Etude des variations de pressions partielles d'oxygène sur les réactions cellulaires chez le sujet sain

Effect of variations in oxygen partial pressures on cellular reactions in healthy subjects

• Auteur / Autrice : Clément Leveque
• Direction : François Guerrero, Costantino Balestra
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie, physiopathologie, biologie systémique médicale
• Date : Soutenance le 28/06/2024
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Rennes ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Optimisation des régulations physiologiques (Brest, Finistère) - Laboratoire de physiologie environnementale et occupationnelle (Bruxelles)
• Jury : Président / Présidente : Elsa Heyman
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Guerrero, Costantino Balestra, Elsa Heyman, Rodrigue Pignel, Jean-Éric Blatteau, Michaël Théron
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elsa Heyman, Rodrigue Pignel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules -- Physiologie

Oxygène dans l'organisme

Mots clés libres

Oxygène

Stress oxydant

Inflammation

Paradoxe de l’oxygène normobare (NOP)

Réponses cellulaires

Oxygen

Oxidative stress

Inflammation

Normobaric oxygen paradox (NOP)

Cellular responses

Résumé

La compréhension de l'impact de l'oxygène sur les organismes révèle des réponses cellulaires complexes. Des études exposant des sujets sains pendant 1 heure à diverses pressions partielles d'oxygène révèlent des différences quantitatives et cinétiques significatives des réponses cellulaires. En hypoxie normobare, un pic de radicaux libres d’oxygène est observé 30 minutes après l’exposition, sans activation immédiate de réponses antioxydantes. L’interleukine-6 augmente progressivement, atteignant un pic à 8h, reflétant une inflammation évolutive. En hyperoxie normobare, la production de radicaux libres d’oxygène augmente plus tardivement avec une inhibition de l'interleukine 6 observée 2 heures après exposition, suivie d'un pic à 24 heures et un retour à la ligne de base après 48 heures. En hyperoxie hyperbare, une élévation rapide et soutenue des radicaux libres d’oxygène est observée jusqu'à 48 heures, sans distinction significative entre les expositions à 140% et 250% de FiO2. La catalase est rapidement stimulée et maintenue au-delà de 48 heures, démontrant une activation des mécanismes de protection contre l'oxydation. Cette complexité souligne l'importance d'une exploration approfondie des mécanismes cellulaires et de la biogenèse moléculaire intracellulaire, offrant des perspectives prometteuses pour des avancées dans le domaine de la physiologie.

Understanding the impact of oxygen on organisms reveals complex cellular responses. Studies exposing healthy subjects during one hour, to various partial pressures of oxygen reveal significant quantitative and kinetic differences in cellular responses. In normobaric hypoxia, a peak of oxygen free radicals is observed 30 minutes after exposure, without immediate activation of antioxidant responses. Interleukin-6 gradually increases, reaching a peak at 8 hours, reflecting evolving inflammation. In normobaric hyperoxia, the production of oxygen free radicals increases later, with inhibition of interleukin-6 observed 2 hours after exposure, followed by a peak at 24 hours and a return to baseline after 48 hours. In hyperbaric hyperoxia, a rapid and sustained elevation of oxygen free radicals is observed for up to 48 hours, with no significant distinction between exposures to 140% and 250% FiO2. Catalase is rapidly stimulated and maintained beyond 48 hours, demonstrating activation of oxidation protection mechanisms. This complexity underscores the importance of thorough exploration of cellular mechanisms and intracellular molecular biogenesis, offering promising perspectives for advances in the field of physiology.