Le spermophile rayé. Ce petit écureuil sait faire ce que les astronautes les mieux entraînés sont incapables de réaliser. Il sait maintenir sa masse musculaire pendant plusieurs mois. Alors même s'il a cessé toute activité. Y compris celle de se nourrir. Des chercheurs viennent de comprendre comment il réalise cette prouesse.
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Le spermophile rayé. C'est un petit écureuil tout mignon. Il vit en Amérique du Nord. Et pour lui, l'hibernation, c'est sacré. Dès le début de l'autonome, il s'endort. Pour ne se réveiller qu'à la fin du printemps. Il passe ainsi près de la moitié de l'année sans boire ni manger. Même s'il arrive à ralentir son métabolisme jusqu'à 99 %, il perd tout de même dans l'aventure, la moitié de son poids.
Les chercheurs se sont longtemps demandés, comment, dans ces conditions, le spermophile rayé réussissait à maintenir sa musculature. Afin d'être pleinement d'attaque dès la sortie de son hibernation. La curiosité du scientifique. Mais aussi avec en tête l'idée de proposer de nouvelles solutions aux personnes souffrant de troubles musculaires. Ou aux astronautes amenés à effectuer des séjours prolongés dans l'espace.
Car c'est connu, un animal - y compris un humain - qui ne fait pas d'exercice voit ses muscles - mais aussi ses os - s'atrophier et perdre de la masse et de la fonction. Car le corps décompose alors les protéines musculaires en un ammonium lui-même concentré ensuite en urée. Une urée qui finit par être excrétée sous forme d'urine.
Les animaux qui n'ingèrent aucune protéine pendant leur hibernation doivent trouver un autre moyen d'offrir à leurs muscles ce dont ils ont besoin pour soutenir leurs fonctions. Et dans le cas particulier des spermophiles rayés, se réveiller prêt pour la saison des amours et les efforts qu'elle demande. C'est justement l'un de ces moyens qu'une équipe internationale de chercheurs vient de détailler.
The 13-lined ground squirrel is common on grasslands from southern Canada to Texas. It is named for the alternating brown and whitish lines running down its back and sides. It lives in burrows and hibernates from October until March or April. #SquirrelsOfTheWorldpic.twitter.com/wIzyctzjRf
— Squirrel Beebz and Dan (@SquirrelBeebz) July 21, 2021
Au-delà de l’espace, une nouvelle piste thérapeutique
Ils ont injecté de l'urée enrichie d'isotopes de carbone (13C) et de l'azote (15N) traçables dans le sang de spermophiles rayés durant l'été puis au début et à la fin de leur hibernation. Pourquoi de l'urée ? Parce que les chercheurs savaient déjà que de l'azote - élément essentiel pour les acides aminés et les protéines - peut être tiré de l'urée par certains microbes intestinaux. Un processus connu depuis les années 1980 sous le nom de récupération de l'azote uréique. Les chercheurs voulaient donc savoir si la partie de cet azote qui ne sert pas directement aux microbes peut alors être utilisée par les écureuils.
Les chercheurs ont effectivement retrouvé de leur azote tracé dans le foie et dans les muscles des écureuils. Sauf chez ceux dont le microbiote intestinal avait été artificiellement appauvri. De quoi prouver que le processus de récupération de l'azote uréique est bien le fait des microbes intestinaux et non des écureuils eux-mêmes. Avec des molécules marquées qui passent d'abord du sang à l'intestin où l'urée est décomposée par le microbiote puis des métabolites à l'animal avant de finir en protéines musculaires. Et plus l'hibernation se prolongeait, plus les chercheurs ont noté la présence, dans l'intestin des écureuils, de microbes capables de libérer de l'azote à partir d'urée.
Forts de ces résultats, les chercheurs envisagent déjà les appliquer aux futurs astronautes embarqués pour des missions spatiales au long court. Pour leur éviter des pertes musculaires dommageables - et d'autres dangers d'un vol spatial comme les rayonnements ionisants -, ils pourraient être placés dans un état d'hibernation. De quoi aussi économiser de la nourriture, de l'eau et de l'oxygène et produire moins de déchets.
Ces travaux pourraient aussi ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques pour ceux qui souffrent de sarcopénie liée à l'âge ou de malnutrition protéique. Car les chercheurs estiment depuis les années 1990 que les mécanismes de récupération de l'azote dans l'urée sont fonctionnels chez les hommes. Une nouvelle situation dans laquelle une intervention ciblée sur le microbiote pourrait permettre de se sortir de quelques impasses. Même s'il faudra encore du travail pour traduire le mécanisme naturel mis en œuvre par les spermophiles rayés en thérapie efficace et sûre pour les humains.
Voyages dans l’espace : cette découverte ouvre la voie à l’hibernation pour les astronautes - Futura
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