Nous le faisons tous - ce souffle long et profond appelé «soupir» pour exprimer notre tristesse, notre soulagement ou notre épuisement. Mais vous pourriez être surpris d'apprendre que le soupir est vraiment crucial pour la fonction pulmonaire, et les scientifiques ont maintenant identifié les cellules du cerveau qui en sont responsables.

Bien que nous soupirons souvent de soulagement, de fatigue ou de tristesse, le soupir est en fait essentiel pour la fonction pulmonaire.

Jack Feldman, professeur de neurobiologie à la David Geffen School of Medicine à l'Université de Californie-Los Angeles (UCLA), et ses collègues publient les détails de leur découverte dans le journal La nature .

Selon Feldman, un soupir est une respiration profonde, mais ce n'est pas volontaire. "Il commence comme un souffle normal, mais avant d'expirer, vous prenez un deuxième souffle sur le dessus".

La personne moyenne soupire toutes les 5 minutes - équivaut à environ 12 fois par heure. Cela peut sembler excessif, mais nous devons soupirer fréquemment pour que nos poumons fonctionnent correctement.

Le soupir est nécessaire pour gonfler les alvéoles dans les poumons - les sacs minuscules qui permettent à l'oxygène et au dioxyde de carbone de se déplacer entre les poumons et la circulation sanguine. Cependant, certains de ces alvéoles peuvent s'effondrer.

"Lorsque les alvéoles s'effondrent, ils compromettent la capacité du poumon à échanger de l'oxygène et du dioxyde de carbone", explique Feldman. "La seule façon de les ouvrir à nouveau est de soupirer, ce qui apporte deux fois le volume d'un souffle normal. Si vous donnez Soupirons, vos poumons échoueront avec le temps.

Deux groupes de neurones trouvés pour contrôler les soupirs

Bien que le soupir soit crucial pour la santé, il y a des situations où il peut devenir un problème.

Le soupir peut augmenter en réponse au stress psychologique, c'est-à-dire que les personnes souffrant de dépression, de troubles anxieux et d'autres maladies mentales peuvent avoir des soupirs excessifs qui deviennent débilitants.

Il existe deux groupes d'environ 200 neurones (soulignés) dans la tige cérébrale qui contrôlent les soupirs.

Crédit d'image: Krasnow lab / Stanford

D'autre part, il existe certaines conditions qui rendent difficile la respiration d'une personne, comme des problèmes respiratoires, ce qui signifie que sa fonction pulmonaire peut être compromise.

Pour leur étude, Feldman et ses collègues ont cherché à mieux comprendre le rôle joué par le cerveau dans le rythme de soupir et de respiration - des informations qui pourraient aider un jour les personnes qui éprouvent des soupirs débilitants ou qui ont du mal à soupirer.

Des recherches antérieures ont identifié des peptides dans le cerveau - y compris la grenouille bombesine - qui peuvent influencer les soupirs chez les rongeurs, bien que les mécanismes sous-jacents à la libération de ces peptides n'aient pas été clairement identifiés.

Dans le but de démêler ce mystère, les chercheurs ont analysé plus de 19 000 motifs d'expression des gènes dans les cellules du cerveau de la souris, identifiant environ 200 neurones ou cellules du cerveau dans le tronc cérébral qui sont responsables de la production et de la libération de peptides de type bombésine.

Une enquête plus approfondie a révélé que ces peptides ont stimulé un autre groupe de 200 neurones qui ont conduit les muscles respiratoires des souris à augmenter considérablement le nombre de soupirs produits, passant d'environ 40 à l'heure à plus de 400.

«Ces voies moléculaires sont des régulateurs critiques des soupirs et définissent le noyau d'un circuit de contrôle des soupirs», explique Mark Krasnow, co-auteur de l'étude, professeur de biochimie à la Faculté de médecine de l'Université de Stanford en Californie.

Les résultats peuvent ouvrir la porte à la cible de la drogue

Les chercheurs disent que leurs résultats offrent un aperçu de la façon dont les réseaux de cellules dans le tronc cérébral régulent le rythme respiratoire.

"Contrairement à un stimulateur cardiaque qui régule uniquement la rapidité avec laquelle nous respirons, le centre respiratoire du cerveau contrôle également le type de respiration que nous prenons", explique Krasnow.

"Il est composé d'un petit nombre de différents types de neurones. Chacun fonctionne comme un bouton qui allume un autre type de souffle. Un bouton propose des respirations régulières, d'autres soupirs et les autres peuvent être pour bâillements, renifle, tousse et peut-être même Rires et pleurs.

Feldman ajoute:

Le soupir semble être réglementé par le plus petit nombre de neurones que nous avons vus liés à un comportement humain fondamental. L'un des sages grails des neurosciences consiste à déterminer comment le cerveau contrôle le comportement. Notre constat nous donne un aperçu des mécanismes qui peuvent sous-tendre des comportements beaucoup plus complexes.

De plus, étant donné que les peptides identifiés dans les cellules cérébrales de souris sont également trouvés dans le cerveau humain, les chercheurs disent qu'il est possible de cibler les voies de production de peptides avec des médicaments afin de contrôler les soupirs chez les humains.

Pourtant, les chercheurs notent que les mécanismes cérébraux sous-jacents du soupir conscient restent clairs, et cela mérite d'être approfondi.

"Il y a certainement une composante de soupirer qui se rapporte à un état émotionnel. Lorsque vous êtes stressé, par exemple, vous soupirez davantage", explique Feldman. "Il se peut que les neurones dans les zones cérébrales qui traitent l'émotion déclenchent la libération de la Des neuropeptides de soupirre - mais nous ne le savons pas."

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