Lorsque Terrie Williams a commencé à entendre parler du large éventail de symptômes ressentis par les patients atteints de COVID-19, elle a vu un lien entre les différentes manières dont la maladie affecte les gens et les nombreuses adaptations physiologiques qui ont permis aux mammifères marins de tolérer de faibles niveaux d'oxygène pendant les plongées.

Williams, professeur d'écologie et de biologie évolutive à l'UC Santa Cruz, a passé des décennies à étudier la physiologie des mammifères marins et leur extraordinaire capacité à effectuer des activités intenses tout en retenant leur souffle pendant de longues périodes sous l'eau.

"Les mammifères marins en plongée connaissent une vie de transitions physiologiques rapides entre l'oxygénation normale et l'hypoxie [faibles niveaux d'oxygène], " a déclaré Williams. "Ils ont des moyens de se protéger et de permettre à leurs organes de continuer à fonctionner tout en retenant leur souffle pendant des heures, mais il y a toute une série d'adaptations biologiques qui ont dû se produire pour qu'ils puissent le faire."

Faute de ces adaptations, les humains sont vulnérables à des dommages rapides dans un large éventail de tissus lorsque les niveaux d'oxygène chutent en raison des effets sur les poumons et le système cardiovasculaire de l'infection par le coronavirus SARS-CoV-2. Dans un article de synthèse publié le 3 décembre dans Biochimie et physiologie comparées , Williams explore comment la physiologie de la plongée des mammifères marins peut nous aider à comprendre les effets de COVID-19.

"Cela montre vraiment pourquoi il est si important que les gens se protègent de l'infection par ce virus, " dit-elle. " Les dommages aux tissus privés d'oxygène se produisent rapidement et peuvent être irréversibles, ce qui peut expliquer les effets à long terme que nous commençons à voir chez les personnes après des infections à coronavirus. »

Le cœur et le cerveau sont particulièrement sensibles à la privation d'oxygène, et les mammifères marins ont de multiples mécanismes pour protéger ces organes et d'autres organes critiques. En premier lieu, les mammifères marins ont une capacité de transport d'oxygène beaucoup plus élevée que les humains en raison de leur volume sanguin et de leurs concentrations d'hémoglobine plus élevés. En outre, certains mammifères marins contractent leur rate pendant les plongées pour libérer une réserve de cellules sanguines riches en oxygène dans la circulation. Pour éviter les caillots sanguins résultant de concentrations aussi élevées de globules rouges, de nombreuses espèces manquent d'un facteur de coagulation clé trouvé chez d'autres mammifères.

D'autres adaptations incluent des concentrations considérablement accrues de protéines transportant l'oxygène telles que la myoglobine dans les muscles cardiaques et squelettiques et la neuroglobine et la cytoglobine dans le cerveau. En outre, de nombreux facteurs de sécurité et tampons biochimiques permettent même aux tissus les plus dépendants de l'oxygène chez les mammifères marins de résister non seulement à une faible teneur en oxygène, mais également à la reperfusion ultérieure des tissus avec du sang oxygéné. Chez l'homme, la reperfusion après une crise cardiaque ou un accident vasculaire cérébral entraîne souvent des lésions tissulaires supplémentaires.

Selon Williams, les solutions que les mammifères marins ont développées pour tolérer l'hypoxie fournissent un modèle naturel pour comprendre le potentiel de dommages aux tissus privés d'oxygène chez les humains.

"L'étude des mammifères marins m'a permis de comprendre ce qu'il faut pour protéger le corps lorsque la disponibilité en oxygène est faible, " a-t-elle dit. " Il y a tellement de ramifications de la fermeture de la voie de l'oxygène, et je pense que c'est ce que nous voyons chez ces patients COVID."

Williams est particulièrement préoccupé par les soi-disant « long-courriers » qui continuent de présenter des symptômes longtemps après avoir été infectés par le coronavirus.

"Vous entendez les gens dire que c'est comme la grippe, mais COVID me fait peur à cause du potentiel de dommages à long terme au cœur et au cerveau, " dit-elle. " Quand vous pensez à la privation d'oxygène et au processus de réparation des tissus, il est logique que de nombreuses personnes aient du mal à reprendre une vie normale, même après une infection bénigne."

Williams exhorte les gens à faire tout leur possible pour éviter d'être infectés. "Nos cellules cardiaques et cérébrales sont censées durer toute une vie, et nous ne pouvons pas les remplacer une fois qu'ils sont endommagés, " dit-elle. " Les dauphins et les baleines ont des protections naturelles qui manquent aux humains, nous sommes donc très vulnérables à l'hypoxie."