Il y a de fortes chances que vous ayez déjà entendu parler de l’expression « horloge biologique ». Bien qu’elle soit souvent associée à la fertilité et à la capacité de procréer des femmes, la vérité est que presque tous les processus biologiques de notre organisme sont coordonnés et synchronisés par ces horloges biologiques internes. Le corps humain est composé d’une variété d’horloges et de rythmes biologiques. Alors que ces rythmes étaient autrefois un mystère pour les scientifiques et les médecins, des recherches de plus en plus nombreuses expliquent aujourd’hui comment la quasi-totalité de nos processus biologiques, du sommeil à la digestion en passant par le contrôle de la pression artérielle et le fonctionnement du cerveau, sont tous liés à des horloges et des rythmes internes.
Cette nouvelle compréhension des rythmes et des horloges internes du corps est connue sous le nom de chronobiologie, ou étude des horloges internes et de la synchronisation, et cette recherche ouvre la voie à de nouvelles avancées en matière de santé et de médecine.
Les horloges et les rythmes de la vie
Il existe plusieurs types d’horloges internes qui régissent notre corps. Trois d’entre elles sont les rythmes circadiens, ultradiens et infradiens.
Les plus connus, les rythmes circadiens, sont associés au cycle lumière/obscurité de 24 heures de la rotation de la terre et contrôlent différents processus qui se produisent une fois toutes les 24 heures, comme le cycle veille-sommeil humain.
Les rythmes ultradiens régissent des cycles plus courts comme la faim, le rythme cardiaque, la digestion et d’autres processus qui se produisent plusieurs fois par jour de 24 heures.
En revanche, les rythmes infradiens sont des cycles qui durent plus longtemps que les rythmes circadiens de 24 heures, un cycle complet pouvant prendre 28 heures ou plus. Un bon exemple de rythmes infradiens est constitué par les cycles hormonaux des femmes adultes, ou par les divers processus cellulaires et niveaux d’hormones qui s’ajustent en fonction de la saison.
Ces différentes horloges corporelles fonctionnent ensemble pour préparer notre corps aux exigences des différents moments de la journée, du mois et de l’année.
Le rythme circadien : l’horloge maîtresse
Le rythme circadien est l’horloge interne du corps la mieux comprise car elle est présente dans presque tous les organismes vivants connus. Cette horloge de 24 heures régule toute une série de processus tels que le sommeil, la réparation de l’ADN et la régénération cellulaire.
Même si les cellules primitives sont endommagées par le soleil et la chaleur pendant la journée, elles sont capables d’utiliser les heures de la nuit pour réparer l’ADN et effectuer d’autres processus de guérison. Bien que le rythme circadien humain soit bien plus complexe que le concept de dommages diurnes et de réparation nocturne, cette formule explique parfaitement comment notre corps utilise les heures de la nuit pour réparer les cellules, se régénérer et se préparer chimiquement aux événements importants. Cette réinitialisation du soir garantit que tous les processus biologiques se produisent au bon moment et dans le bon ordre.
Le réglage des horloges du corps
Tous les processus cadencés et rythmés sont soigneusement programmés par notre cerveau, et plus précisément par le noyau suprachiasmatique de l’hypothalamus. L’hypothalamus reçoit des signaux de synchronisation appelés zeitgebers, ou signaux externes ou environnementaux, et les utilise pour synchroniser les horloges entre elles et par rapport aux exigences de notre environnement.
Pour le rythme circadien, nos rétines reçoivent le zeitgeber de lumière de l’environnement qui nous entoure et transmettent le signal lumineux à l’hypothalamus. L’hypothalamus signale alors à la glande pinéale de supprimer la production de mélatonine (une hormone qui nous endort) tout en indiquant à d’autres zones du cerveau d’augmenter la production d’hormones associées à l’éveil.
Lorsque nos rétines détectent une baisse ou un manque de lumière extérieure, l’hypothalamus suppose que la nuit va tomber. Cela est particulièrement vrai si la baisse de la lumière est associée à d’autres indices indiquant la nuit, comme une baisse de température. L’hypothalamus donne alors à la glande pinéale le feu vert pour produire de la mélatonine, et le corps se prépare à passer en mode sommeil.
Les horloges internes et la santé
Les horloges internes de notre corps ne sont pas seulement importantes pour nos habitudes de sommeil, mais aussi pour la santé de tout notre organisme. Par exemple, si nos horloges internes ne signalent pas que la réparation de l’ADN doit avoir lieu, et que ce processus est ignoré ou ne se déroule pas correctement, les cellules du corps commencent à perdre leur capacité à fonctionner, ce qui peut entraîner des mutations génétiques, des maladies et même un cancer.
Selon la capacité de notre corps à maintenir des cycles d’horloge interne corrects, ces rythmes biologiques peuvent être bénéfiques ou néfastes pour notre bien-être. Une branche de la science de la chronobiologie est la chronopharmacologie (également appelée chronothérapie), qui étudie les approches thérapeutiques fondées sur les principes de base de la chronobiologie et la compréhension des rythmes et des horloges internes de l’organisme.
La chronothérapie fonctionne efficacement en combinant les meilleurs ingrédients et formules de médicaments, les bonnes doses et une compréhension des organes ou des relations concernés, afin d’administrer les substances au moment le plus efficace de la journée pour obtenir les meilleurs résultats avec moins d’effets secondaires.
Ce type de recherche a permis de découvrir plusieurs façons de traiter diverses maladies telles que le diabète et les maladies cardiovasculaires. D’autres recherches ont adopté cette approche pour faire en sorte que la chimiothérapie soit désormais programmée pour frapper les cellules cancéreuses au moment le plus vulnérable de leur cycle cellulaire, ce qui réduit le risque pour les cellules saines.
Du point de vue scientifique, les horloges internes de l’organisme sont fascinantes, mais elles le sont encore plus du point de vue médical. Comprendre les processus complexes auxquels le corps est soumis, ainsi que les différentes horloges qui y sont associées, permet de mieux comprendre l’interaction entre la santé et la maladie, et permet aux chercheurs de développer de nouveaux traitements plus efficaces. Comme les horloges biologiques de notre corps sont essentielles à notre santé, se concentrer sur le maintien et le traitement des rythmes biologiques et des troubles du rythme est un nouveau domaine prometteur des soins de santé et de la santé préventive.