2.5. Le rôle potentiel de la relativité d'échelle dans la morphogenèse du vivant
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fractals. Les vaisseaux sanguins, pour effectuer cette fonction, ont besoin
d'avoir des structures agrandissant les surfaces de contact. La distribution
des diamètres des vaisseaux sanguins depuis les capillaires jusqu'aux artères
suit une loi de puissance, l'une des principales caractéristiques des fractales.
Ces structures existent des mollusques aux mammifères.
*L'estomac. L'estomac des mammifères a une telle concentration en
acide chlorhydrique à la fin de chaque repas qu'elle serait suffisante
pour le digérer lui-même. Malgré cette très forte acidité, l'épithélium
de revêtement de l'estomac reste intact. Comment cela est-il possible?
On a constaté que certaines cellules secrétaient un mucus protecteur
qui constituait une barrière contre l'acide chlorhydrique. Les ions
bicarbonates secrétés par la paroi gastrique sont captés par le gel de
mucus et réduisent le pH qui varie de 1 à 2 dans la lumière gastrique,
à 6 ou 7 à la surface cellulaire. On s'est demandé comment la sécrétion
acide provenant des cellules gastriques pouvaient traverser la barrière
de mucus et être évacuée vers l'intestin. Le passage de l'acide à travers le
mucus s'effectue par des doigts visqueux qui ont une structuration fractale,
un phénomène connu pour se développer lorsqu'un fluide de faible viscosité
est injecté dans un liquide plus visqueux. L'expérience faite sur des porcs
a montré que selon le pH, les doigts visqueux ne pénétraient jamais la
couche de gel au-dessous d'un pH de 4, mais formaient des doigts plus
ou moins fins au-dessus de 4. L'acidité de la lumière de l'estomac ne
revient donc pas au contact de l'épithélium à cause de la forte viscosité
du gel de mucus. C'est la raison pour laquelle l'estomac ne s'autodigère
pas en fonctionnement normal.
*Les intestins. Ils nécessitent de grandes surfaces d'échanges pour
la digestion et l'assimilation des molécules nutritives par leurs transferts au système vasculaire. Ils possèdent une structuration fractale,
les villosités intestinales. Ces replis complexes suivent le modèle de l'œuf de
pigeon qui consiste à itérer aux diverses échelles une surface hémisphérique,
une structuration fractale qui augmente les surfaces d'échanges.
*Les battements du cœur. Ils sont un autre exemple intéressant de
systèmes qui suivent des lois de puissance. L'activité électrique normale du cœur correspond à un rythme sinusoïdal régulier, mais les
intervalles entre les battements fluctuent d'une façon apparemment
erratique, même chez les sujets au repos. Des transitions analogues à
des régimes hautement périodiques ont été observées dans les états de
maladie comme la mort cardiaque soudaine, l'épilepsie et les syndro-
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fractals. Les vaisseaux sanguins, pour effectuer cette fonction, ont besoin
d'avoir des structures agrandissant les surfaces de contact. La distribution
des diamètres des vaisseaux sanguins depuis les capillaires jusqu'aux artères
suit une loi de puissance, l'une des principales caractéristiques des fractales.
Ces structures existent des mollusques aux mammifères.
*L'estomac. L'estomac des mammifères a une telle concentration en
acide chlorhydrique à la fin de chaque repas qu'elle serait suffisante
pour le digérer lui-même. Malgré cette très forte acidité, l'épithélium
de revêtement de l'estomac reste intact. Comment cela est-il possible?
On a constaté que certaines cellules secrétaient un mucus protecteur
qui constituait une barrière contre l'acide chlorhydrique. Les ions
bicarbonates secrétés par la paroi gastrique sont captés par le gel de
mucus et réduisent le pH qui varie de 1 à 2 dans la lumière gastrique,
à 6 ou 7 à la surface cellulaire. On s'est demandé comment la sécrétion
acide provenant des cellules gastriques pouvaient traverser la barrière
de mucus et être évacuée vers l'intestin. Le passage de l'acide à travers le
mucus s'effectue par des doigts visqueux qui ont une structuration fractale,
un phénomène connu pour se développer lorsqu'un fluide de faible viscosité
est injecté dans un liquide plus visqueux. L'expérience faite sur des porcs
a montré que selon le pH, les doigts visqueux ne pénétraient jamais la
couche de gel au-dessous d'un pH de 4, mais formaient des doigts plus
ou moins fins au-dessus de 4. L'acidité de la lumière de l'estomac ne
revient donc pas au contact de l'épithélium à cause de la forte viscosité
du gel de mucus. C'est la raison pour laquelle l'estomac ne s'autodigère
pas en fonctionnement normal.
*Les intestins. Ils nécessitent de grandes surfaces d'échanges pour
la digestion et l'assimilation des molécules nutritives par leurs transferts au système vasculaire. Ils possèdent une structuration fractale,
les villosités intestinales. Ces replis complexes suivent le modèle de l'œuf de
pigeon qui consiste à itérer aux diverses échelles une surface hémisphérique,
une structuration fractale qui augmente les surfaces d'échanges.
*Les battements du cœur. Ils sont un autre exemple intéressant de
systèmes qui suivent des lois de puissance. L'activité électrique normale du cœur correspond à un rythme sinusoïdal régulier, mais les
intervalles entre les battements fluctuent d'une façon apparemment
erratique, même chez les sujets au repos. Des transitions analogues à
des régimes hautement périodiques ont été observées dans les états de
maladie comme la mort cardiaque soudaine, l'épilepsie et les syndro-