Royaume-Uni; et l'astronaute Jessica Meir, PhD, de la NASA.
L'étude de l'hibernation chez les mammifères – comment ils peuvent réduire en toute sécurité leur température corporelle et leur métabolisme pendant de longues périodes – peut également aider à traiter les personnes victimes d'événements traumatiques médicaux, tels qu'ACV, arrêt cardiaque et une perte de sang importante. Les animaux qui utilisent la torpeur ont une résistance naturelle à diverses blessures pouvant survenir en raison du manque de circulation sanguine. Ils sont également résistants aux dommages causés par les radiations – une telle résistance serait particulièrement bénéfique pour les humains dans les espaces lointains. Carey expliquera pourquoi l'utilisation de la torpeur synthétique basée sur la biologie des hibernants naturels est préférable aux pratiques médicales actuelles qui utilisent des méthodes basées sur l'hypothermie pour traiter les patients traumatisés. Elle expliquera également comment la recherche en hibernation peut identifier comment créer une torpeur synthétique pour les voyages dans l’espace.
On ignore comment le système nerveux réduit l'activité métabolique pendant la torpeur. Cependant, de nombreux organes régulant le métabolisme sont contrôlés par des cellules nerveuses (neurones) situées dans le raphé pallidus, une zone du tronc cérébral qui contrôle la production de chaleur chez les mammifères. "Pour qu'un animal entre dans la torpeur, les neurones du raphé pallidus doivent être inhibés", a expliqué Cerri. Si la fonction dans ces cellules n'est pas supprimée, "leur activité contrecarre l'hypothermie induite par la torpeur", a-t-il déclaré. Cerri présentera les résultats préliminaires identifiant les neurones se projetant sur le raphé pallidus et impliqués dans une activité liée à la torpeur.
La définition de la relation entre le sommeil et la torpeur a suscité de nombreuses controverses, mais les deux États semblent être intimement liés en raison des connexions neuronales qu’ils partagent. Les recherches suggèrent que le manque de sources de nourriture disponibles peut amener les mammifères à conserver leur énergie et à abaisser leur température corporelle, deux caractéristiques distinctives de la torpeur. Cependant, "on en sait moins sur les signaux spécifiques liés au jeûne qui initient l'entrée dans la torpeur", a déclaré Vyazovskiy. Il discutera du lien entre le sommeil et la torpeur et des raisons pour lesquelles davantage de recherches sont nécessaires pour déterminer comment la torpeur affecte le fonctionnement du cerveau chez les animaux.
Certaines des adaptations physiologiques que présentent les animaux, telles que les environnements à faible teneur en oxygène qu'ont les phoques et les manchots en plongée profonde ou les oiseaux lors d'un vol à haute altitude, sont impossibles pour l'homme. Comprendre comment les animaux s'adaptent dans des conditions extrêmes peut jouer un rôle positif dans la science médicale humaine, en particulier dans "l'environnement extrême de l'espace", a déclaré Meir. La possibilité de plus en plus réelle de voyager sur Mars – autrefois une simple histoire de science-fiction – souligne le besoin de résoudre les facteurs qui ont entravé la faisabilité d'un vol spatial de longue durée, notamment un approvisionnement suffisant en nourriture, en eau et en air respirable. Trouver un moyen d'induire une torpeur chez l'homme pourrait aider à éliminer les facteurs limitants et à protéger les astronautes des rayonnements nocifs. L'exposé de Meir fournira un aperçu de son point de vue et de son expérience uniques en tant qu'astronaute, en abordant l'architecture des missions de vol spatial humain actuelles et futures de la NASA.
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