Hibernation pour la pause
2007/12/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Dans l'intervention de l'artère aorte, on induit d'abord une hypothermie profonde au patient. L'hypothermie profonde est similaire à l'hibernation, diminuant la température corporelle en hibernant et diminuant considérablement la circulation sanguine, la respiration et l'activité cérébrale. Un effet similaire peut être obtenu avec un fort refroidissement corporel: la diminution de la température du patient réduit les réactions biochimiques et l'activité métabolique, de sorte que le patient a besoin de moins d'oxygène que la température normale.
Cela représente un avantage remarquable dans les opérations de chirurgie cardiaque et les opérations longues et complexes similaires. En fait, dans ces opérations, la circulation est interrompue, mettant en danger les organes qui ont besoin de beaucoup d'oxygène. Par exemple, lorsque le corps est à la température normale, si le cerveau a peu d'oxygène, les neurones meurent.
Dans l'hypothermie, le cerveau a besoin beaucoup moins d'oxygène que la normale et les autres organes. Autrement dit, les organes sont en quelque sorte protégés des dommages causés par le manque d'oxygène. Les chirurgiens profitent de cette protection pour fonctionner.
Ainsi, avant de commencer l'opération, les chirurgiens refroidissent le corps du patient jusqu'à 15ºC. Pour cela, ils font passer le sang du patient par un circuit externe au corps. Le circuit est similaire à une pompe centrifuge et remplit la fonction pulmonaire lors de l'échange gazeux. En outre, il permet l'échange de chaleur.
Dans le circuit, le sang est refroidi et la température corporelle du patient diminue avec le sang réfrigéré. Ensuite, une fois l'opération terminée, ils utilisent le même circuit pour chauffer le sang et régénérer la température.
Avec le corps à 15ºC, le cœur peut se tenir pendant 30-45 minutes, sans risque d'inconfort dans le cerveau. De là, cependant, le risque d'effets indésirables augmente, de sorte que les chirurgiens ne sont généralement pas en danger.
Cependant, les chirurgiens ont un truc pour allonger le trou: faire une sorte de pont utilisent une autre artère pour porter le sang au cerveau. Grâce à cela, ils ont un délai d'une heure pour fonctionner, sans risque de dommages neurologiques.
Arrêter le temps
Cependant, les scientifiques voudraient prolonger davantage le temps passant le corps dormant, hibernant. De cette façon, le temps de fonctionnement sûr serait augmenté. De plus, un patient qui espère être opéré à mort ou à mort n'aurait pas autant hâte qu'attendre le moment opportun. Et, allant plus loin, les astronautes pourraient voyager à de très longues distances, sans subir de dommages à l'organisme.
Mais est-il possible de l'obtenir? Dans quelques cas, il semble que oui, hiberner les gens n'est pas un rêve. Dans ces cas, les médecins croient que les gens ont hiberné, n'ont pas d'autre explication.
L'année dernière, par exemple, au Japon, un homme nommé Mutsutaka Uchikoshi est allé à la montagne avec des amis et a été perdu. Ils le trouvèrent vingt-quatre jours plus tard. Il avait à peine le pouls et son corps était à 22ºC, mais il était vivant. Il a été transféré à l'hôpital et il a été confirmé que son organisme n'a pas subi de dommages importants. Selon les médecins, à cette époque, il semblait que le métabolisme avait été paralysé comme s'il avait hiberné, ce qui lui a permis de survivre.
Ce qui s'est passé à Uchikoshi est surprenant, mais avec d'autres cas similaires, les scientifiques pensent qu'il est possible d'hiberner les patients.
Mécanismes d’hibernard
Pour obtenir hiberner les gens, les chercheurs tentent par différentes voies. Une des voies est liée au centre de thermorégulation. Seuls les animaux à sang chaud ont un centre de thermorégulation situé dans l'hypothalamus cérébral, qui est chargé de maintenir la température corporelle stable.
Les animaux hibernois subissent des changements dans le centre de thermorégulation, ainsi que des personnes et d'autres animaux, mais seulement quand ils ont la fièvre. Dans le règlement interviennent divers neurotransmetteurs (catécholamines, sérotonine, dopamine, GABA, glutamate, acétylcholine), mais les scientifiques ne savent pas encore comment ils agissent. Par conséquent, pour le moment il semble très difficile d'hiberner par influence dans le centre de thermorégulation.
Pour d'autres chercheurs, la clé est la baisse de la température ambiante. Pour de nombreux animaux hiberneurs, la descente de la température ambiante est un signal pour entrer en hibernation. Sa température corporelle diminue avec celle de l'environnement et le métabolisme diminue avec le refroidissement corporel. Cependant, les deux phénomènes ne sont pas parallèles: avant que le corps se refroidisse beaucoup, le métabolisme diminue considérablement.
Si quelqu'un est placé dans un environnement très froid, cependant, il ne commence pas à hiberner, il pénètre dans l'hypothermie. Dans les premières phases de l'hypothermie, le corps met en place divers mécanismes de protection, tels que les frissons. Cependant, lorsque la température corporelle descend jusqu'à 30-32ºC, les frissons s'arrêtent, tandis qu'à 28ºC le cœur procède à la fibrillation et à l'interruption de la respiration vers 23ºC. Par conséquent, la réduction de la température n'est pas la bonne voie pour obtenir l'état d'hibernation.
D'autre part, les animaux hibernois, pour se protéger des dommages qui peuvent résulter de la diminution de la température corporelle, ont une régulation métabolique et physiologique spécifique. L'une des clés de ce règlement est qu'en hibernant le corps utilise des lipides pour obtenir de l'énergie au lieu de glucides. Il semble que cela est lié à l'hormone de la leptine, car les acides gras se déplacent en fonction de celui-ci. Les scientifiques ont essayé d'hiberner d'autres espèces sur la base de cela, mais n'ont pas obtenu de bons résultats.
À la recherche de la clé d'hibernation, les chercheurs ont également regardé les gènes. En particulier, des gènes ont été étudiés qui s'expriment à l'époque de l'hibernation chez les animaux hiberneurs. Comme ces gènes sont également présents dans le génome humain, ils ont étudié l'hypothèse qu'il serait possible d'hiberner avec eux.
Cependant, ils ont encore beaucoup à étudier. En fait, au début de l'hibernation se déclenchent une série de mécanismes consécutifs dans différents systèmes: circulation sanguine, appareil respiratoire, cerveau... Il faudrait tenir compte de tous les systèmes qui affectent l'homéostasie, connaître les gènes impliqués et leur expression. Pour le moment trop complexe.
Hibernation des souris et des porcs
Bien qu'ils n'aient pas trouvé le mécanisme d'hibernation aux gens, ils ont obtenu de bons résultats dans de nombreuses expériences avec des animaux de laboratoire. Par exemple, il y a deux ans, ils ont publié dans la revue Science que les souris ont été hibernées pendant plus de six heures.
L'expérience a eu lieu au Centre américain de recherche sur le cancer, Fred Hutchinson. Les souris ont été placées dans une pièce avec du sulfure d'hydrogène dans l'air (80 ppm de sulfure d'hydrogène). En fait, le sulfure d'hydrogène est également produit dans les organismes animaux et humains, et les chercheurs croient qu'il participe à la régulation de la température corporelle et du métabolisme.
Après quelques minutes de respirer de l'air avec du sulfure d'hydrogène, les souris ont cessé de bouger et semblaient avoir perdu connaissance. Au lieu de respirer 120 fois par minute, ils ne prenaient que 10 fois par minute et, en abaissant la température ambiante à 13 °C, la température corporelle a diminué de 37 à 11 °C.
Dans cette situation, ils sont restés six heures et ont ensuite été récupérés. Pour cela, il a suffi d'introduire l'air libre de sulfure d'hydrogène dans la chambre. Ils ont montré que les souris n'avaient subi aucun effet négatif.
Avant d'effectuer l'expérience avec la souris, ils ont également réussi à hiberner d'autres animaux, comme les vers et les poissons zèbre. Des gaz tels que le sulfure d'hydrogène et le monoxyde de carbone ont tous été utilisés. Ces gaz sont similaires à l'oxygène au niveau moléculaire et se lient aux mêmes récepteurs. Cela rend difficile l'utilisation de l'oxygène. Mais cela semble ralentir le métabolisme, ce qui conduit le corps à une situation similaire à l'hibernation. La prochaine étape consiste à tester la technique chez les mammifères plus grands.
L'année dernière, une autre étape a été franchie à l'hôpital général du Massachusetts. L'expérience a eu lieu avec des porcs et, au lieu d'utiliser des gaz, un liquide, une solution saline froide a été utilisé. Avec cette solution, le sang des porcs a été remplacé.
La température corporelle des animaux a diminué à 10 °C, ils n'avaient pas de pouls et le cerveau n'avait pas non plus d'activité électrique. Après trois heures de séjour dans cette situation, ils ont été donnés avec le sang. Le cœur a immédiatement commencé et tous les organes ont été récupérés. Selon les chercheurs de l'hôpital général du Massachusetts, il n'y a pas de grands obstacles à l'utilisation de cette technique dans les gens.
D'une manière ou d'une autre, pour le moment, hiberner les gens est un rêve. Jusqu'à quand ? Nous ne savons pas, mais au moins les enquêteurs ne dorment pas et le secret peut bientôt être révélé.
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