Les mammifères, de la puissante baleine bleue à la minuscule musaraigne, habitent presque tous les recoins de notre planète. Leur remarquable adaptabilité à différents environnements fascine depuis longtemps les scientifiques, chaque espèce développant des caractéristiques uniques pour survivre et prospérer.
Malgré une telle diversité biologique, on pensait jusqu’à récemment que la structure et la fonction du cœur des mammifères étaient identiques. Mais les recherches menées par mes collègues et moi-même révèlent que le cœur humain est une exception, nettement différent de celui de nos plus proches parents, les grands singes, notamment les chimpanzés, les bonobos, les orangs-outans et les gorilles.
Alors pourquoi les humains sont-ils les seuls à faire exception ?
Les humains se sont éloignés des chimpanzés (Pan Troglodytes), notre dernier ancêtre commun, il y a cinq à six millions d’années. En revanche, les humains ont évolué pour se tenir debout afin de se livrer à des activités plus intenses, comme la chasse de persévérance. Et nous avons développé des cerveaux considérablement plus gros.
Ces changements corporels ont été associés à une demande métabolique beaucoup plus importante, nécessitant un apport sanguin plus important vers nos muscles et notre cerveau. Nos recherches suggèrent que le cœur humain s’est adapté pour soutenir notre posture verticale, nos mouvements et notre cerveau plus volumineux.
Au cours des 10 dernières années, nous avons procédé à des évaluations du système cardiovasculaire des grands singes dans le monde entier. Nous avons eu la chance de travailler avec des vétérinaires et du personnel soignant dévoués au Royaume-Uni, en Europe, en Afrique et en Asie. Un aspect important de ces évaluations a été l’utilisation de l’échographie cardiaque grâce à laquelle nous pouvons évaluer la structure et la fonction du cœur, sa taille et la façon dont le muscle se contracte, se tord et tourne.
Nos recherches précédentes ont suggéré que la structure du cœur humain pourrait être différente de celle du chimpanzé. Grâce à l’échographie cardiaque, nous avons découvert que le ventricule gauche (la principale chambre de pompage du cœur) des chimpanzés contient des faisceaux de muscles disposés en un maillage appelé « trabéculations ».
Pour notre étude actuelle, nous avons voulu vérifier si les trabéculations existent chez les autres grands singes, ce qui a été le cas. En revanche, les humains ont une paroi du ventricule gauche lisse. Cette différence est particulièrement prononcée au bas du ventricule gauche, où la douceur du cœur humain est près de quatre fois supérieure à celle de nos parents grands singes.
Nos recherches n’ont pas seulement révélé des différences structurelles entre le ventricule gauche humain et celui des grands singes ; nous avons également découvert une différence importante de fonction. En utilisant une technique spécialisée appelée «échocardiographie de suivi des taches,« qui suit le mouvement du muscle cardiaque pendant la contraction et la relaxation, nous avons examiné comment le muscle s’épaissit, se tord, tourne et s’allonge.
Les résultats ont été frappants. Les humains, qui ont le moins de trabéculations, ont montré une torsion et une rotation beaucoup plus importantes au niveau de l’apex (la pointe du cœur) pendant la contraction. En revanche, les grands singes non humains, avec leur cœur fortement trabéculé, ont montré beaucoup moins de mouvements.
Nous pensons que le cœur humain a évolué en s’éloignant de la structure trabéculée observée chez les autres grands singes pour améliorer sa capacité à se tordre et à se contracter plus efficacement. Ce mouvement de torsion accru, associé aux parois ventriculaires lisses, permet probablement au cœur humain de pomper un plus grand volume de sang à chaque battement. Cela répond aux exigences accrues de notre activité physique et de notre cerveau plus volumineux.
Nos recherches remettent en cause l’hypothèse selon laquelle la structure du cœur est uniforme chez tous les mammifères. Au contraire, des différences subtiles mais cruciales dans l’anatomie et la fonction du cœur sont apparues en réponse à des défis environnementaux uniques.
Maladie cardiaque
Alors que nos recherches actuelles ont permis de mieux comprendre l’évolution du cœur humain, nos travaux d’analyse du cœur des grands singes menacés se poursuivent. Malheureusement, les maladies cardiaques sont la principale cause de mortalité chez les grands singes en captivité.
Contrairement aux humains, les grands singes ne semblent pas développer de maladie coronarienne. Au contraire, leur muscle cardiaque subit un processus fibrotique, ou épaississement, qui entraîne une mauvaise contraction et une susceptibilité à l’arythmie, qui est un problème du rythme des battements du cœur. La cause de cette maladie est inconnue. Projet international sur le cœur des primates ont mené des évaluations de la physiologie cardiovasculaire des grands singes à travers le monde pour mieux comprendre la maladie.
Avant notre implication, on savait peu de choses sur la physiologie cardiovasculaire normale des grands singes. Grâce à la collaboration avec des vétérinaires, nos recherches ont généré des données vitales, améliorant considérablement notre compréhension de l’évolution du cœur humain, ainsi que la compréhension, le diagnostic et la gestion des maladies cardiaques chez les grands singes.
Cet article est republié à partir de La Conversation sous licence Creative Commons. Lire la suite article original.