La vie sur la Terre est rythmée par l’alternance du jour et de la nuit. Conjointement, cette récurrence a influencé le cours de l’évolution, et les rythmes circadiens ont été incorporés dans un système nommé horloge circadienne.
Le fonctionnement de notre organisme est soumis à un rythme biologique qui est calé sur un cycle d’environ une journée. Cette horloge, également appelée oscillateur circadien, dont la période est comprise entre 22 et 28 heures.
Le rythme circadien régule un grand nombre de nos fonctions biologiques et comportementales. De la sorte, il est aisé de comprendre que sa dérégulation entraîne des problèmes parfois conséquents comme des troubles du sommeil, de l’alimentation ou des perturbations physiologiques.
Chez l’humain, plusieurs rythmes circadiens sont observés tels que ceux de : la température corporelle, des hormones (cortisol, mélatonine), du rythme cardiaque, du niveau d’éveil, de l’humeur, de la vigilance, de la mémoire, du corps,…
Cependant, deux études publiées le 30 mai 2019 montrent que les parties du corps réagissent au jour et à la nuit indépendamment du cerveau.
Les chercheurs ont suspecté et prouvé leur théorie sur le fait que les différentes horloges circadiennes du corps puissent fonctionner indépendamment de l’horloge centrale située dans l’hypothalamus du cerveau.
Nouvelles avancées pour une meilleure compréhension de l’horloge circadienne
Votre foie peut-il sentir lorsque vous regardez fixement un écran de télévision ou un téléphone portable tard dans la nuit ?
Apparemment oui, et quand une telle activité est détectée, l’organe peut bouleverser vos rythmes circadiens, vous rendant plus vulnérable aux problèmes de santé.
C’est l’une des conclusions de deux études menées par des scientifiques de l’Université de Californie Irvine (UCI, États-Unis) qui travaillent en collaboration avec l’Institut de recherche en biomédecine de Barcelone (IRB, Espagne).
Bien que les chercheurs aient soupçonné que les différentes horloges circadiennes du corps pouvaient fonctionner indépendamment de l’horloge centrale dans l’hypothalamus du cerveau, il n’existait auparavant aucun moyen de tester cette théorie.
Pour surmonter cet obstacle, les scientifiques ont découvert comment désactiver l’ensemble du système circadien sur des modèles de souris en laboratoire, puis démarrer des horloges individuelles. Pour une partie des expériences rapportées, ils ont activé des horloges dans le foie ou la peau.
« Les résultats ont été assez surprenants puis personne ne s’est rendu compte que la lumière pouvait affecter directement le foie ou la peau », soulignent les auteurs.
Par exemple, malgré l’arrêt de toutes les autres horloges corporelles, y compris l’horloge centrale, le foie savait quelle heure il était. Il réagissait aux changements de lumière à mesure que le jour passait à la nuit et maintenait des fonctions essentielles, comme se préparer à digérer les aliments au moment du repas et convertir le glucose en énergie.
D’une manière ou d’une autre, l’horloge circadienne du foie était capable de détecter la lumière, vraisemblablement par le biais de signaux provenant d’autres organes. Ce n’est que lorsque les souris ont été soumises à une obscurité constante que l’horloge du foie a cessé de fonctionner.
Des résultats avec de vastes conséquences pour les futures recherches
Dans des études à venir, les chercheurs de l’UCI et de l’IRB intégreront d’autres horloges internes pour voir comment différents organes communiquent entre eux.
« Les conséquences futures de nos découvertes sont vastes », indiquent les auteurs. En effet, ils peuvent maintenant commencer à déchiffrer les voies métaboliques qui contrôlent nos rythmes circadiens, nos processus de vieillissement et notre bien-être général.
Dans des études antérieures, les auteurs avaient examiné la manière dont les facteurs tels que le manque de sommeil, le régime alimentaire et l’exercice physique peuvent reconfigurer les horloges circadiennes. L’exposition à la lumière d’un ordinateur, d’une télévision ou d’un téléphone portable juste avant le coucher peut également brouiller les horloges internes.
En attendant de continuer à mener des études plus approfondies, les chercheurs concluent en précisant qu’en raison des modes de vie modernes, il est facile pour les systèmes circadiens des gens de se perdre. À son tour, cela peut conduire à la dépression, aux allergies, au vieillissement prématuré, au cancer et à d’autres problèmes de santé.
© Blog Nutrition Santé – Jimmy Braun – Juin 2019
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Sources externes
Patrick-Simon Welz, Valentina M. Zinna, Aikaterini Symeonidi, Kevin B. Koronowski, Kenichiro Kinouchi, Jacob G. Smith, Inés Marín Guillén, Andrés Castellanos, Georgiana Crainiciuc, Neus Prats, Juan Martín Caballero, Andrés Hidalgo, Paolo Sassone-Corsi, Salvador Aznar Benitah. BMAL1-Driven Tissue Clocks Respond Independently to Light to Maintain Homeostasis. Cell, 30 mai 2019; 177 (6): 1436 DOI: 10.1016/j.cell.2019.05.009, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867419305070
Kevin B. Koronowski, Kenichiro Kinouchi, Patrick-Simon Welz, Jacob G. Smith, Valentina M. Zinna, Jiejun Shi, Muntaha Samad, Siwei Chen, Christophe N. Magnan, Jason M. Kinchen, Wei Li, Pierre Baldi, Salvador Aznar Benitah, Paolo Sassone-Corsi. Defining the Independence of the Liver Circadian Clock. Cell, 30 mai 2019; 177 (6): 1448 DOI: 10.1016/j.cell.2019.04.025, https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30444-1
Bertrand Kaeffer. Des gènes des horloges circadiennes à l’origine de nos rythmes quotidiens. INRA, Unité Physiologie des adaptations nutritionnelles. http://www.inra.fr/Chercheurs-etudiants/Mecanismes-du-vivant/Toutes-les-actualites/Horloges-circadiennes
Diane B. Boivin, M.D., Ph.D. Rythmes circadiens: qu’est-ce que c’est ? 26 juillet 2013. http://www.douglas.qc.ca/info/rythmes-circadiens-qu-est-ce-que-c-est
Photos © Malvestida Magazine ; Seth Macey ; Mohammad Metri ; Emily Henry
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