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Votre réaction aux dangers passe par votre squelette

Alain Labelle

Une hormone est sécrétée par les os lorsque les humains et d'autres vertébrés doivent réagir à un danger immédiat, une réaction essentielle à leur survie à l’état sauvage dans la nature, affirment des scientifiques américains et européens.

Cette hormone est l’ostéocalcine et elle permet donc une réaction aiguë au stress.

Illustration montant la peau, les muscles et le squelette d'un humain à la course.

L' hormone ostéocalcine est sécrétée par les os lorsque les vertébrés doivent réagir à un danger immédiat.

Photo : iStock

Un squelette qui réagit

Lorsqu'un animal fait face à un prédateur ou à un danger soudain, son rythme cardiaque augmente, sa respiration s'accélère et le carburant sous forme de glucose est pompé dans tout le corps pour le préparer à se battre ou à fuir.

Ces changements physiologiques, qui constituent la réponse combat ou fuite, étaient depuis toujours considérés comme étant déclenchés - en partie du moins - par la libération de l'hormone adrénaline.

Un lion poursuit un zèbre

Un lion poursuit un zèbre dans le parc national Etosha en Namibie.

Photo : iStock

Les présents travaux réalisés sur des souris et des humains montrent plutôt que, presque tout de suite après que le cerveau a perçu un danger, il ordonne aux os du squelette d'inonder la circulation sanguine de l'hormone ostéocalcine.

Chez les vertébrés osseux, la réponse au stress aigu n'est pas possible sans ostéocalcine. Cela change complètement notre façon de concevoir les réactions aiguës au stress.

Dr Gerard Karsenty, Université Columbia

L’action de l’ostéocalcine serait ainsi distincte du travail d’autres hormones, comme le cortisol, l'adrénaline et la norépinéphrine, libérées par les glandes surrénales (reins), qui déclenchent quant à elles une cascade de réactions physiologiques de grande ampleur, comprenant une augmentation de :

  • la température;
  • la fréquence cardiaque;
  • la fréquence respiratoire;
  • la tension artérielle;
  • la dépense énergétique.

Toutes ces réactions permettent pour leur part une réaction musculaire.

L’un des mystères de la réaction aiguë au stress réside dans le fait que les hormones libérées par les glandes surrénales nécessitent beaucoup de temps pour modifier les réponses physiologiques, ce qui semble incompatible avec le besoin d'une réponse immédiate au danger.

Nos travaux n’excluent pas que les hormones glucocorticoïdes puissent être impliquées dans une certaine mesure dans la réponse au stress aigu, mais ils tendent à montrer que d’autres hormones pourraient être impliquées.

Dr Gerard Karsenty, Université Columbia

Le Dr Gerard Karsenty et ses collègues des universités Columbia et Oxford ont soupçonné que les hormones d'origine osseuse pouvaient contribuer à la réaction aiguë au stress. Leur hypothèse que la fonction de base des os du squelette est de réagir au danger.

Les os protègent les organes internes des traumatismes et permettent aux animaux de se déplacer, mais aussi d'échapper au danger. De plus, ils jouent un rôle dans l'audition, ce qui est une façon de détecter les menaces.

L'ostéocalcine libérée par les os était déjà reconnue pour augmenter la fonction musculaire pendant l'exercice et dans la formation de la mémoire. Des fonctions importantes dans la nature pour échapper aux dangers et se rappeler l'emplacement de la nourriture.

Dans leurs travaux, les chercheurs ont découvert que les concentrations sanguines de la forme bioactive de l'ostéocalcine, mais non d'autres hormones dérivées des os, ont augmenté de 50 % chez des souris retenues contre leur gré pendant 45 minutes et de 150 % dans les 15 minutes qui ont suivi un stimulus stressant.

Des souris exposées à un coton-tige imbibé d'un composant d'urine de renard ont également montré une augmentation des taux d'ostéocalcine. Les niveaux d'ostéocalcine ont aussi augmenté chez des humains exposés au stress de la prise de parole en public et du contre-interrogatoire.

Une seule injection d'ostéocalcine a suffi à déclencher la réaction aiguë au stress chez les rongeurs.

Une chaîne de réactions

La réaction de combat ou de fuite est liée à la poussée d'ostéocalcine associée à l’amygdale, une région du cerveau décrite comme le centre de la peur.

Les présents travaux tendent à montrer que cette poussée n’est pas liée aux glandes surrénales.

La capacité de l'ostéocalcine à faciliter la réaction aiguë au stress, à favoriser la mémoire et à améliorer la fonction musculaire pendant l'exercice laisse à penser que cette hormone confère aux vertébrés osseux un avantage de survie dans un environnement hostile.

Gerard Karsenty

La caractérisation de l'ostéocalcine en tant qu'hormone liée au stress fournit un cadre conceptuel qui permet d’englober la plupart des processus physiologiques qu’elle régule, conclut le Dr Gerard Karsenty.

Le détail de cette étude est publié dans la revue Cell Metabolism (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Médecine

Science