Comment les baleines évitent-elles les lésions cérébrales en nageant ?

Les scientifiques savent depuis longtemps que les mammifères terrestres, tels que les chevaux, ressentent des « pulsations » dans leur sang lorsqu’ils galopent, car la pression artérielle à l’intérieur du corps fluctue à chaque foulée. Aujourd’hui, une équipe de chercheurs de l’Université de la Colombie-Britannique (UBC) a découvert que le même phénomène se produit également chez les mammifères marins qui nagent avec des mouvements dorso-ventraux, comme les baleines, mais que le mécanisme qui les protège des lésions cérébrales lors de ces mouvements les légumineuses est différente de celle employée par les animaux terrestres.

Chez tous les mammifères, la pression artérielle est plus élevée dans les artères sortant du cœur que dans les veines. Cette différence de pression détermine la circulation sanguine dans le corps et le cerveau. Cependant, la locomotion provoque souvent des pics de pression, ou des « impulsions » dans le cerveau, qui peuvent causer des dommages importants. Afin d’éviter de tels problèmes, les animaux ont développé différentes manières de compenser ces différences de pression entre le sang entrant et sortant du cerveau. Les chevaux, par exemple, gèrent ces impulsions en inspirant et en expirant. Mais comment les baleines parviennent-elles à éviter des lésions cérébrales ?

« Si les cétacés ne peuvent pas utiliser leur système respiratoire pour modérer les impulsions de pression, ils doivent avoir trouvé un autre moyen de résoudre le problème », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Margo Lillie, associée de recherche émérite en zoologie à l’UBC.

En collectant les paramètres biochimiques de 11 espèces de baleines et en utilisant un modèle informatique pour analyser les données, les scientifiques ont découvert que des vaisseaux sanguins spéciaux dans le cerveau et la colonne vertébrale des baleines – connus sous le nom de « retia mirabilia » ou « filet merveilleux » – pouvaient les protéger du dommages causés par les impulsions se produisant pendant qu’ils nagent.

Selon les chercheurs, le rétia utilise un mécanisme de « transfert d’impulsions » pour garantir qu’il n’y a aucune différence de pression artérielle dans le cerveau des baleines pendant le mouvement. Ainsi, plutôt que d’amortir les impulsions se produisant dans le sang, le rétia les transfère du sang artériel entrant dans le cerveau vers le sang veineux qui en sort, tout en gardant la même amplitude ou force du pouls afin d’éviter les différences de pression dans le cerveau. lui-même.

« Notre hypothèse selon laquelle la natation génère des impulsions de pression internes est nouvelle, et notre modèle conforte notre prédiction selon laquelle les impulsions de pression générées par la locomotion peuvent être synchronisées par un mécanisme de transfert d’impulsions qui réduit la pulsatilité du flux résultant jusqu’à 97 %. » a expliqué l’auteur principal de l’étude, Robert Shadwick, professeur émérite de zoologie à l’UBC.

« Comprendre comment le thorax réagit aux pressions de l’eau en profondeur et comment les poumons influencent les pressions vasculaires serait une prochaine étape importante », a ajouté le co-auteur de l’étude, le Dr Wayne Vogl, professeur de sciences cellulaires et physiologiques à l’UBC. « Bien sûr, des mesures directes de la pression artérielle et du débit dans le cerveau seraient inestimables, mais ce n’est pas techniquement possible pour le moment. »

L’étude est publiée dans la revue Science.

—

Par Andreï Ionescu, Espèces-menacées.fr Rédacteur