Article de Bruce Lipton

Aperçu de la conscience cellulaire

Les travaux de Bruce Lipton (Traduit de l'Anglais par : TechnicalAP.com)

Dr Bruce H. Lipton, Ph.D. © 2001

Le principe de "la conscience cellulaire"

Durant ses recherches en génétique, Bruce Lipton publia en 1977 un document intitulé "La conscience des cellules". Dans cet article, il décrit en détail le comportement des cellules dans leur propre environnement. Lors de ses expériences conduites en laboratoire, Bruce Lipton a découvert que l'idée communément admise selon laquelle les systèmes biologiques sont contrôlés par les gènes était non seulement erronée, mais complètement fausse. Ses expériences lui ont permis de comprendre les mécanismes régulateurs des cellules et leur réponse au stimulus extérieur.

Croyances communément admises et fausses présomptions

Une fausse présomption, au demeurant la plus ancrée, est celle du "déterminisme génétique". Datant du début des années 50, elle a fait son apparition lorsque les biologistes ont réussi à déchiffrer le code génétique, découverte qui les a conduits à développer la théorie selon laquelle les gènes contrôlent la biologie. Tous les gènes de la cellule sont contenus dans l'organite le plus important, le noyau (nucleus). Or le noyau est communément considéré comme le "centre de commande" des cellules, ce qui a engendré le concept selon lequel le noyau est l'équivalent du "cerveau" et conduit au déterminisme génétique et à la croyance en une fatalité où la vie de tout organisme est écrite dans le code génétique et donc "prédéterminée".

La science biologique actuelle endosse ce concept de base et en fait notre référence pour toute question de santé et de maladie. Cette croyance englobe la notion de la sensibilité à certaines maladies ou la manifestation de certains comportements irrationnels qui se voient automatiquement liés à la lignée génétique ou même parfois associés à des mutations spontanées. Cette croyance s'étend à la perception par la majorité des scientifiques que l'esprit humain et la conscience sont "encodés" dans les molécules du système nerveux. En découle le concept selon lequel l'émergence de la conscience est un reflet du "fantôme dans la machine" ou plus simplement que "l'esprit du conducteur fait partie du moteur de la voiture".

 

Fausse interprétation du rôle des gènes et de l'ADN

La primauté actuelle de l'influence de l'ADN comme élément régulateur de l'évolution et du comportement biologique est basée sur des présomptions infondées. Dans un article original publié en 1990, intitulé BioEssays (1990, 12 (9) : 441-446), H. F. Nijhout décrit comment les concepts concernant "les contrôles et programmes" génétiques ont été initialement conçus comme des métaphores de façon à diriger et à focaliser la recherche génétique. La répétition à grande échelle des hypothèses contenues dans ce document, durant les 50 dernières années, a abouti en la transformation des "métaphores de ce modèle" en "mécanisme réaliste", malgré l'absence d'évidences ou de preuves. Du fait que cette présomption accentue le rôle du programme génétique et le place au premier échelon dans l'échelle génétique, les gènes ont acquis par ce subterfuge le statut d'agent causal contrôlant tout comportement biologique (par ex. : gênes favorisant le cancer, alcoolisme, et même le comportement criminel).

Quoique le corps humain soit composé de plus de cinquante milliards de cellules, il n'existe dans notre corps aucune fonction physiologique qui n'ait préexisté dans la biologie de la cellule unique eukaryotique (cellule nucléonique). Tout organisme composé d'une seule cellule, tel qu'une amibe ou une paramécie, possède l'équivalent cytologique d'un système digestif, tout comme de systèmes excrétoire, respiratoire, musculo-squelettique, immunitaire, reproductif et cardiovasculaire, parmi tant d'autres. Chez les humains, ces fonctions physiologiques sont associées à l'activité d'organes spécifiques multicellulaires. Les processus physiologiques des cellules sont structurés d'une manière semblable et organisés en sous-systèmes appelés organelles.

La vie cellulaire se maintient en contrôlant d'une manière précise les fonctions physiologiques des systèmes cellulaires. La présence d'un répertoire de comportements prévisibles dans les cellules implique l'existence d'un "système nerveux". Ce système réagit aux stimuli de l'environnement avec des réponses appropriées. L'organelle responsable de la coordination et de l'ajustement des réactions de la cellule à son environnement intérieur et extérieur représenterait l'équivalent cytoplasmique du "cerveau".

 

Résultats expérimentaux

L'hypothèse que la partie nucléique et les gènes sont le centre nerveux ou le cerveau de la cellule est insoutenable et illogique. Chez un animal qu'on priverait de son cerveau, la perturbation de l'intégration physiologique entraînerait instantanément la mort de l'organisme. Si le noyau représentait véritablement le cerveau de la cellule, son élimination provoquerait la cessation des fonctions de la cellule et sa mort immédiate. Cependant, lors d'expériences il y été démontré que des cellules énuclées pouvaient survivre pendant deux mois ou plus sans gènes et demeuraient capables de donner des réponses complexes aux stimulations cytoplasmiques ainsi qu'à l'environnement (Lipton, et al., Différentiation 1991, 46 : 117-133). Si l'on se fonde sur ces expériences, la logique nous dicte que le noyau ne peut pas être le cerveau de la cellule.

Des études menées sur des cellules humaines clonées ont conduit Lipton à la constatation que l'enveloppe de la cellule, le plasma lemma, plus communément dénommée la membrane de la cellule, était en fait le "cerveau" de celle-ci. La membrane des cellules est le premier organelle biologique qui soit apparu dans l'évolution; elle est en fait le seul organelle biologique commun à tous les organismes vivants. Les membranes des cellules compartimentent le cytoplasme et le séparent des influences de l'environnement extérieur. Par son effet de barrière, la membrane permet à la cellule de maintenir un contrôle rigoureux sur l'environnement cytoplasmique, ce qui lui est nécessaire pour conduire ses réactions biologiques sans être perturbée. Les membranes cellulaires sont si fines qu'elles ne peuvent être observées qu'à l'aide d'un microscope électronique, raison pour laquelle l'existence et la compréhension de la structure de la membrane n'ont été établies qu'aux environs de 1950.

 

La membrane de la cellule (plasma lemma)

Lors de l'examen de la membrane au microscope électronique, celle-ci apparaît à l'observateur comme une "peau" à trois couches extrêmement fines de moins 10 nanomètres (blanc noir blanc), enveloppant la cellule. La simplicité fondamentale de la structure de ces membranes qui, d'ailleurs, est identique pour tous les organismes biologiques, a longtemps trompé les biologistes. Durant la majeure partie des cinquante dernières années, la membrane a toujours été perçue comme une barrière semi-perméable "passive", ressemblant à une feuille de plastique d'emballage qui n'avait qu'une fonction, celle de contenir le cytoplasme.

L'apparence multicouche de la membrane reflète l'organisation de la structure de ses phospholipides. Ces molécules en forme de sucettes sont composées de deux parties, une partie globulaire polaire, la tête (hydrophile, phosphate) (figure A) et deux bâtons non polaires (hydrophobes, lipides), les jambes (figure B). Lorsqu'ils sont agités dans une solution, les phospholipides s'assemblent en une double couche cristalline stabilisée (figure C).

Les jambes lipides formant le corps de la membrane sont en fait une barrière hydrophobe (figure D) qui sépare le cytoplasme de l'environnement extérieur en constant changement. Bien que l'intégrité cytoplasmique soit maintenue par la fonction de la barrière passive des lipides, il est nécessaire pour que le processus de vie continue qu'un échange d'informations métaboliques ait lieu entre le cytoplasme et l'environnement entourant la cellule. C'est la raison pour laquelle les activités physiologiques du plasma lemma sont gérées par l'intermédiaire des protéines de la membrane.

Chacune des quelque 100'000 protéines différentes constituant le corps humain fait partie d'une chaîne linéaire d'aminoacides liés. Ces "chaînes" sont assemblées à partir d'une librairie de vingt aminoacides (acides aminés) différents. Chaque protéine a une structure et une fonction uniques définies par la séquence spécifique d'aminoacides composant sa propre chaîne. La ligne d'aminoacides ressemble à un collier de perles qui est replié sur lui-même et forme un globe tridimensionnel unique. La forme finale de cette protéine reflète l'équilibre des charges électriques réparties parmi les aminoacides qui constituent la chaîne.

La morphologie tridimensionnelle des protéines donne à leur surface un aspect particulier, doté d'une forme physique spécifique, par exemple de clé et d'écrou ou de roue dentée. Les molécules et les ions d'une certaine forme physique recherchent une association avec une charge électrique et physique complémentaire et s'associent à la surface de cette protéine, comme une clé à molette s'associe à un écrou. Cette association modifie la distribution des charges électriques de la protéine. En réponse à ce changement, la chaîne d'aminoacides se déplie spontanément pour rééquilibrer la distribution des charges électriques (une charge positive est attirée par une charge négative). Ce dépliement provoque un changement de la configuration mécanique de la protéine, dont résulte un changement de forme se traduisant par un mouvement physique. Ce mouvement est utilisé par la cellule pour accomplir les fonctions physiologiques nécessaires. Le travail ainsi généré par la protéine est en fait un signe de "vie".

Une partie des vingt aminoacides constituant la chaîne de la protéine sont non polarisés (hydrophobes, huileux). La partie hydrophobe des protéines cherche sa stabilité en s'insérant dans le corps lipide de la membrane. La partie polarisée (hydrophile) de ces protéines s'étend  de part et d'autre de la surface couverte d'eau de la membrane. Les protéines (P) intégrées (I) à l'intérieur de la membrane (M) sont dénommées (PIMs).

Les PIMs de la membrane peuvent êtres subdivisées en deux catégories : les récepteurs ("receptors") et les exécuteurs ("effectors"). Les récepteurs sont des éléments d'acquisition ou d'entrée qui répondent aux signaux en provenance de l'environnement. Les exécuteurs sont des éléments de sortie qui activent les procédés internes de la cellule. Une famille de protéines processeurs chargées de la liaison et du décodage de l'information entre les récepteurs et les exécuteurs, sont logées dans le cytoplasme sous la membrane, à l'intérieur de la cellule.

Les récepteurs sont des "antennes" moléculaires qui reconnaissent les signaux électriques en provenance de l'extérieur ou de l'intérieur de la membrane. Les récepteurs  dirigés vers l'intérieur de la surface cytoplasmique de la membrane "lisent" le milieu interne et transmettent les conditions cytoplasmiques. Les récepteurs qui s'étendent vers l'extérieur de la surface de la cellule perçoivent et transmettent les conditions de l'environnement extérieur.

La science biomédicale conventionnelle affirme que les "informations" peuvent seulement être transportées par la substance des molécules (Science 1999, 284 : 79-109). D'après cette hypothèse, les récepteurs ne reconnaissent que les signaux qui complètent physiquement leurs caractéristiques de surface. Cette croyance est soutenue par certains en dépit du fait qu'il a été amplement démontré que les protéines récepteurs répondent en fait aux vibrations électriques ou mécaniques de différentes fréquences. Par l'intermédiaire d'un procédé nommé  couplage électro-adaptatif (electro conformational coupling, Tsong, Trends in Biochem. Sci. 1989, 14 : 89-92), le champ énergétique émis par les vibrations, lorsqu'elles sont en résonance, peut altérer l'équilibre des charges dans une protéine. En fonction des harmoniques émises par un champ énergétique, les récepteurs changent leur conformation. Par conséquent les récepteurs de la membrane répondent aux informations ou stimulations environnementales électriques et mécaniques.

Lorsqu'un récepteur reçoit un signal, il devient "actif" et change de forme. Ce changement de forme du récepteur indique une "prise de conscience" de la cellule. Dans sa forme "activée", un récepteur recevant un signal s'attache ou se combine à un autre élément protéine ayant une fonction spécifique, telle qu'une protéine exécuteur ou par l'intermédiaire d'une autre protéine processeur. Lorsque le signal cesse, tous les récepteurs retournent à leurs positions initiales "inactives" et se détachent des autres protéines.

La famille des protéines exécuteurs représente les éléments de "sortie". Il y a trois différents types d'exécuteurs :

  • les protéines de transport, les cytosquelettes et les enzymes. Les transporteurs, qui comprennent la vaste famille des canaux ioniques, servent à transporter des molécules et des informations d'un côté et de l'autre de la barrière de la membrane. Les enzymes sont responsables de la synthèse métabolique et de la dégradation.
  • Les protéines cytolytiques qui régulent la forme et la mobilité des cellules.
  • Les protéines exécuteurs ont en général deux configurations : une forme active dans laquelle la protéine exécute sa fonction; et la forme de "repos" dans laquelle la protéine est inactive. Par exemple, une protéine canal, lorsqu'elle est active a un pore ouvert au travers duquel un ion ou une molécule peut circuler et traverser la barrière de la membrane. En revanche, lorsqu'elle est au repos ou inactive la protéine se replie et resserre le canal, bloquant l'ouverture et de ce fait le courant de molécules et de ions.

En assemblant tous ces éléments, il est possible d'avoir une vue d'ensemble et un aperçu de la façon dont le "cerveau" de la cellule traite l'information et se comporte. L'énorme quantité de signaux d'origine moléculaire, ainsi que l'énergie radiante détectée au niveau de la cellule, constituent une véritable cacophonie d'informations, ressemblant d'une certaine manière à l'équivalent biologique du théorème de Fourier permettant la transformation d'informations temporelles en informations spectrales. Il est important de noter que les récepteurs sont sensibles aux informations spectrales, plutôt que temporelles, comme l'est un récepteur radio aux ondes Hertziennes. Dans la figure ci-dessous on peut observer que chaque individuel récepteur de surface de membrane (figure H) perçoit l'environnement, qui apparaît très chaotique, et filtre les fréquences spécifiques dont il a besoin pour en extraire les signaux et informations nécessaires régissant son comportement. La détection d'un signal en résonance avec les besoins du récepteur (figure I, flèche) induit un changement de forme dans la partie cytoplasmique de celui-ci (figure I, pointe de flèche). Ce changement de forme permet au récepteur de s'accoupler avec une PIM exécuteur spécifique (figure J, dans ce cas la PIM canal). A noter la forme prise par les protéines (clé [I]- écrou [J]). L'attachement de la protéine récepteur (figure K) provoque à son tour un changement de forme dans la protéine exécuteur (figure L, dont le canal s'ouvre). Une fois activés, ces récepteurs peuvent ouvrir le chemin des enzymes, induire une réorganisation structurelle et activer le transport d'impulsions électriques pulsées de manière distinctive, ainsi que de ions au travers de la membrane.

Les protéines processeurs servent de "multiplexeurs" dans le sens qu'elles peuvent augmenter par leurs facultés d'adaptation la qualité de la signalisation du système. Ces protéines agissent comme interface entre les protéines récepteurs et les exécuteurs (P dans la figure M). En "programmant" le couplage des protéines processeurs, une variété d'entrées peuvent être connectées à une variété de sorties. Les protéines processeurs permettent de fournir un grand répertoire de comportements tout en utilisant un nombre limité de PIMs.

Les PIMs exécuteurs convertissent en comportements biologiques les signaux environnementaux reçus par les récepteurs. Les fonctions de sortie de certaines protéines exécuteurs peuvent susciter l'éventail complet des comportements possibles. D'une manière générale, les actions de sortie des PIMs exécuteurs servent seulement en tant que signal secondaire qui pénètre la cellule et active le comportement d'autres cheminements cytoplasmiques. Les protéines exécuteurs agissent aussi en tant que facteurs de transcription, signaux qui facilitent l'expression des gènes.

Le comportement des cellules est contrôlé par la combinaison des actions résultant du couplage des PIMs récepteurs et des exécuteurs. Les récepteurs fournissent la "conscience de l'environnement" et les exécuteurs convertissent cette connaissance en "sensation physique". Plus strictement défini, l'assemblage récepteur-exécuteur représente l'unité fondamentale de la perception. Les protéines formant les unités de perception fournissent le fondement de la conscience biologique. On peut donc en déduire que les perceptions "contrôlent" le comportement des cellules. Cependant, en réalité, la cellule est "contrôlée" par les croyances, puisque les perceptions ne sont pas nécessairement exactes.

 

Conclusion et analogies technologiques

La membrane de la cellule est en fait un traiteur d'information biologique. Elle prend connaissance de son environnement et convertit cette connaissance en "informations" qui influencent les activités et le cheminement des protéines qui, a leur tour, contrôlent l'expression des gènes. La structure de la membrane peut être décrite de la manière suivante :

  • (A) basée sur l'organisation de ses molécules phospholipides, la membrane est un cristal liquide;
  • (B) le transport d'informations au travers de la barrière hydrophobe par les PIMs, protéines exécuteurs, en font une membrane semi-conductrice;
  • (C) la membrane est dotée par la fonction des récepteurs de portes logiques et de canaux ioniques, pratiquement identiques à un semi-conducteur à cristaux liquides avec portes et canaux. En fait, la membrane est un traiteur d'informations au même titre qu'une puce microprocesseur, et donc un calculateur organique.

Chaque complexe récepteur exécuteur représente un BIT biologique (unité d'information numérique), une unité de perception singulière. Cette hypothèse a été présentée pour la première fois en 1986 (Lipton 1986, Planetary Assoc. for Clean Energy Newsletter 5 : 4); depuis lors, le concept est devenu technologiquement possible et a été vérifié. Cornell et d'autres (Nature 1997, 387 : 580-584) ont réussi en attachant une feuille d'or utilisée  comme substrat à la membrane et en contrôlant les électrolytes entre la membrane et la feuille, à accomplir la numérisation, c'est-à-dire à contrôler l'ouverture et la fermeture du canal activé par le récepteur. Les cellules et les puces sont donc des structures homologues ou équivalentes.

Par analogie avec un ordinateur moderne : une cellule peut être assimilée à une "puce" de carbone qui interprète son environnement. Le clavier est composé de récepteurs. L'information environnementale est saisie par l'intermédiaire des protéines, les touches. Les données sont transformées en comportements biologiques par les protéines exécuteurs. Les PIMs BIT servent d'interrupteurs qui réglementent les fonctions de la cellule et l'expression des gènes. Le noyau de la cellule représente le "disque dur" avec le logiciel encodé dans l'ADN. Des avances récentes en biologie moléculaire accentuent la nature lecteur/réécriveur de ce disque dur.

Il est intéressant de noter que l'épaisseur de la membrane (7,5 nanomètres) est déterminée par la double couche phospholipide. Comme les PIMs de la membrane sont approximativement de 6 à 8 nanomètres de diamètre, elles ne peuvent former qu'une couche unique dans ladite membrane. Les unités de PIMs ne peuvent pas s'empiler; donc l'addition d'unités de perception résulte en un agrandissement de la surface de la membrane. En considérant ce qui précède, l'évolution ou l'expansion de la perception (à savoir, l'addition de PIMs) pourrait en fait être modélisée en utilisant la géométrie fractale. La nature fractale de la biologie peut être observée dans la réitération structurelle et fonctionnelle faisant partie de la hiérarchie de la cellule, de même que dans les organismes multicellulaires (l'humain) et parmi les communautés d'organismes multicellulaires (la société humaine).

Cette nouvelle compréhension du mécanisme de contrôle des cellules nous libère des limitations du déterminisme génétique. Plutôt que celui d'automates  génétiquement programmés, le comportement biologique est en réalité dynamiquement couplé à l'environnement.

Cette approche au niveau du nanomètre éclaire le mécanisme d'opération des protéines de perception. La compréhension de ce mécanisme de traitement de l'information accentue la nature holistique des organismes biologiques. Le comportement de la cellule reflète la reconnaissance de tous les stimuli environnementaux, physiques tout comme énergétiques. En conséquence, le "cœur de la médecine énergétique" pourrait réellement être découvert dans la magie de la membrane.

 

References et notes

1. H. F. Nijhout, BioEssays, 12(9) (John Wiley and Sons, New York, NY,1990) pp. 441-446

2. B. H. Lipton, et al., Differentiation, 46(Springer-Verlag, Heidelberg, FRG, 1991) pp. 117-133

3. N. Williams, Science, 277 (AAAS, Washington, DC 1997) pp. 476-477

4. T. Y. Tsong, Trends in Biochemical Sciences 14 (Elsevier, West Sussex, UK 1989) pp. 89-92

5. B. H. Lipton, Planetary Association for Clean Energy Newsletter, 5 (Planetary Association for Clean Energy, Hull, Quebec, 1986) pg. 4

6. B. A. Cornell, et al.  Nature 387 (Nature Publishing Group, London, UK,1997) pp. 580-584.