Depuis la découverte de l’existence du rythme circadien jusqu’à l’identification des hormones et des gènes qui le sous-tendent, la science de la chronobiologie a parcouru un long chemin au cours du siècle dernier. Les nouvelles technologies et méthodes de recherche ont permis de faire encore plus de découvertes et nous en savons maintenant plus que jamais sur le fonctionnement de nos horloges biologiques ; de nouvelles découvertes sont régulièrement publiées. Les dernières recherches permettent de mieux comprendre le « centre de contrôle » de notre rythme circadien : le noyau suprachiasmatique.
Les connexions du noyau suprachiasmatique
Lorsqu’il s’agit du rythme circadien, tout est dans le timing, ce qui fait du noyau suprachiasmatique de l’hypothalamus l’une des régions les plus importantes du cerveau. Cette région n’est pas seulement centrale, elle est également au cœur de nombreux éléments essentiels de nos horloges internes, lesquelles régulent à leur tour divers processus, du métabolisme à la réparation de l’ADN en passant par la santé mentale. Bien que le noyau suprachiasmatique soit petit, il peut affecter presque tous les aspects de notre santé.
Une nouvelle étude sur la cartographie de l’horloge circadienne met en lumière la façon dont le noyau suprachiasmatique, ou SCN, est connecté. Cette tâche était auparavant très difficile, car la forte activité constante de cette région ne permettait pas d’identifier les schémas. Dans cette étude récente, les chercheurs ont utilisé une toxine provenant du poisson-globe pour réduire le « bruit » dans le NSC qui rendait auparavant l’organe difficile à étudier empiriquement. Le résultat ? Les scientifiques ont pu constater que chaque cellule du SCN semble avoir son propre rythme de signalisation inné. Ces rythmes se combinent pour créer le pouls global de nos horloges internes. Les horloges innées des cellules sont coordonnées par un dédale de neurones qui les relient aux autres cellules de l’organe. Lorsque la toxine du poisson-globe a été utilisée pour désactiver ces neurones, l’activité est passée d’un rythme régulier et coordonné à un rythme chaotique.Le « câblage » de cette région est manifestement étroitement contrôlé et interconnecté par ce réseau neuronal.
Cartographie de l’horloge circadienne : les messagers hormonaux et le SCN
Les neurones ne sont pas le seul moyen de communication entre les cellules du SCN ; les neurotransmetteurs jouent également un rôle important. En 2005, le scientifique Eric Herzog et une équipe de chercheurs de l’université de Washington ont découvert qu’une hormone appelée VIP agissait comme un messager chimique entre les cellules du SCN. L’importance du VIP, ou peptide intestinal vasoactif, était surprenante car cette hormone fonctionne principalement dans le tractus gastro-intestinal. Ce mois-ci, la même équipe a annoncé la découverte que le GABA joue également un rôle. Il semble que le GABA ait un effet plus faible que le VIP, mais qu’il joue un rôle important dans les voies de signalisation qui déterminent le rythme interne du rythme circadien.
Cela soulève une question importante : Pourquoi les cellules du SCN communiquent-elles de manière aussi variée ? Il n’y a pas de preuve solide à l’heure actuelle, mais les chercheurs pensent que les multiples moyens de communication leur permettent de répondre mieux et plus rapidement aux changements de l’environnement. Une variété de messagers garantit que les messages sont toujours délivrés à temps.
Implications pour la santé de la cartographie de l’horloge circadienne
Malgré les nouvelles connaissances sur le fonctionnement du rythme circadien et l’importance de l’horloge interne pour presque tous les aspects de notre santé, les habitants des États-Unis et du reste du monde occidental ont plus que jamais du mal à dormir suffisamment. Les niveaux élevés et constants de lumière artificielle font que notre cerveau a du mal à s’adapter à la nuit, tandis que d’autres aspects du mode de vie moderne empêchent souvent les gens de dormir jusqu’à tard dans la nuit. Tout cela a un effet dévastateur sur la santé publique, et ce de diverses manières. Les taux de maladies liées à la perturbation du rythme circadien, comme le diabète, sont plus élevés que jamais et augmentent régulièrement chaque année. La cartographie de l’horloge circadienne aidera les scientifiques et les médecins à réduire le taux toujours croissant de troubles circadiens et à créer de meilleurs traitements pour les personnes qui en souffrent.
Un message à retenir de l’ensemble croissant de recherches sur la chronobiologie et le rythme circadien est que le maintien des horloges internes est crucial pour la santé de l’ensemble du corps. Il est peut-être temps pour l’homme moderne d’éteindre son réveil et son téléphone portable et d’écouter plutôt son horloge circadienne.