Oxytocin – L'hormone d'amour multitâche

Source: Dessin original d'Alex Martin

Les maternités utilisent couramment de l'ocytocine synthétique pour démarrer le processus de naissance et le maintenir en mouvement. C'est la principale raison pour laquelle cette hormone est si largement connue. Il est moins connu que, après la naissance, l'ocytocine produite naturellement provoque l'éjection de lait pendant l'allaitement. Il est également lié à l'orgasme chez les deux sexes et au lien entre les individus. Ces liens supplémentaires ont engendré de nombreux labels pour cette hormone multitâche: "hormone de liaison", "hormone de l'élevage", "hormone câline", "hormone de l'amour" et même "hormone du bonheur". Parce que l'ocytocine affecte de manière significative le cerveau ainsi que les organes reproducteurs, Heon-Jin Lee et ses collègues l'ont justement surnommé «le grand facilitateur de la vie».

Oxytocine en accouchement

Les femmes qui accouchent à l'hôpital reçoivent souvent de l'ocytocine par voie intraveineuse, d'abord pour provoquer la naissance, puis pour renforcer les contractions si nécessaire pendant le travail. L'ocytocine remplit également une fonction cruciale dès la naissance en favorisant de fortes contractions qui expulsent le placenta et réduisent les saignements. C'est une période précaire et l'hémorragie post-partum est la principale cause de mortalité maternelle dans les sociétés où les infrastructures médicales sont insuffisantes.

Modèle CPK de la molécule d'ocytocine construit en utilisant ACD / ChemSketch et Accelrys DS Visualizer.

Source: Wikimedia Commons avec reconnaissance à l'auteur de l'image MindZiper

Sans doute en raison de son importance pour la naissance, mais aussi parce que c'est une si petite molécule, l'ocytocine – une chaîne courte de seulement 9 acides aminés – a été la première hormone peptidique à être séquencée. (À titre de comparaison, l'insuline a 51 acides aminés et les chaînes d'hémoglobine dans les globules rouges en ont plus de 140.) Vincent du Vigneaud a séquencé et synthétisé l'ocytocine en 1953, obtenant le prix Nobel, et l'ocytocine synthétique est maintenant utilisée en routine médicale. Depuis le tube digestif dégrade rapidement l'hormone, il est généralement injecté dans la circulation sanguine. Plus récemment, étant donné que l'ocytocine ne peut pas franchir la barrière hémato-encéphalique, les sprays nasaux sont souvent utilisés pour transférer l'hormone directement au cerveau le long des cellules nerveuses olfactives.

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Oxytocine et allaitement

Chez les mères qui allaitent, l'ocytocine produite naturellement entraîne une circulation du lait à travers le "reflet descendant". L'hormone stimule la contraction des cellules musculaires autour des petites cavités contenant du lait, générant une pression accrue qui éjecte le lait à travers le mamelon. Alors que l'allaitement commence, la poussée d'ocytocine peut également déclencher des contractions utérines, souvent ressenties comme des douleurs post-traumatiques aussi fortes que pendant le travail. L'ocytocine est d'abord libérée en réponse à la succion du bébé, mais plus tard elle peut être provoquée par divers stimuli, allant du son d'un bébé qui pleure à la simple pensée d'allaiter.

Origines de l'ocytocine

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Parce que l'ocytocine joue des rôles clés à la fois dans la naissance et l'allaitement, on pourrait penser qu'elle a initialement évolué pour ces fonctions. Mais des séquences d'ADN de gènes chez divers animaux ont révélé une histoire très différente et plutôt surprenante. Comme cela se produit si souvent au cours de l'évolution, le gène de l'ocytocine est né de la duplication d'un gène préexistant. Le gène d'origine – directement à côté du gène de l'ocytocine – produit l'hormone vasopressine. Tout comme l'ocytocine, la vasopressine est une chaîne de neuf acides aminés. Tous sauf deux des acides aminés sont les mêmes, mais les deux hormones jouent maintenant des rôles très différents dans le corps. Les deux fonctions principales de la vasopressine sont la constriction des vaisseaux sanguins et la rétention d'eau corporelle. Comme d'autres mammifères placentaires, les humains n'ont encore qu'un seul gène d'ocytocine, mais des duplications supplémentaires ont produit trois gènes distincts de la vasopressine.

Arbre évolutif montrant la duplication initiale (D) d'un gène de la vasopressine pour produire un gène d'ocytocine au moins 245 millions d'années avant l'origine de l'allaitement (S) et près de 300 ma avant la naissance vivante (B).

Source: Chiffre original de l'auteur basé notamment sur les informations fournies par Ocampo Daza et al. (2013)

Dans deux articles phares en 2008 et 2009, Pai-Chung Gwee et ses collègues ont comparé des séquences d'ADN de gènes pour l'ocytocine, la vasopressine et les hormones apparentées chez un large éventail d'animaux avec des épines dorsales (vertébrés). Il est apparu que tous les vertébrés avec des mâchoires (mammifères, oiseaux, reptiles, amphibiens et divers poissons, y compris les cœlacanthes), ont au moins une copie de chacun des gènes de l'ocytocine et de la vasopressine. En revanche, les vertébrés sans mâchoires – lancelets et lamproies – n'ont qu'un seul gène qui produit une hormone semblable à la vasopressine. Ceci indique que la duplication menant à des gènes séparés pour la vasopressine et l'ocytocine s'est produite à un certain moment après la division basale entre les vertébrés mâchoires et mâchoires, au moins 435 millions d'années auparavant. Mais c'est bien avant que la tétée ne sorte de l'ancêtre commun des mammifères, il y a environ 200 millions d'années. En effet, la grossesse et la naissance vivante n'apparaissent pas avant l'ascendance commune des marsupiaux et des placentaires, il y a 145 millions d'années. Ainsi, le gène de l'ocytocine ne provient manifestement pas de la tétée ou de la naissance vivante.

Oxytocine et l'orgasme

Dans deux articles publiés en 1987 et en 1994, Marie Carmichael et ses collègues ont signalé que l'augmentation de la concentration circulante d'ocytocine accompagnait l'orgasme chez les hommes et les femmes. Les niveaux sont nettement augmentés avec l'orgasme atteint par l'auto-stimulation et les niveaux élevés persistent pendant plusieurs minutes. Carmichael et ses collègues ont émis l'hypothèse que les effets de l'ocytocine sur la contraction musculaire pourraient faciliter le transport des ovules et des spermatozoïdes.

Dans une approche ingénieuse, le gynécologue allemand Ludwig Wildt et ses collègues ont étudié les effets de l'ocytocine synthétique sur le transport des spermatozoïdes à travers l'utérus et les oviductes d'une femme. Pour ce faire, ils ont déposé des sphères d'albumine de la taille d'un sperme marquées radioactivement dans le vagin de 50 patients souffrant d'infertilité, puis ont suivi leur progression avec un détecteur. Les sphères étiquetées ont atteint les entrées de l'oviducte quelques minutes après le dépôt, de sorte que l'utérus agit clairement comme une pompe. L'injection intraveineuse d'ocytocine a été suivie d'une augmentation «spectaculaire» du volume des sphères transportées vers l'oviducte. L'enregistrement de la pression dans l'utérus avant et après l'injection d'ocytocine a révélé une augmentation du tonus musculaire et de la force des contractions, et le gradient a été inversé pour favoriser l'écoulement du col de l'utérus vers l'oviducte. Ceci démontre de manière convaincante que l'ocytocine favorise le transport à travers l'utérus et les oviductes.

L'ocytocine et le cerveau

L'ocytocine n'est pas seulement liée aux organes reproducteurs. Il contribue également à la fonction cérébrale, en influençant particulièrement le comportement social. D'où des surnoms tels que "hormone de liaison", "hormone de l'amour" et "élixir de confiance".

Un exemple maintenant légendaire d'ocytocine en action implique un contraste saisissant entre deux espèces de campagnol étroitement apparentées. Alors que les campagnols des prairies forment des liens de paires à vie après un accouplement initial et partagent par la suite les soins parentaux, les campagnols subalternes s'accouplent et ne forment pas de liens durables. La recherche a révélé que l'ocytocine et la vasopressine jouent un rôle important dans le déclenchement et le maintien du lien de paire chez les campagnols des prairies. Il est frappant de constater que si l'ocytocine et la vasopressine sont administrées à des campagnols de montagne, elles se comportent également de manière monogame. En 2013, Hui Wang et ses collègues ont démontré que le blocage des récepteurs de l'ocytocine et de la vaspressine dans un centre spécifique de récompense et de plaisir du cerveau chez les campagnols des Prairies empêche la facilitation de la préférence du partenaire. L'injection d'inhibiteurs cérébraux et l'induction de la liaison par paires par accouplement ont provoqué le même changement de gène: une véritable base moléculaire pour l'amour.

Il a également été montré dans des études utilisant des pulvérisations nasales que l'ocytocine peut influencer les interactions sociales humaines. Dans une expérience représentative rapportée en 2012, Dick Scheele, Onur Güntürkün et d'autres ont montré que l'hormone module la distance sociale entre les hommes et les femmes. Un essai randomisé de l'administration nasale d'ocytocine avec des témoins placebo a révélé que, lors d'une première rencontre avec une femme séduisante, les hommes dans une relation monogame sont stimulés à garder une distance beaucoup plus grande que les hommes non engagés. Cette conclusion a été confirmée par une tâche d'approche / d'évitement impliquant des photographies, dans laquelle les hommes amorcés à l'ocytocine dans une relation monogame ont approché les photos de femmes attirantes plus lentement. Les auteurs ont suggéré que l'ocytocine contribue peut-être à promouvoir la fidélité dans les relations humaines monogames.

Alors, quelle était la fonction initiale de l'ocytocine après cette duplication génique il y a plus de 435 millions d'années? Nos ancêtres de poisson nageant autour de ces océans primordiaux ont sans doute mené des vies misérables, plutôt solitaires. En plus de la naissance et de l'allaitement, nous pouvons également rejeter la vie sociale et les orgasmes. Logiquement, la seule chose qui reste est l'amour …………

Les références

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Wildt, L., Kissler, S., Licht, P. & Becker, W. (1998) transport de spermatozoïdes dans le tractus génital féminin humain et sa modulation par l'ocytocine évaluée par hystérosalpingoscintigraphie, hystérotonographie, électrohystérographie et sonographie Doppler. Mise à jour sur la reproduction humaine 4 : 655-666.