LA MESSAGERIE DE L AMOUR

Transcription

1

2

3 ÉDITO Vous considérez peut-être l amour comme un trésor à découvrir, à protéger, un phénomène puissant, extraordinaire, presque magique...rassurez-vous, la chimie et la biologie ne vous contrediront pas! L amour est une émotion complexe et, derrière les ressentis amoureux, se cache une multitude de molécules et de réactions chimiques. L exposition «La chimie de l amour» invite à faire un petit tour d horizon de ce qui se passe chez l humain amoureux, dans son corps, ses organes et ses cellules. Quel est «l équipement» nécessaire pour vivre la chimie de l amour? Qu est-ce que le coup de foudre? Peut-on contrôler le désir ou être dépendant au plaisir? Qu est-ce qui fait durer le sentiment amoureux? Quelles réactions permettent la maturation des gamètes, leur rencontre et la course à la vie? Des questions que les plus curieux se posent et qui sont aussi à la base de recherches en sciences de la vie et de la santé menées dans les laboratoires de l Inserm. Grâce à l essor des techniques de neuro-imagerie, les scientifiques cherchent à révéler les structures cérébrales impliquées dans la réponse émotionnelle. Il est ainsi possible de voir quelle(s) structure(s) du cerveau nous font avoir peur, être joyeux, mais aussi celles impliquées dans des émotions plus complexes, telles que l embarras, la compassion ou l empathie. Par ailleurs, les chercheurs de l Inserm travaillent aussi dans le domaine de l influence de l environnement sur notre santé et notamment sur la fertilité humaine. L objectif : comprendre les évolutions hormonales au cours de la vie, l impact de la nutrition ou de certaines substances chimiques pour mieux nous préserver et contrecarrer les effets perturbateurs potentiels. Enfin, la recherche contribue également à perfectionner et à développer les techniques de procréation médicalement assistée pour permettre à certains couples en désir d enfant de franchir les obstacles qu ils peuvent rencontrer. Pour accompagner l exposition, voici un petit guide qui vous donnera de plus amples informations sur les mécanismes complexes de l amour. Bonne lecture! Disc - Inserm 3

4 LA MESSAGERIE DE L AMOUR La plaque tournante de cette messagerie est l axe hypothalamohypophysaire qui assure le lien entre le cerveau et l ensemble des fonctions de notre corps. Hypothalamus L hypothalamus est la partie du cerveau qui reçoit et trie tous les signaux sur l état de notre corps et de notre environnement. À chaque instant, il est informé par exemple des quantités d énergie disponibles dans le corps, du niveau d hydratation, des infections, de l heure qu il est, de notre âge, du niveau de stress, du danger, de nos attentes... Il trie l ensemble de ces informations et régule les grandes fonctions de notre organisme et nos comportements. Il est ainsi impliqué dans la soif, la faim, la température, l activité sexuelle, l attachement, les émotions, etc. Hypophyse L hypophyse est une glande localisée à proximité immédiate de l hypothalamus qui lui envoie ses ordres. Elle sécrète alors les hormones spécifiques pour la transmission du message au reste du corps. Elle assure la communication entre le cerveau, les glandes et les organes, grâce aux nerfs, au sang et à la lymphe*. Rétrocontrôle Si la quantité d une hormone dans le sang est trop élevée, celle-ci enverra à l hypothalamus un signal d arrêt pour sa production et inversement si la quantité est trop faible. C est ce qu on appelle le rétrocontrôle. Le corps tente toujours de conserver un équilibre intérieur entre les différents paramètres physico-chimiques (taux de sucre, température, sel ) de l organisme. Ce processus est appelé homéostasie. *La lymphe C est un liquide filtré à partir du sang qui contient des globules blancs mais pas de globules rouges. Ce liquide baigne les organes et revient dans la circulation par l intermédiaire d un réseau : les vaisseaux lymphatiques. 4

5 Complexe hypothalamo-hypophysaire Hypothalamus Hypophyse Rétrocontrôle FSH & LH Hormones Ovaires chez la femme Testicules chez l homme Les hormones sexuelles Les organes reproducteurs de l homme et de la femme sont différents et ne sécrètent pas les mêmes hormones : les testicules sécrètent de la testostérone, les ovaires de la progestérone et des œstrogènes. Pourtant, dans les deux cas, l activité est régulée par l axe hypothalamo-hypophysaire via les deux mêmes messagers chimiques : l hormone folliculostimulante (FSH) et l hormone lutéinisante (LH). Le messager est le même chez l homme et chez la femme mais la réponse est différente car les cibles sont différentes. 5

6 L HISTOIRE D UNE RENCONTRE Notre corps émet naturellement certaines molécules qui en racontent long sur nous à qui pourra les capter et les interpréter! Parmi ces molécules, celles qui composent notre odeur et les phéromones. Des phéromones identifiées chez les humains Les phéromones sont des messagers chimiques très proches des hormones, à la différence qu elles sont sécrétées à l extérieur du corps. Elles sont notamment transportées par la salive, la transpiration, ou les urines. Elles permettent une communication chimique entre deux individus d une même espèce. Très actives, une petite quantité suffit, ce qui les rend difficiles à étudier! Peu de phéromones ont été identifiées chez les mammifères. Les phéromones sexuelles humaines sont l androsténol trouvée dans la transpiration des hommes, et les copulines présentes dans les sécrétions vaginales. Des effets troublants Un phénomène surprenant : quand des femmes vivent ensemble, elles ont leurs règles au même moment, leurs cycles ovariens se synchronisent. Ce serait une manifestation de l effet des phéromones, mais aucune substance n a pour le moment été identifiée. Ce que racontent nos odeurs Les odeurs jouent un rôle dans la séduction, elles «parlent» de nous à celui ou celle qui nous sent. Elles changent avec notre état de stress par exemple. Et ce n est pas tout, des études menées auprès de différents animaux dont l homme, permettent d élaborer une théorie : nous pourrions analyser des gènes de l autre en le sentant. Il se pourrait alors que cette lecture génétique favorise le rapprochement de partenaires dont les systèmes immunitaires seraient complémentaires. Organe voméro-nasal Chez les mammifères, l organe voméro-nasal est le récepteur des phéromones. Il est situé sous la surface du nez. Dans l espèce humaine, cet organe est présent mais ne semble pas fonctionnel : il est réduit et aucun nerf ne le relie au cerveau. C est pour cela que l action des phéromones chez l homme a longtemps été remise en question. Cependant, rien n est aussi simple. Il semblerait que des phéromones puissent agir autrement que sur cet organe, notamment au niveau des nerfs olfactifs, ce qui relance la recherche de leurs actions dans l espèce humaine. 6

7 Comparaison des organes voméro-nasaux de la souris et de l humain Bulbe olfactif Cavité nasale Organe voméro-nasal Épithélium olfactif Système nerveux central Cortex olfactif 7

8 DES ÉMOTIONS PLEIN LA TÊTE L approche scientifique des émotions est un domaine récent. Il a fallu dépasser leur caractère très subjectif, propre à chacun, pour trouver les moyens de proposer une approche expérimentale et commencer à définir les émotions sur des critères scientifiques. Les différentes composantes des émotions font aujourd hui l objet de recherches expérimentales. Des émotions qui se voient et se mesurent Il est possible de mesurer certaines réponses physiologiques périphériques des émotions comme par exemple un changement de la fréquence cardiaque, la tension artérielle, la température de la peau ou encore l augmentation de la conductance de la peau (sa capacité à laisser passer un courant électrique) qui signe une augmentation de la transpiration. Par ces moyens, les scientifiques cherchent à établir un profil de réponses physiologiques périphériques caractéristique de chaque émotion. Le cerveau émotionnel La multiplication des études par imagerie cérébrale a mis en évidence que l activation de certaines régions du cerveau dépend directement de la nature de l émotion. L évolution des techniques permet aux scientifiques de comprendre avec de plus en plus de précision quelles sont les structures cérébrales impliquées quand nous ressentons la joie, la peur, la tristesse mais aussi des émotions plus complexes comme l empathie, la culpabilité, etc. Si les émotions de base semblent plutôt localisées, il reste du chemin à parcourir avant de connaître la signature cérébrale de chacune de nos émotions. Système nerveux Le système nerveux est composé du système nerveux central qui comprend l encéphale et la moelle épinière, et du système nerveux périphérique qui assure les fonctions motrices et le transport de l information entre les organes et le système nerveux central. Le système nerveux périphérique est associé à la physiologie des émotions. Il commande les modifications physiologiques adaptatives en cas d urgences comme l accélération du rythme cardiaque et de la respiration, la dilatation des pupilles, la transpiration, etc. 8

9 Installation dans l IRM 3 Teslas d un volontaire sain pour un examen, dans le cadre d un protocole de recherche. Centre d Investigation Clinique Innovation Technologique, CIC IT, du Centre Hospitalier Universitaire de Nancy. Inserm/Patrice Latron Regarder un cerveau qui s active Quand une partie de notre corps est en pleine activité, elle consomme de l énergie et le flux sanguin augmente localement pour lui apporter sucre et oxygène. C est le cas aussi dans notre cerveau! L imagerie par résonnance magnétique (IRM) est sensible aux propriétés magnétiques des molécules qui composent notre corps. Il s avère que l hémoglobine, la molécule qui transporte l oxygène dans le sang, change de caractéristiques magnétiques une fois que l oxygène a été consommé ce qui permet de visualiser et de mesurer l activité en cours dans les zones qui travaillent et consomment de l oxygène. 9

10 LA BALANCE DU DÉSIR Des études en laboratoire notamment chez le rat ainsi que l imagerie médicale chez l homme ont permis d identifier les structures cérébrales impliquées dans le renforcement et le plaisir. Leur fonctionnement et surtout leurs dysfonctionnements sont au coeur des recherches sur l addiction. Une expérience historique chez le rat En 1954, deux neurobiologistes américains implantent dans le cerveau de rats des électrodes qui permettent à tout moment de stimuler localement les structures nerveuses. Chaque rat est placé dans une cage où il peut se déplacer librement. Le passage dans une zone précise déclenche la stimulation de l électrode. Très vite les rats restent à cet endroit et s auto-stimulent en continu, négligeant toute autre activité comme se déplacer pour aller manger ou boire. Ce comportement est caractéristique de la dépendance. Cette expérience mit en évidence un «centre du plaisir» qui implique la dopamine comme neurotransmetteur. Une série d expériences complémentaires sur d autres zones du cerveau ont permis de révéler les structures cérébrales impliquées dans le plaisir, le circuit dit de renforcement aussi appelé circuit de la récompense. Au cœur : l aire tegmental ventrale et le noyau accumbens. Une expérience sur l humain Une expérience d imagerie par résonnance magnétique conduite sur des hommes et des femmes éperdument amoureux a permis de révéler l activation spécifique de certaines zones du cerveau en réaction à la présentation de la photo de l être aimé et uniquement de lui! Ces zones sont précisément celles du circuit de renforcement. 10

11 Un équilibre fragile Les structures cérébrales impliquées dans le plaisir et le renforcement reçoivent des signaux multiples d autres zones du cerveau avant de déclencher ou non la libération de la dopamine. Elles recueillent des informations de la mémoire, de l hypothalamus sur l état et les besoins du corps, de l amygdale sur le niveau de risque, des perceptions sensorielles de l environnement, etc. Cet équilibre est fragile et si ce réseau est très utile pour l apprentissage de ce qui est bénéfique ou dangereux pour l organisme, il peut aussi «s emballer» ou être «détourné» et conduire aux dépendances. Un cerveau «accro» Si l amour utilise les circuits de renforcement, l addiction aussi! Certains scientifiques qualifient d ailleurs l amour de drogue douce Quand le cerveau devient dépendant il provoque une envie répétée et irrépressible de l objet de la dépendance, objet qui agit justement sur les circuits du plaisir. De nombreuses activités et substances qui stimulent ces circuits sont addictives et peuvent conduire sous certaines conditions à la dépendance. C est le cas des drogues mais aussi, d activités plus ordinaires comme manger, jouer ou faire du sport. Le renforcement Le renforcement, c est un processus qui conduit à encourager la répétition d un comportement. Deux possibilités : le renforcement positif et le renforcement négatif. Prenons l exemple de nos deux amoureux : dès qu ils se retrouvent, dès qu ils se voient, s entendent, pensent l un à l autre, leurs cerveaux sont inondés de dopamine et ils ressentent du bien-être. C est un renforcement positif, leurs cerveaux les encouragent à se revoir. Inversement, quand ils se séparent, s éloignent l un de l autre une sensation désagréable, un manque les envahit. Quand ils se retrouvent la douleur disparaît. C est le renforcement négatif. Leurs cerveaux les encourageront à éviter cette situation désagréable ou à répéter ce qu il faut pour l arrêter. 11

12 UN LIEN SE TISSE Pour comprendre la neurobiologie de l amour il faut comprendre les cheminements complexes du cerveau humain. L étude du fonctionnement du cerveau d autres mammifères peut être une source d informations et d inspirations pour des protocoles de recherche. Le campagnol, star du labo! La compréhension scientifique de l attachement dans le couple doit beaucoup à ces petits rongeurs! L observation de la différence de comportements en couple de deux variétés de campagnol a poussé les scientifiques à rechercher les bases cérébrales d une union «à vie». Les campagnols des plaines comptent parmi le faible pourcentage de mammifères qualifiés de monogames, alors que leurs cousins, les campagnols des montagnes changent fréquemment de partenaire. Les études ont montré que chez les femelles campagnols l activation d une zone précise du cerveau par l ocytocine jouait un rôle important dans l établissement d un couple stable. Chez le mâle campagnol, le messager a une composition chimique très légèrement différente, c est la vasopressine, également stockée dans l hypophyse. L ocytocine en injections Différentes expériences ont révélé le rôle de l ocytocine dans le lien mère-enfant. Les rates par exemple ont tendance à repousser les petits qui ne sont pas les leur. L injection d ocytocine dans leurs cerveaux induit immédiatement un comportement maternel envers des petits «inconnus». Cela fonctionne aussi chez des mammifères plus gros comme les brebis pourtant réputées pour leur rejet farouche des petits d une autre. Mieux, cela fonctionne dans l autre sens aussi : l injection dans le cerveau d une substance qui empêche la stimulation par l ocytocine supprime le comportement maternel. 12

13 ET PARFOIS... Dans l espèce humaine, la fonction de reproduction est régulée par l axe hypothalamo-hypophysaire et par les organes reproducteurs, les testicules chez l homme et les ovaires chez la femme. Les hormones sécrétées par l hypophyse (FSH et LH) régulent le cycle de maturation des cellules de la reproduction chez l homme comme chez la femme et stimulent la production des hormones sexuelles. Ces cycles sont différents chez la femme et chez l homme. Un cycle mensuel chez la femme er jour RÈGLES Endomètre Si l ovule Ovaire 28 est fécondé, il s implante pour la durée de la grossesse. 27 Si non, l endomètre n est Follicule* plus utile, il se détruit : ce sont les règles. Follicule* 26 Ovule L endomètre s est épaissi pour accueillir l ovule *Un follicule ovarien est un amas de cellules contenant l ovule en formation MATURATION DU FOLLICULE PRÉPARATION DE LA NIDATION L ovule se déplace jusque dans la cavité utérine Expulsion de l ovule Ovulation au 14 e jour 13

14 Un cycle continu chez l homme Un spermatozoïde est mature en 64 jours et chaque jour on en compte plusieurs millions. Tube séminifère DIVISION CELLULAIRE 1 er jour Testicule MATURATION DES SPERMATOZOIDES Cellule de Sertoli DIFFERENCIATION 14

15 Les phases hormonales de la vie Régulée par nos hormones, notre fertilité évolue avec l âge. Tout commence par la puberté. C est une étape du développement humain marquant la transition de l enfance à l adolescence, autrement dit le passage à la fertilité. Nous grandissons plus rapidement et notre morphologie, nos organes reproducteurs et d autres caractéristiques comme la pilosité, se développent grâce aux hormones : FSH et LH. Puis avec l âge, la fertilité diminue. Chez la femme, ce changement est appelé ménopause : c est l arrêt des règles, de l ovulation et de la sécrétion des hormones sexuelles par les ovaires. Chez l homme aussi la sécrétion de l hormone sexuelle par les testicules diminue avec l âge mais le phénomène est plus progressif et parfois partiel. C est l andropause. L influence de l environnement Les facteurs environnementaux tels que l alimentation, le stress, l hygiène de vie, le tabac, la pollution et les produits chimiques auxquels nous sommes exposés, peuvent modifier la synthèse hormonale, et donc la fertilité ou l âge de la puberté. Les scientifiques constatent ainsi que la puberté survient de plus en plus tôt au cours de ces dernières décennies. Cette évolution pourrait être due à des produits toxiques tels que les phtalates, le bisphénol A ou le paraben, présents dans de nombreux objets de consommation courante. À l inverse, les vitamines E et B6 ainsi que les sels minéraux tels que le Zinc ou le Sélénium, ont des effets bénéfiques sur la production des gamètes. Chez la femme, la vitamine B9 ou acide folique, joue également un rôle important pour favoriser les divisions cellulaires lors des premières étapes du développement du fœtus. Les techniques de procréation médicalement assistée (PMA) La science est aujourd hui en mesure d aider les couples à concevoir un enfant. L insémination artificielle est utilisée lorsque les spermatozoïdes n arrivent pas passer le col de l utérus ou à pénétrer l ovule. Le médecin injecte alors les spermatozoïdes directement dans l utérus le jour de l ovulation. La fécondation in vitro ou FIV est une technique proposée en cas d anomalie des trompes, par exemple. Hors de l utérus, des ovules et des spermatozoïdes sont mis en présence et se rencontrent naturellement, avant d être réimplantés. Enfin, l ICSI (intracytoplasmic sperm injection) est une technique employée quand il existe des anomalies graves du sperme. Le spermatozoïde est alors micro-injecté directement dans l ovule. 15

16 De la fécondation à la nidation Embryon 4 cellules au 2e jour Embryon au 5e jour Nidation au 7e jour Fécondation Ovule Trompe Cavité utérine Ovaire Endomètre 16

17 Les premières étapes de la fécondation Si l ovule est fécondé par le spermatozoïde, il est appelé embryon. Des cellules de petite taille s y amassent et il se déplace dans la trompe. Tout en se déplaçant vers la cavité utérine, les cellules se divisent en 2, puis 4, 8, 16 : c est la segmentation. Au moins six jours après la fécondation, la membrane qui entoure l œuf se rompt et les cellules sortent, entrant en contact avec la muqueuse de l utérus appelée aussi l endomètre. S il est bien préparé grâce aux stimulations hormonales, les cellules s implantent dans les tissus : c est la nidation. Oeuf humain âgé de deux jours après fécondation in vitro. L oeuf qui a une taille de 0,1 mm possède quatre cellules résultant de la deuxième division après la fécondation. On peut voir des spermatozoïdes morts restés collés à la périphérie de l oeuf. Inserm/Jacques Testart 17

18 Exposition et livret accompagnateur conçus et réalisés par la Direction de l information scientifique et de la communication de l Inserm Directrice adjointe : Catherine d Astier, direction de la communication Commissaire de l exposition : Elodie Cheyrou, responsable des événements Chef de projet : Anaïs Petit Création graphique : Frédérique Koulikoff Conseil scientifique : Sylvie Berthoz, psychologue et chercheur Inserm ; Anne Jouvenceau, chargée de mission de l Institut thématique «Neurosciences, sciences cognitives, neurologie, psychiatrie» (Aviesan) ; Christine Lemaitre, chargée de mission des Instituts thématiques «Biologie cellulaire, développement et évolution» et «Génétique, génomique et bio-informatique» (Aviesan) Conception et rédaction : Direction artistique et conception graphique de l exposition : Bénédicte Roland Inserm/DISC, Direction de l information scientifique et de la communication, septembre , rue de Tolbiac Paris Cedex 13

19

20 101, rue de Tolbiac Paris Cedex 13 tél