La recherche scientifique n’est pas une vitrine de son propre talent ou de ses propres ressources, c’est une chance d’améliorer les connaissances communes sur certains sujets pour le bien-être collectif. Un chercheur doit utiliser la multidisciplinarité pour observer un phénomène dans son intégralité et pas seulement son alignement de pensée, de fédérations, de comités et de connaissances; pour comprendre, il faut exploiter plus d’outils et plus de disciplines. L’article traite de l’importance des fluides (ou fascia liquide) dans le maintien de la forme et de la fonction du corps humain, car, actuellement, de nombreux textes oublient à quel point les fluides corporels sont fondamentaux pour comprendre la dynamique structurelle (os et muscles, fibrilles et cellules ). En revisitant la littérature actuelle, le texte souhaite mettre en évidence comment le fascia liquide détermine l’adaptation corporelle en présence de contraintes mécaniques.

Introduction et contexte

Le modèle mécanique impliquant le système musculaire squelettique et le continuum fascial est connu sous le nom de biotenségrité. Dans les années 1960, le designer R. Buckminster Fuller conçoit et met en pratique le concept structurel et architectural de tenségrité (intégrité de tension): tension continue avec compression discontinue [  ]. Il s’est inspiré d’une sculpture de l’artiste Snelson en 1948 [  ]. Ce principe a permis de construire des projets architecturaux qui ont conservé leur forme, malgré des contraintes mécaniques externes ou des modifications temporaires de la structure externe; l’équilibre de tension permet la continuité de la fonction et de la forme [ ]. En 1977, le Dr Robbie a été le premier à assimiler le concept de tenségrité dans le domaine biologique et, précisément, à la colonne vertébrale et au système musculo-squelettique, essayant de comprendre la dynamique des forces agissant sur le vivant de la structure (biologique), en maintenant forme et fonction [  ]. Selon sa vision, le système musculaire et osseux pourrait être vu comme un système de tenségrité biologique [  ]. À la fin des années 1970 puis en 1985, Ingber a assimilé le concept de tenségrité à la cellule, où les microtubules gèrent les tensions mécaniques (structures à tension continue) produites par le complexe protéique d’actomyosine (structures à compression discontinue) [ ]. Le but ultime est de conceptualiser le phénomène de mécanotransduction, c’est-à-dire la capacité à transmettre des informations mécaniques à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule à travers les structures elles-mêmes qui composent la cellule et, en même temps, obtenir le maximum d’adaptation possible [  –  ]. En 1981, avec un résumé à la 34e Conférence annuelle sur l’ingénierie en médecine et en biologie, le Dr Levin a inventé le terme que nous connaissons universellement: biotenségrité [  ]. Le modèle théorique de la biotenségrité considère les os et les tissus musculaires (et connectés) comme la composante de la tension discontinue et la composante en précontrainte, respectivement [ ]. La philosophie de la biotenségrité peut être appliquée à tout le corps, ainsi qu’à chaque zone du corps, jusqu’à la cellule, comme dans un article précédent, où j’ai montré en détail les différentes connexions [  ]. Le modèle épouse la définition de ce qu’est le continuum fascial, selon le comité de nomenclature fasciale: «Le système fascial comprend le tissu adipeux, l’adventice, les gaines neurovasculaires, les aponévroses, les fascias profonds et superficiels, le derme, l’épinèvre, les capsules articulaires, les ligaments, les membranes, les méninges , expansions myofasciales, périoste, rétinacula, septa, tendons (y compris endotendon / péritendon / épitendon / paratendon), fascias viscéraux et tous les tissus conjonctifs intramusculaires et intermusculaires, y compris endomysium / périmysium / épimysium »[ ]. Ce qui n’est pas pris en considération pour comprendre comment appliquer correctement ce modèle (modèle mécanique), c’est la fonction des fluides corporels [ ]. Notre vision de ce qui devrait être considéré comme un fascia comprend également les fluides corporels: «Le fascia est tout tissu qui contient des caractéristiques capables de répondre à des stimuli mécaniques. Le continuum fascial est le résultat de l’évolution de la synergie parfaite entre les différents tissus, liquides et solides capables de supporter, diviser, pénétrer, nourrir et relier toutes les régions du corps, de l’épiderme à l’os, impliquant toutes ses fonctions et structures organiques. Ce continuum transmet et reçoit constamment des informations mécanométaboliques qui peuvent influencer la forme et la fonction de tout le corps. Ces impulsions afférentes / efférentes proviennent du fascia et des tissus qui ne sont pas considérés comme faisant partie du fascia en mode biunivoque. Dans cette définition, ces tissus comprennent: l’épiderme, le derme, la graisse, le sang, la lymphe, ]. Le modèle de biotenségrité ne correspond pas à la présence de fluides corporels, car il ne les prend pas en considération. Un autre modèle appelé fascintegrity et créé par le groupe Foundation of Osteopathic Research and Clinical Endorsement (FORCE) implique le sang et la lymphe (tissu conjonctif spécialisé) [  ]. Le corps humain est composé de fluides, de son intégralité à la cellule individuelle; sans la présence de fluides, le corps humain ou la cellule unique ne pourrait pas s’adapter, ne pourrait pas survivre et n’aurait pas la forme que nous connaissons [  ]. Au 21e siècle, nous débattons encore de la question de savoir si le modèle de biotenségrité est un modèle valide [ ]. Le modèle est valide lorsque les fluides ne sont pas pris en compte. Disséquer la compréhension d’un phénomène, c’est observer une tridimensionnalité de différentes interpénétrations de concepts scientifiques. Continuer à poursuivre un modèle théorique conduit inévitablement à la confusion; la confusion ne vient pas de la multidisciplinarité de la pensée mais de la fixité intellectuelle marmoréenne. Un modèle sert à avancer et non à s’arrêter. En tant que modèle, c’est un point de départ qui ne doit être défendu que lorsque sa validité totale est démontrée; actuellement, il n’y a aucune étude scientifique expérimentale qui prouve la validité sur le vivant. Mais c’est précisément la richesse d’un modèle, c’est-à-dire stimuler la recherche et l’avancement de la compréhension de ce qui se passe dans la sphère biologique. Le modèle de fascination inclut les fluides dans sa philosophie mais, ]. Le thème de la revue est de souligner l’importance des fluides sur la capacité de la cellule et des tissus à fonctionner et à maintenir la forme pendant les activités biologiques. Le but ultime est de stimuler davantage la croissance de la vision de ce qu’est le système corporel ou continuum fascial.

 

La Revue

Le corps humain contient différents fluides ou fascias liquides avec différentes tâches; tous les fluides peuvent entrer en contact les uns avec les autres [  ]. On ne peut pas en dire autant des muscles, des os ou des fascias solides. Nous pouvons reconnaître le sang (artériel et veineux), la lymphe, les fluides cellulaires (intracellulaire, extracellulaire) et le liquide céphalo-rachidien [  –  ]. Les fluides jouent un rôle extraordinaire dans le maintien des fonctions corporelles et, par conséquent, de la forme. Le mouvement ou la quantité de fluides implique une adaptation constante car ils génèrent une force mécanique [ ]. Par exemple, chaque fois que le corps change de posture, le système sanguin change l’espace occupé, modifiant les pressions. Le vestibule doit envoyer des informations au noyau du tractus solitaire, qui reçoit en dernier les informations sur les barorécepteurs de l’arc aortique et du glomus carotidien, pour mieux gérer la pression artérielle et la posture [  ]. La tension artérielle affecte la posture. Un autre exemple concerne les cellules cancéreuses du sein. La protéine kinase activée par l’AMP (AMPK) a pour mission de surveiller l’état énergétique cellulaire et joue un rôle fondamental dans le comportement des cellules cancéreuses. Généralement, on pense que le microenvironnement physique influence principalement la réponse des cellules cancéreuses, une étude in vitro récente a montré l’importance de l’empreinte fluide sur la réponse des cellules tumorales [ ]. Les chercheurs ont montré que le coactivateur des récepteurs stéroïdiens (Src) et la kinase d’adhésion focale (FAK), qui sont des structures intracellulaires non réceptrices, sont extrêmement sensibles au cisaillement des fluides intracellulaires et sont capables d’influencer l’AMPK et la prolifération tumorale [  ]. L’écoulement des fluides génère de l’énergie. Certains chimistes ont développé une petite batterie qui fonctionne en extrayant l’énergie des fluides corporels. Il peut être mis en contact avec des fluides corporels contenant du glucose, sous la peau ou dans la colonne vertébrale. Les batteries fonctionnent avec des fluides biologiques [  ]. Les fluides corporels émettent de la lumière, en particulier, le sang émet des biophotons ou émission de photons ultra-faibles (UPE) [ ]. La lumière est une onde électromagnétique mais elle agit aussi comme un flux de corpuscules. Une étude montre que les deux natures de lumière, la nature corpusculaire et ondulatoire, peuvent être détectées simultanément dans le même système physique [  ]. La libération des biophotons a un modèle, un rythme reconnaissable; ce comportement biologique équivaut probablement à un système de communication pour le système nerveux et pour d’autres systèmes corporels [  ]. Les fluides peuvent produire des sons comme des phonons. Les phonons (ondes oscillatoires) sont des «quasiparticules» qui transportent le son et la chaleur et, une fois de plus, transportent des informations d’un atome à un autre [  – ]. L’EPU et les phonons interagissent avec la réponse biologique de l’organisme, mais pourtant, il n’y a pas d’études impliquant ces notions dans le modèle théorique de la biotenségrité.

Fluides et embryogenèse

La structure s’adapte aux fluides; les fluides avec leur mouvement, leur quantité, leur vitesse d’écoulement et leur mode vectoriel déterminent la forme des tissus. La forme et la fonction du continuum fascial sont principalement données par les fluides. Voyons quelques exemples. La morphogenèse de la structure cardiaque est basée sur la poussée des fluides. La contrainte de cisaillement dérivant de l’écoulement des fluides détermine spéculairement la forme de la cellule, tandis que la pression des fluides détermine elle-même les limites et les fonctions de la cellule elle-même: les fluides façonnent la forme et fonctionnent au niveau embryologique [  ]. Une autre étude confirme ce concept, où les chercheurs démontrent que les fluides et leur comportement stimulent la division cellulaire correcte pendant l’embryogenèse [ ]. La taille et la symétrie précises des organes, ainsi que leur position et leur fonction parfaites, dépendent des fluides. L’oreille interne, organe d’une précision extraordinaire, est stimulée morphogénétiquement par la quantité de fluides (pression hydrostatique) présente lors de l’embryogenèse; la même pression gère la quantité de fluides pouvant intervenir [  ]. Les fluides se gèrent eux-mêmes par retour de pression et, en même temps, influencent la durée de croissance et la taille des différents tissus [  –  ]. La présence de fluides influence la synthèse des chalones (inhibiteurs mitotiques) [ ]. Ce dernier gère la durée de croissance, comme la somatostatine pour le muscle squelettique, la protéine morphogénétique osseuse de type 3 (BMP3) pour le tissu osseux et le facteur de différenciation de croissance protéique 11 (GDF11) pour le système nerveux [  ]. Au cours de l’embryogenèse, les fluides influencent également les substances qui gèrent la taille du tissu ou de l’organe, comme l’insuline, cible des voies de signalisation de la rapamycine (TOR) et par la protéine kinase Hippo (Hpo) [  ]. L’accumulation de fluides ou le gradient morphogénique permet aux cellules de synthétiser ces substances et de créer une maîtrise de soi de la croissance, de la forme et de la fonction des tissus et organes ou de l’organogenèse [  – ]. La structure, comme les différents composants qui composent la cellule (protéines, microtubules, protéines de contact, etc.) répondent aux fluides (à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule); sans le travail constant des fluides (sang, lymphe, fluides interstitiels, fluides intra et extracellulaires), il n’y aurait ni forme ni fonction (Figure(Figure 11).

Fluides et mécanotransduction chez l’être vivant

La mécanotransduction est un mécanisme fondamental pour l’adaptation du corps humain, où, un stimulus mécanique modifie la forme de la cellule, qui répond par une cascade électrochimique [  ]. Le modèle chimico-mécanique classique considère le calcium comme l’initiateur de la contraction du complexe d’actomyosine, lequel complexe est capable de déformer la cellule [  ]. La contraction est utilisée pour comprendre l’environnement mécanométabolique environnant et pour transmettre les informations mécaniques au noyau de la cellule; de plus, cette déformation est ressentie par d’autres cellules [  ]. La déformation mécanique de la cellule n’est pas seulement une adaptation mais un moyen de communication [ ]. C’est la biotenségrité. Les moyens de diffusion de ces informations mécaniques, électriques et chimiques sont des fluides. La cellule est pleine de cytoplasme, ainsi que la membrane qui l’entoure est riche en fluides; à l’extérieur, nous trouvons la matrice extracellulaire avec des fluides interstitiels et des changements de pression hydrostatiques plus cohérents dus à la présence de vaisseaux contenant de la lymphe et du sang [  ]. Sans les fluides, la déformation de la cellule ne se produirait pas, il n’y aurait pas de mouvement du complexe d’actomyosine, il n’y aurait pas de transport d’activité biochimique ou électrique [ ]. Le mouvement des fluides cellulaires se produit avec des modèles d’autorégulation (ondes rythmiques); les ondes produites transportent non seulement les signaux produits à des distances et à des vitesses plus élevées que les connexions protéiques entre la matrice extracellulaire et le noyau, mais l’onde elle-même représente un signal électro-mécano-chimique [  ]. Malheureusement, il nous manque encore beaucoup d’éléments plus détaillés pour comprendre ce mécanisme, mais il ne fait aucun doute que ce phénomène fluidique est d’une importance primordiale. Comme écrit dans un article précédent: “La cellule sans les fluides ne bouge pas et ne peut survivre” [ ]. La cellule et les différents tissus du corps humain n’hébergent pas de fluides mais sont les hôtes des fluides et portent leur empreinte fluidique embryologique. Les fluides sont importants pour l’adaptation d’un organe ou d’un tissu contractile dans le champ embryonnaire. Une étude a montré comment, lors de la contraction des fibres musculaires, l’adaptation hypertrophique résultante était principalement permise non pas par la tension générée par les fibres mais par la pression hydrostatique des fluides interstitiels [  ]. Les fluides interstitiels représentent environ 20% du poids corporel et, très probablement, ont leurs propres voies qui n’ont pas encore été complètement élucidées [  ]. Les gradients de pression sont importants pour la santé des os, grâce à la pénétration de fluides dans le tissu osseux [ ]. On peut reconnaître de nombreuses voies fluidiques, comme les canaux de Volkmann et Haversian, le système lacunaire-canaliculaire et la porosité collagène-hydroxyapatite, toutes de la taille du microns [  ]. L’écoulement des fluides stimule la prolifération et la maturation du tissu osseux, contrôlant l’équilibre entre les ostéoblastes et les ostéoclastes, et la synthèse de protéines morphogénétiques osseuses (BMP), d’ostéopontine (OPN) et d’ostéocalcine (OC) [  ]. Le tissu osseux ne pourrait survivre sans la présence de ce flux constant de fluides [  – ]. Le flux peut être laminaire, rythmique, constant, oscillatoire et bidirectionnel; le passage des fluides active le premier passage de la mécanotransduction (mécanocouplage) puis le second passage (couplage biochimique), jusqu’à la chromaffine (figure(Figure 2)2) [  ].

Les organes répondent également à la présence de fluides. La pression des fluides à l’intérieur des reins influence les podocytes, impliquant la cyclooxygénase-2 et les prostaglandines de type 2 dans la réponse mécanique et d’autres molécules (Akt-GSK3β-β-caténine) pour une adaptation (et une forme) correcte et la fonction rénale [  ]. Le passage constant des fluides maintient la forme et la fonction du myocarde, stimulant les canaux potassiques (pour une fonction électrique correcte), stimulant une réparation correcte (par l’intervention de cellules souches) [  – ]. Selon un modèle pour comprendre l’importance de la mécanotransduction en présence de fluides, le modèle de la mosaïque fluide, met en évidence que la cellule ne se comporte pas morphologiquement à l’unisson lors du passage des informations fluidico-mécaniques mais rappelle beaucoup le concept fractal [  ] . Cela se produit parce que les fluides ne sont pas des structures rigides et n’interviennent pas avec leur empreinte aussi bien sur la surface cellulaire que de l’intérieur [  ]. De plus, la membrane elle-même peut être rigide ou souple, en fonction de la tension fluidique de la cellule ou de l’environnement extérieur [  ].

Besoin d’un nouveau modèle fascial

«Il est rare que les modèles scientifiques ne soient pas modifiés par rapport à leurs formes d’origine pour refléter de nouvelles observations ou données qui n’étaient pas prévues lorsque les modèles ont été proposés [  ].» La présence de fluides affaiblit le concept de biotenségrité. Grâce à la tenségrité, les scientifiques ont construit des équipements envoyés dans l’espace, mais pas à travers le modèle théorique de la biotenségrité [  ]. Ce dernier concerne la dynamique du corps humain. On sait que la biotenségrité fonde ses fondements sur le modèle architectural précédent, avec des structures rigides et précontraintes (os et muscles); nous savons que la cellule a été assimilée à cette vision biologique mais les fluides corporels n’ont pas été suffisamment pris en compte [ ]. Nous savons que la présence de fluides est fondamentale pour la croissance et la survie des cellules, ainsi que pour le maintien de la forme et de la fonction des tissus et des organes [  –  ]. De plus, la température elle-même dans les différents compartiments de fluide cellulaire n’est pas homogène [  ]. Cela signifie que le comportement biologique de la cellule et ses relations extracellulaires varieront considérablement. Le déplacement de la cellule dépend des fluides présents et de la nature rhéologique de ceux-ci, ainsi que de la capacité de transport des diverses substances biochimiques [  – ]. Dans la conception théorique de la biotenségrité, la branche de la physique qui étudie la dynamique des fluides n’a pas été prise en considération. La dynamique des fluides étudie le comportement des fluides en mouvement, en relation avec les causes qui le déterminent [  –  ]. Comprendre les fluides signifie comprendre le comportement des cellules et le développement des pathologies [  –  ]. Un nouveau modèle proposé est appelé fascintegrity, dans lequel la présence de fluides corporels est considérée [ ]. Ce dernier est toujours un concept théorique, où il manque des analyses détaillées pour appliquer ce modèle au vivant, mais c’est un pas en avant. Comment intégrer les fluides dans le continuum fascial? Les fluides ont de nombreuses caractéristiques, telles que la viscosité, la température, la direction, la turbulence, la vitesse, le rythme et l’élasticité [  –  ]. Les variables détermineront la santé ou la pathologie [ ]. J’ajouterais, dans une vue fasciale, que les fluides ont des caractéristiques de rigidité (un fluide est incompressible); ils peuvent créer un environnement de précontrainte (variation de pression hydrostatique) et de tension discontinue (le rythme oscillatoire). Contrairement au fascia solide, dont les caractéristiques ne changent pas, le fascia liquide présente des particularités interchangeables. Le continuum fascial est un réseau fluidique où l’on retrouve le fascia solide immergé dans le fascia fluidique. Le Dr Hazzard a écrit: «… un solide est rigide et conserve sa forme, tandis qu’un liquide se conforme à son environnement. [  ] ». J’ajouterais que les fluides ont non seulement la capacité de s’adapter au solide mais sont aussi les fluides qui rendent le solide capable de s’adapter (Figure(Figure 33).

Conclusion

La mécanotransduction est un mécanisme fondamental pour l’adaptation du corps humain, où un stimulus mécanique modifie la forme de la cellule, qui répond par une cascade électrochimique. La déformation mécanique de la cellule n’est pas seulement une adaptation mais aussi un moyen de communication. La vision mécaniste du corps humain en tant que concept théorique de biotenségrité ne tient pas dûment compte de la présence et du rôle fondamental joué par les fluides corporels, le sang, la lymphe, les fluides interstitiels et intracellulaires sont la possibilité de survie cellulaire. Survivre, c’est avoir la capacité de s’adapter. Les fluides corporels ou le fascia liquide, comme illustré dans l’article, influencent la forme et la fonction de la cellule et des organes, rendant le fascia solide capable de s’adapter par une transduction mécanique.

Bruno Bordoni

 

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