A quoi sert notre horloge biologique?

Les femmes et les hommes possèdent comme tous les organismes vivants une horloge biologique interne qui les aide à anticiper et à s'adapter au rythme régulier de la journée. Mais comment fonctionne vraiment cette horloge? C'est ce qu'ont découvert trois chercheurs généticiens américains, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash et Michael W. Young, qui viennent de recevoir le prix Nobel de médecine pour leurs recherches.

Plus précisément, c'est "leurs découvertes des mécanismes moléculaires qui règlent le rythme circadien" qui ont été récompensées, a annoncé dans un communiqué l'Assemblée Nobel de l'Institut Karolinska, à Stockholm. Leurs travaux expliquent ainsi comment les plantes, les animaux et les humains adaptent leur rythme biologique de manière à ce qu'il soit synchronisé avec les mouvements de la Terre.

La réponse se trouve dans la présence de gènes encodant chacun une protéine qui s'accumule dans les cellules pendant la nuit et se dégrade pendant la journée. Les niveaux de ces protéines oscillent sur un cycle de 24h, en synchronisme avec le rythme circadien, grâce à un autre gène. Une découverte qui a son importance puisque l'horloge biologique est impliquée dans de nombreux aspects de la physiologie comme les phases éveil/sommeil, l'appétit et la température corporelle.

Un vrai "chef d'orchestre" des fonctions biologiques

Une grande partie des gènes d'un organisme sont en effet régulés par cette horloge biologique et par conséquent, un rythme circadien soigneusement calibré adapte notre physiologie aux différentes phases d'une journée. "Depuis les découvertes des trois lauréats, la biologie circadienne s'est transformée en un domaine de recherche vaste et très dynamique, avec des implications pour notre santé et notre bien-être.", explique l'Institut Karolinska.

En France, l'Inserm* s'intéresse également à cette horloge interne qui impose ce fameux rythme circadien et la présente comme "le métronome de l'organisme". "Chez l’Homme, cette horloge se trouve dans l’hypothalamus.", explique-t-il. Dans cette région du cerveau, l'horloge interne est composée de deux noyaux contenant chacun environ 10 000 neurones qui présentent une activité électrique oscillant sur 23h30 à 24h30 en moyenne, selon les individus.

"La régulation circadienne de toutes les fonctions biologiques se fait grâce à des messages entre les noyaux et les différentes structures de l’organisme (régions cérébrales, organes…).", ajoute l'Inserm. Ainsi, outre les régions cérébrales spécialisées dans les fonctions que sont l’appétit, le sommeil ou la température corporelle, le rythme circadien régule également la pression artérielle, la production d’hormones ou encore la fréquence cardiaque.

Un lien indissociable avec le sommeil et ses troubles

A titre d'exemple, c'est l'horloge interne qui régule la sécrétion de la mélatonine, l'hormone du sommeil, au début de la nuit. Cette dernière étant synchronisée sur un cycle de 24 heures, il faut des "synchroniseurs" et le plus important est la lumière: elle permet de programmer les mécanismes qui permettent de s'endormir et de se lever. C'est pourquoi les spécialistes recommandent un rythme de sommeil très régulier, y compris le week-end.

"Respecter cette habitude pour le lever est encore plus important que pour le coucher car c’est à ce moment-là que nous sommes exposés à la lumière et que nous apportons à notre corps le signal de remise à l’heure qui lui est nécessaire pour synchroniser notre horloge interne.", explique l'Inpes**. La lumière étant transmise de la rétine à l'horloge interne, il est donc important de profiter dès que l'on peut de la lumière naturelle.

Mais il est aussi primordial d'éviter l'utilisation des écrans le soir avant de se coucher, en raison de leur lumière bleue qui provoque un "retard" de l’horloge. Car avec une désynchronisation du rythme circadien, les rythmes biologiques ne sont plus en phase avec ceux de notre environnement. Il en résulte alors des troubles du sommeil, des anomalies de la température ou encore des troubles digestifs.

Des conséquences pour la santé en générale

Par ailleurs, les troubles du sommeil en eux-mêmes peuvent avoir des conséquences néfastes comme une prise de poids, du diabète et des difficultés de concentration et d’apprentissage. "Il est prouvé que lorsque l’horloge est déréglée on mange plus, on mange mal, pas à la bonne heure, et tout cela fait que l’on est plus à risque de développer de multiples pathologies.", indique ainsi l'Institut Pasteur.

Selon le ministère de la Santé, les troubles du rythme circadien touchent 0,5 à 1% des Français. Leur diagnostic relève d’une expertise qui peut se faire en centre du sommeil même si "la recherche sur ce thème est insuffisamment développée.", précise-t-il. Pour éviter à terme des conséquences cliniques potentiellement graves (maladies cardiovasculaires, dérèglements métaboliques) la luminothérapie couplée à une bonne hygiène de sommeil et de lumière est actuellement le traitement de référence.

*L'Institut national de la santé et de la recherche médicale
**L'Institut national de prévention et d'éducation pour la santé

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