Même lorsque nous ne sommes pas au travail, nous sommes à l’heure – notre horloge biologique, c’est-à-dire.

Un système d’horloges biologiques contrôle les rythmes quotidiens, ou circadiens, du corps. Ces cycles d’environ 24 heures de changements physiques, mentaux et comportementaux se retrouvent dans la plupart des organismes, des humains aux mouches à fruits, en passant par les plantes et même les minuscules microbes. Les rythmes circadiens déterminent les habitudes de sommeil, contribuent au décalage horaire et sont responsables de la sensation de grogne que vous pourriez ressentir après avoir « avancé » l’heure d’été le week-end prochain. Des recherches soutenues par les National Institutes of Health ont montré que les rythmes circadiens influencent également la production d’hormones, la faim, la régénération cellulaire et la température corporelle, et qu’ils sont associés à l’obésité, à la dépression et aux troubles affectifs saisonniers.

Qu’est-ce qui les fait fonctionner ?

Les horloges biologiques ne sont pas faites de rouages, mais plutôt de groupes de molécules en interaction dans les cellules du corps. Une « horloge maîtresse » maintient tout en synchronisation. Chez les vertébrés, y compris les humains, l’horloge maîtresse est située dans le cerveau. La nôtre se trouve dans l’hypothalamus, dans un groupe de cellules nerveuses appelé noyau suprachiasmatique ou SCN.

Les horloges du corps sont partiellement pilotées par des facteurs internes, notamment de nombreux gènes et les protéines qu’ils produisent. En 2006, des chercheurs de l’Université de Californie, Irvine, ont découvert qu’une protéine judicieusement nommée CLOCK est un composant essentiel pour diriger les rythmes circadiens chez l’homme, la mouche à fruits, la souris, les champignons et d’autres organismes. La CLOCK est contrebalancée par une protéine métabolique appelée SIRT1, qui détecte l’utilisation de l’énergie dans les cellules. Les perturbations de l’équilibre CLOCK-SIRT1 peuvent entraîner des troubles du sommeil et une augmentation de la faim. Si les protéines restent chroniquement déséquilibrées, cela peut contribuer à l’obésité.

Les horloges biologiques sont également affectées par des signaux provenant de l’environnement – principalement la lumière et l’obscurité. Le SCN est situé juste au-dessus des nerfs optiques, qui relaient les informations des yeux au cerveau, il est donc idéalement placé pour recevoir des informations sur la quantité de lumière entrante. Lorsqu’il y a moins de lumière, par exemple après le coucher du soleil, le SCN demande au cerveau de produire davantage de mélatonine, une hormone qui donne sommeil. De cette façon, l’horloge maîtresse dirige nos cycles de sommeil et d’éveil.

Les rythmes circadiens sont peut-être plus connus pour leur implication dans le décalage horaire, lorsque le passage par plusieurs fuseaux horaires décale l’horloge de votre corps par rapport à celle de votre montre-bracelet. Le fait de « perdre » ou de « gagner » du temps pendant un voyage en avion peut désorienter votre organisme, surtout s’il s’attend à la lumière du jour alors qu’il fait en réalité nuit, ou vice versa. Finalement, votre organisme parvient à adapter ses rythmes circadiens à ce nouvel environnement. Mais le voyage de retour le perturbera à nouveau, nécessitant une autre réinitialisation.

L’heure des traitements

La compréhension des rythmes circadiens pourrait aider à conduire les chercheurs vers de meilleurs traitements des troubles du sommeil, du décalage horaire, de la dépression et même du cancer.

Par exemple, des chercheurs de l’Université de Caroline du Nord-Chapel Hill ont mesuré l’activité des systèmes de réparation de l’ADN à différents moments de la journée chez les souris et ont constaté qu’ils étaient plus actifs l’après-midi et le soir. Comme certains médicaments contre le cancer ciblent les systèmes de réparation de l’ADN, ces médicaments pourraient être plus efficaces s’ils sont administrés plus tôt dans la journée, lorsque le corps est moins actif pour réparer les cellules cancéreuses endommagées.

En outre, l’examen de l’interaction des protéines métaboliques impliquées dans les rythmes circadiens, telles que CLOCK et SIRT1, pourrait conduire au développement de médicaments visant l’obésité et le diabète.

En savoir plus :

• Le rythme circadien affecte la mémoire

Cet article d’Inside Life Science a été fourni à LiveScience en coopération avec le National Institute of General Medical Sciences, qui fait partie des National Institutes of Health.

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