Comment les principaux organes travaillent ensemble pour gérer des stress physiologiques extrêmes tels que le manque d'oxygène et le sommeil ont été cartographiés pour la première fois par des chercheurs de l'UCL et de l'Université de Portsmouth.
L'étude, publiée dans le Journal of Physiology, visait à découvrir ce qui se passe à l'intérieur du corps lorsque les gens sont fatigués, à bout de souffle ou privés d'oxygène, en cartographiant comment différentes parties du corps communiquent pendant le stress, ouvrant potentiellement la voie à un diagnostic antérieur de maladie.
Lorsqu'une personne fait face à un stress physiologique, différentes parties du corps travaillent ensemble pour nous adapter et nous faire fonctionner. Au lieu de vérifier si la fréquence cardiaque ou le rythme respiratoire augmentait ou baisse, ce que les médecins font généralement en milieu clinique, cette expérience a été menée sur des volontaires sains en utilisant une nouvelle approche, appelée physiologie du réseau, qui étudie comment différents organes et systèmes corporels communiquent simultanément.
En analysant les signaux continus du corps, tels que la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire, la saturation en oxygène sanguin et la concentration de l'oxygène exhalé et du dioxyde de carbone, l'équipe a suivi le transfert d'informations entre ces systèmes dans des conditions de faible teneur en oxygène (hypoxie), une privation de sommeil et une intensité modérée Exercice physique sous forme de cyclisme.
L'équipe a attaché des capteurs portables pour surveiller les signaux physiologiques clés à 22 volontaires sains pendant différents scénarios de stress aux laboratoires des environnements extrêmes de l'Université de Portsmouth. Un masque facial a mesuré les gaz respiratoires, tandis qu'un oxymètre à impulsion a suivi les niveaux d'oxygène sanguin.
La méthode unique de surveillance de ces signaux corporels est appelée «entropie de transfert». Le résultat a été un réseau complexe de cartes qui montrent quelles parties du corps agissent comme des «centres d'information» dans différentes conditions de contrainte.
L'étude est une continuation de recherches antérieures qui ont montré que 20 minutes d'exercice modéré peuvent améliorer les performances cérébrales après une mauvaise nuit de sommeil.
Le Dr Joe Costello, auteur de l'étude de l'École de psychologie, de sport et de santé de l'Université de Portsmouth, a déclaré: « Cette fois, nous voulions comprendre comment les facteurs de stress physiologiques affectent le corps ensemble, pas seulement seuls.
« Cette approche nous permet de voir comment les systèmes internes du corps communiquent entre eux lorsqu'ils sont poussés à répondre et à s'adapter. Et ce genre de perspicacité pourrait changer la donne de repérer quand quelque chose commence à mal tourner.
« Ce qui rend notre approche si unique, c'est qu'elle ne pigeonne pas nos données en un seul système ou une variable, il examine comment tout est connecté en temps réel. Plutôt que de mesurer simplement une fréquence cardiaque ou un rythme respiratoire en soi, il nous aide à comprendre les relations dynamiques entre eux. C'est une approche du corps entier de la physiologie humaine, et c'est crucial si nous voulons voir la vue d'ensemble. »
L'équipe a découvert que différents stress provoquent des parties différentes du corps dans la gestion de la situation:
- Pendant l'exercice, votre cœur devient le principal répondeur. Il reçoit le plus de contributions d'autres systèmes car il travaille dur pour pomper le sang vers vos muscles.
- Pendant un faible oxygène, ce sont vos niveaux d'oxygène sanguin qui deviennent le joueur central, travaillant en étroite collaboration avec la respiration pour s'adapter au manque d'air.
Lorsque une privation de sommeil est ajoutée, les modifications sont plus subtiles. Mais si un faible oxygène est également impliqué, votre taux de respiration augmente soudainement et prend les devants.
Ces cartes d'information montrent tôt des signes de stress cachés qui ne seraient pas évidents simplement en regardant seuls les niveaux de fréquence cardiaque ou d'oxygène. Cela signifie que cela pourrait un jour aider à repérer les problèmes de santé avant l'apparition des symptômes.
Ces cartes montrent que notre corps ne réagit pas seulement à une chose à la fois. Il répond d'une manière intégrée et intelligente. Et en cartographiant cela, nous apprenons à quoi ressemblent les modèles normaux, afin que nous puissions commencer à repérer lorsque les choses tournent mal.
Cela compte dans les soins de santé parce que les premiers signes de détérioration, en particulier dans les unités de soins intensifs ou lors du début de conditions complexes comme la septicémie ou le Covid-19, apparaissent souvent non pas dans les chiffres moyens, mais dans la façon dont ces chiffres sont liés les uns aux autres. «
Dr Alireza Mani, auteur d'étude de la division de médecine de l'UCL
Avec une enquête plus approfondie, les chercheurs espèrent que la méthode pourrait un jour aider les médecins à identifier les signes d'alerte précoce de maladie ou une mauvaise récupération, en particulier dans des milieux tels que des soins intensifs, où des signes vitaux sont déjà surveillés. Il pourrait également être utile pour les athlètes, le personnel militaire et les personnes travaillant dans des environnements extrêmes.
