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.

Il est considéré que ces changements physiologiques, qui constituent la réponse « combat ou fuite » (« fight or flight »), sont en partie déclenchés par la libération de l'hormone adrénaline.

Mais une nouvelle étude publiée dans la revue Cell Metabolism suggère que les vertébrés ne peuvent pas générer cette réponse au danger sans le squelette.

Gérard Karsenty de l'Université Columbia (New York) ont découvert chez l'humain et chez la souris que, presque immédiatement après que le cerveau ait reconnu un danger, il ordonne au squelette de libérer dans la circulation sanguine de l'ostéocalcine, une hormone produite par les os, qui est nécessaire pour déclencher la réaction de préparation au combat ou à la fuite.

Une fois relâchée, l'ostéocalcine désactive la branche parasympathique (repos et digestion) du système nerveux autonome et permet ainsi l'activité du système sympathique responsable de la réaction de stress. (Les réponses de l'organisme au stress et à la relaxation)

« Chez les vertébrés, la réponse au stress n'est pas possible sans ostéocalcine », explique le chercheur.

Cette découverte « change complètement notre façon de voir la réponse physiologique au stress ».

« La vision des os comme un simple assemblage de tubes calcifiés est profondément ancrée dans notre culture biomédicale », dit-il. Mais il y a une dizaine d'années, son laboratoire a émis l'hypothèse et démontré que le squelette a des influences sur d'autres organes, rapporte-t-il.

Ces travaux ont montré que le squelette libère de l'ostéocalcine qui circule dans le sang pour affecter les fonctions biologiques du pancréas, du cerveau, des muscles et d'autres organes. Depuis, une série d'études a montré que l'ostéocalcine aide à réguler le métabolisme en augmentant la capacité des cellules à absorber le glucose, améliore la mémoire et aide les animaux à courir plus vite avec une plus grande endurance.

« Si l'on considère 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 du danger - les fonctions hormonales de l'ostéocalcine prennent tout leur sens », explique le chercheur. Il a émis l'hypothèse que si l'os a évolué comme moyen d'échapper au danger, le squelette devrait également être impliqué dans la réponse au stress aigu, qui est activée en présence du danger.

Si l'ostéocalcine aide à provoquer la réaction au stress aigu, elle doit agir rapidement, dans les premières minutes après la détection du danger.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont présenté à des souris de l'urine de prédateur et d'autres facteurs de stress et ont observé les changements dans la circulation sanguine. En deux ou trois minutes, ils ont vu les niveaux d'ostéocalcine monter en flèche.

De même, les chercheurs ont constaté que l'ostéocalcine augmente également chez les personnes soumises au stress de parler en public ou d'un contre-interrogatoire.

Lorsque les taux d'ostéocalcine augmentent, la fréquence cardiaque, la température corporelle et la glycémie des souris augmentaient également lorsque la réaction de combat ou de fuite se déclenchait.

Par contre, les souris qui avaient été génétiquement modifiées de sorte qu'elles étaient incapables de produire de l'ostéocalcine ou son récepteur étaient totalement indifférentes à l'agent stressant, explique le chercheur. « Sans ostéocalcine, elles n'ont pas réagi fortement au danger  ». « Dans la nature, leur journée aurait été courte. »

Comme dernier test, les chercheurs ont déclenché une réponse au stress chez des souris non stressées en injectant simplement de grandes quantités d'ostéocalcine.

Ces résultats pourraient aussi expliquer pourquoi des animaux qui n'ont pas de glandes surrénales et des personnes souffrant d'insuffisance surrénale - sans aucun moyen de produire de l'adrénaline ou d'autres hormones surrénales - peuvent développer une réaction de stress aigu. L'adrénaline n'est pas nécessaire pour la réponse de combat ou de fuite. Les niveaux circulants d'ostéocalcine sont suffisants pour déclencher la réaction de stress aigu.

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Psychomédia avec sources : Columbia University Irving Medical Center, Cell Metabolism.
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