Environnement interne - Internal environment
L' environnement interne (ou milieu intérieur en français ) est un concept développé par Claude Bernard , physiologiste français au 19ème siècle, pour décrire le liquide interstitiel et son physiologique capacité d'assurer la stabilité de protection pour les tissus et les organes des organismes multicellulaires .
Étymologie
Claude Bernard a utilisé l'expression française milieu intérieur (environnement interne en anglais) dans plusieurs ouvrages de 1854 jusqu'à sa mort en 1878. Il l'a très probablement adoptée de l'histologue Charles Robin , qui avait utilisé l'expression « milieu de l'intérieur » comme un synonyme de l'ancienne idée hippocratique des humeurs . Bernard ne s'est d'abord intéressé qu'au rôle du sang, mais il a ensuite intégré celui de l'ensemble du corps pour assurer cette stabilité interne. Il résume ainsi son idée :
La fixité du milieu suppose une perfection de l'organisme telle que les variations extérieures soient à chaque instant compensées et équilibrées... Tous les mécanismes vitaux, si variés soient-ils, ont toujours un but, maintenir l'uniformité de les conditions de vie dans le milieu intérieur... La stabilité du milieu intérieur est la condition de la vie libre et indépendante.
Les travaux de Bernard sur l'environnement interne de régulation ont été soutenus par des travaux en Allemagne parallèlement. Alors que Rudolf Virchow mettait l'accent sur la cellule, d'autres, comme Carl von Rokitansky (1804-1878) ont continué à étudier la pathologie humorale en particulier la question de la microcirculation . Von Rokitansky a suggéré que la maladie avait pour origine des dommages à cette microcirculation vitale ou système interne de communication. Hans Eppinger Jr. (1879-1946), professeur de médecine interne à Vienne, a développé le point de vue de von Rokitansky et a montré que chaque cellule a besoin d'un environnement approprié qu'il a appelé la substance fondamentale pour une microcirculation réussie. Ce travail de scientifiques allemands a été poursuivi au 20ème siècle par Alfred Pischinger (1899-1982) qui a défini les connexions entre la substance fondamentale ou matrice extracellulaire et les systèmes nerveux hormonal et autonome et y a vu un système complexe de régulation pour le corps comme un tout et pour le fonctionnement cellulaire, qu'il a appelé la régulation au sol ( das System der Grundregulation ).
Histoire
Bernard a créé son concept pour remplacer l'idée ancienne des forces vitales par celle d'un processus mécaniste dans lequel la physiologie du corps était régulée par de multiples rétroactions d'ajustement de l'équilibre mécanique. La notion ultérieure d'homéostasie de Walter Cannon (bien qu'elle soit également mécaniste) manquait de cette préoccupation et a même été préconisée dans le contexte de notions aussi anciennes que vis medicatrix naturae .
Cannon, contrairement à Bernard, a vu l'autorégulation du corps comme une exigence pour l'émergence évolutive et l'exercice de l'intelligence, et a en outre placé l'idée dans un contexte politique : « Ce qui correspond dans une nation à l'environnement interne du corps « L'analogue le plus proche semble être l'ensemble du système complexe de production et de distribution de marchandises ». Il a suggéré, comme une analogie avec la propre capacité du corps à assurer la stabilité interne, que la société devrait se préserver avec une bureaucratie technocratique, la « biocratie ».
L'idée de milieu intérieur, a-t-on noté, a conduit Norbert Wiener à la notion de cybernétique et de rétroaction négative créant une autorégulation dans le système nerveux et dans les machines non vivantes, et qu'« aujourd'hui, la cybernétique, une formalisation de l'hypothèse de constance de Bernard, est considéré comme l'un des antécédents critiques des sciences cognitives contemporaines ».
Réception anticipée
L'idée de Bernard a d'abord été ignorée au XIXe siècle. Cela s'est produit malgré le fait que Bernard ait été hautement honoré en tant que fondateur de la physiologie moderne (il a en effet reçu les premières funérailles d'État françaises pour un scientifique). Même l' édition de 1911 de l'Encyclopædia Britannica n'en fait pas mention. Ses idées sur le milieu intérieur ne sont devenues centrales à la compréhension de la physiologie qu'au début du 20e siècle. Ce n'est qu'avec Joseph Barcroft , Lawrence J. Henderson , et particulièrement Walter Cannon et son idée d' homéostasie , qu'il reçut sa reconnaissance et son statut actuels. La 15e édition actuelle la note comme étant l'idée la plus importante de Bernard.
Idée de communication interne
En plus de fournir la base pour comprendre la physiologie interne en termes d'interdépendance de la matrice cellulaire et extracellulaire ou du système au sol, le concept fructueux de Bernard du milieu intérieur a également conduit à des recherches importantes concernant le système de communication qui permet la dynamique complexe de l'homéostasie.
uvre de Szent-Györgyi
Les premiers travaux ont été menés par Albert Szent-Györgyi qui a conclu que la communication organique ne pouvait s'expliquer uniquement par les collisions aléatoires de molécules et a étudié les champs énergétiques ainsi que le tissu conjonctif. Il était au courant des travaux antérieurs de Moglich et Schon (1938) et de Jordan (1938) sur les mécanismes non électrolytiques de transfert de charge dans les systèmes vivants. Cela a été exploré et avancé par Szent-Györgyi en 1941 dans une conférence Koranyi Memorical à Budapest, publiée à la fois dans Science et Nature , dans laquelle il a proposé que les protéines soient des semi-conducteurs et capables de transférer rapidement des électrons libres dans un organisme. Cette idée a été reçue avec scepticisme, mais il est maintenant généralement admis que la plupart sinon toutes les parties de la matrice extracellulaire ont des propriétés semi-conductrices. La conférence Koranyi a déclenché une industrie de l'électronique moléculaire en pleine croissance, utilisant des semi-conducteurs biomoléculaires dans des circuits nanoélectroniques .
En 1988, Szent-Györgyi a déclaré que « les molécules n'ont pas besoin de se toucher pour interagir. L'énergie peut circuler à travers... le champ électromagnétique » qui « avec l'eau, forme la matrice de la vie ». Cette eau est également liée aux surfaces des protéines, de l' ADN et de toutes les molécules vivantes de la matrice. Il s'agit d'une eau structurée qui assure la stabilité du fonctionnement métabolique et qui est également liée au collagène, la principale protéine de la matrice extracellulaire et de l'ADN. L'eau structurée peut former des canaux de flux d'énergie pour les protons (contrairement aux électrons qui traversent la structure protéique pour créer de la bioélectricité ). Mitchell (1976) qualifie ces flux de « proticité ».
Travailler en Allemagne
Les travaux en Allemagne au cours du dernier demi-siècle se sont également concentrés sur le système de communication interne, en particulier en ce qui concerne le système au sol. Ce travail a conduit à leur caractérisation du système sol ou de l' interaction de la matrice extracellulaire avec le système cellulaire en tant que « système de régulation au sol », y voyant la clé de l'homéostasie, un système de communication et de soutien à l'échelle du corps, vital à toutes les fonctions.
En 1953, un médecin et scientifique allemand, Reinhold Voll, a découvert que les points utilisés en acupuncture avaient des propriétés électriques différentes de celles de la peau environnante, à savoir une résistance plus faible. Voll découvrit en outre que la mesure des résistances aux points donnait des indications précieuses sur l'état des organes internes. D'autres recherches ont été effectuées par le Dr Alfred Pischinger, à l'origine du concept de « système de régulation du sol », ainsi que par les Drs. Helmut Schimmel et Hartmut Heine, en utilisant la méthode de dépistage électrodermique de Voll. Ces recherches supplémentaires ont révélé que le gène n'est pas tant le contrôleur que le référentiel de plans sur la façon dont les cellules et les systèmes supérieurs devraient fonctionner, et que la régulation réelle des activités biologiques (voir Biologie cellulaire épigénétique ) réside dans un « système de régulation au sol ». . Ce système est construit sur la substance fondamentale, un tissu conjonctif complexe entre toutes les cellules, souvent aussi appelé matrice extracellulaire. Cette substance fondamentale est constituée de substances fondamentales « amorphes » et « structurelles ». Le premier est "un gel semi-fluide transparent produit et maintenu par les cellules fibroblastiques des tissus conjonctifs " constitué de complexes sucre-protéine hautement polymérisés .
La substance fondamentale, selon des recherches allemandes, détermine ce qui entre et sort de la cellule et maintient l'homéostasie, ce qui nécessite un système de communication rapide pour répondre à des signaux complexes (voir aussi Bruce Lipton ).
Ceci est rendu possible par la diversité des structures moléculaires des polymères de sucre de la substance fondamentale, la capacité de générer rapidement de nouvelles substances de ce type et leur forte interconnexion. Cela crée une redondance qui rend possible l'oscillation contrôlée des valeurs au-dessus et au-dessous de l'homéostasie dynamique présente chez tous les êtres vivants. C'est une sorte de "mémoire à court terme" à réponse rapide de la substance fondamentale. Sans cette capacité labile, le système passerait rapidement à un équilibre énergétique, ce qui entraînerait l'inactivité et la mort .
Pour sa survie biochimique, chaque organisme a besoin de la capacité de construire, détruire et reconstruire rapidement les constituants de la substance fondamentale.
Entre les molécules qui composent la substance fondamentale, il y a des surfaces minimales d' énergie potentielle . La charge et la décharge des matériaux de la substance fondamentale provoquent des « oscillations du champ biologique » (champs de photons). L'interférence de ces champs crée des tunnels de courte durée (de 10 à 9 secondes jusqu'à 10 à 5 secondes) à travers la substance fondamentale. À travers ces tunnels, en forme de trou à travers un beignet, de gros produits chimiques peuvent traverser des capillaires à travers la substance fondamentale et dans les cellules fonctionnelles des organes et vice-versa. Tous les processus métaboliques dépendent de ce mécanisme de transport.
Les principales structures énergétiques de commande dans le corps sont créées par la substance fondamentale, telle que le collagène , qui non seulement conduit l'énergie mais la génère, en raison de ses propriétés piézoélectriques.
Comme le cristal de quartz, le collagène dans la substance fondamentale et les tissus conjonctifs plus stables ( fascias , tendons , os , etc.). transforme l'énergie mécanique (pression, torsion, étirement) en énergie électromagnétique , qui résonne ensuite à travers la substance fondamentale (Athenstaedt, 1974). Cependant, si la substance fondamentale est chimiquement déséquilibrée, l'énergie qui résonne à travers le corps perd sa cohérence.
C'est ce qui se passe dans la réponse d'adaptation décrite par Hans Selye . Lorsque la régulation au sol est déséquilibrée, la probabilité de maladie chronique augmente. Les recherches de Heine indiquent que les traumatismes émotionnels non résolus libèrent une substance neurotransmettrice P qui fait que le collagène prend une structure hexagonale plus ordonnée que sa structure habituelle, déséquilibrant la substance fondamentale, ce qu'il appelle une "cicatrice émotionnelle" fournissant " une vérification scientifique importante que les maladies peuvent avoir des causes psychologiques." (voir aussi Bruce Lipton )
Travailler aux États-Unis
Alors que les premiers travaux sur l'identification de l'importance du système de régulation au sol ont été effectués en Allemagne, des travaux plus récents examinant les implications de la communication inter et intracellulaire via la matrice extracellulaire ont eu lieu aux États-Unis et ailleurs.
La continuité structurelle entre les composants extracellulaires , squelettiques du kyste et nucléaires a été discutée par Hay, Berezny et al. et Oschmann. Historiquement, ces éléments ont été appelés substances fondamentales et, en raison de leur continuité, ils agissent pour former un système complexe et entrelacé qui pénètre et entre en contact avec chaque partie du corps. Dès 1851, il a été reconnu que les systèmes nerveux et sanguin ne se connectent pas directement à la cellule, mais sont médiés par et à travers une matrice extracellulaire.
Des recherches récentes concernant les charges électriques des divers composants glycol-protéiques de la matrice extracellulaire montrent qu'en raison de la forte densité de charges négatives sur les glycosaminoglycanes (fournies par les groupes sulfate et carboxylate des résidus d'acide uronique), la matrice est un système redox étendu capable de d'absorber et de donner des électrons à tout moment. Cette fonction de transfert d'électrons atteint l'intérieur des cellules car la matrice cytoplasmique est également fortement chargée négativement. L'ensemble de la matrice extracellulaire et cellulaire fonctionne comme un système de stockage biophysique ou un accumulateur de charge électrique.
D'après des considérations thermodynamiques , énergétiques et géométriques, les molécules de la substance fondamentale sont considérées comme formant des surfaces physiques et électriques minimales, de sorte que, sur la base des mathématiques des surfaces minimales, de minuscules changements peuvent entraîner des changements importants dans des zones éloignées de la substance fondamentale. Cette découverte est considérée comme ayant des implications pour de nombreux processus physiologiques et biochimiques , notamment le transport membranaire , les interactions antigène-anticorps , la synthèse des protéines , les réactions d'oxydation , les interactions actine-myosine, les transformations sol en gel dans les polysaccharides .
Une description du processus de transfert de charge dans la matrice est "transport d'électrons hautement vectoriel le long des voies biopolymères ". D'autres mécanismes impliquent des nuages de charge négative créés autour des protéoglycanes dans la matrice. Il existe également des complexes de transfert de charge solubles et mobiles dans les cellules et les tissus (par exemple Slifkin, 1971; Gutman, 1978; Mattay, 1994).
Rudolph A. Marcus du California Institute of Technology a découvert que lorsque la force motrice augmente au-delà d'un certain niveau, le transfert d'électrons commence à ralentir au lieu de s'accélérer (Marcus, 1999) et il a reçu un prix Nobel de chimie en 1992 pour cela. contribution à la théorie des réactions de transfert d'électrons dans les systèmes chimiques. L'implication du travail est qu'un processus de transport vectoriel d'électrons peut être d'autant plus grand que le potentiel est petit, comme dans les systèmes vivants .