La chronobiologie

« minimale au milieu de la nuit (ce rythme se superpose au rythme court ) tandi s que celle de mélatonine (hormone sécrétée par une glande du cerveau et qui le renseigne sur la durée de l'éclairement/obscurité sur une période ) est maxima le en fin de nuit.

• Chez la femme, le cycle ovarien se déroule normalement sur 28 jours (mais cette régularité n'est pas toujours respectée car de nombreux facteurs, physiologiques ou exogènes, peuvent influencer le déroulement du cycle ).

• Quelques rythmes annuels sont également observables chez l'homme .

De nombreuses sécrétions hormonales suivent un tel cycle .

La sécrétion d'hormone folliculo-stimulante (FSH) est à son maximum en février tandis que celle de l'hormone lutëinisante (LH) l'est en mars .

La température corporelle est au maximum en hiver et au plus bas au printemps.

La production d'immunoglobulines lgG (anticorps ) est à son maximum au mois de septembre.

• La mortalité elle-même semble suivre un cycle circannuel : les dêcès à cause du cancer sont plus nombreux en dêcembre alors que les suicides sont plus fréquents vers la fin du mois de juin.

MANIFESTATIONS CYCLIQUES CHEZ L'ANIMAL Le cycle d'activité chez de nombreux animaux suit un rythme circadien.

Selon les espêces , cette activité est plus importante au cours de la journée (animal diurne ) ou au cours de la nuit (animal nocturne).

• Chez la ~tite drosophile , la mouche du vinaigre ou mouche des fruits , la synthèse de certains ARNs messagers (type d'acide ribonucléique indispensable à la fabrication des protéines à partir de l'ADN ) suit un rythme circadien .

• Plusieurs espèces de crabes vivant sur le littora l (crabe vert par exemple) montrent un cycle d'activité lié au phénomène des marées .

Ce cycle a une période de 12,4 heures et correspond soit à la montée des eaux soit à la baisse des eaux.

• Des rythmes annuels sont également très souvent observés .

Dans les régions tempérées , une phase de vie ralentie (hibemation ou hivernation ) pendant les périodes froides succède à une phase de vie active pendant les périodes chaudes .

Chez de nombreuses - espèces d'oi­ seaux, des •igrations sont déclen ­ chées deux fois par an.

La période de reproduction apparaît tous les ans à la même époque.

• Certains rythmes , plus complexes, se déroulent sur plusieur s années (rythmes pluriannuels).

La variation du nombre d'individus dans une population animale peut suivre ce genre de rythme , en particulier dans le cadre d'une relat ion proie /prédateur.

Les fluctuations concomitantes de populations de lynx et de lièvres illustrent ce type de rythme dont la période est d'une dizaine d'années.

!:explication du phénomène est simple : les lynx mangent les lièvres accroissant ainsi leur population.

Les lièvres devenant plus rares , la population de lynx régresse faute de gibier .

De ce fait la population de lièvre augmente et le cycle recommence.

MANIFESTATIONS CYCLIQUES CHEZ LES VÉCITAUX Au niveau cellulaire , on observe une alternance de cont raction et de relachement des vacuoles (petites structu res qui contiennent les réserves en eau de la plante ) dont la période est voisine d'une dizaine de secondes.

• Une grande variété de phénomènes circadiens peut être observée chez les plantes : l'ouverture et la fermeture des fleurs (phénomène sur lequel reposent les horloges florales ), l'ouverture et la fermeture des croissance et le mouvement des tiges , la position des feuilles (les feuilles de trèfle , par exemple , se replient sur elles ­ mêmes pendant la nuit) .

Au niveau biochimique , l'algue verte Acetabularia mediterranea montre un optimum d'activité photosynthétique l'après -midi , vers15h00 , et un minimum la nuit vers 3h00.

• La floraison est certainement le rythme annuel le plus visible chez les végétaux .

Elle survient à des dates diffé rentes selon les espèces et selon les variétés.

Dans quelques cas, l'apparition des fleur s peut aussi correspondre à un cycle de plusieurs années .

Le cas le plus extrême est sans doute celui du ba•bau dont certaines espèces ne fleurissent que tous les 10, 20 ou 100 ans ! Parmi les autres phénomènes annuels , il faut citer la croissance des bourgeons au prin temps ou la chute des feuilles en automne chez les arbres à feuilles caduques.

!:algue brune Dictyota dichotoma montre un double rythme en ce qui concerne la libéra tion des gamètes .

Un cycle long qui reproduit le phénomène tous les ans, et un cycle moyen au sein de la période de reproduction , où l'on observe tous les 14,5 jours une nouvelle libération de cellules reproductr ices.

ORIGINE DES RYTHMES Les phénomènes rythmiques que l'on observe chez les êtres vivants sont d'une grande variété tant au niveau de leur nature que de leur période .

De plus.

certain s sont totalement indépendants des facteurs environnementaux alor s que d'autres montrent une dépendance très étroite.

Il ne fait donc aucun doute qu'il existe une grande variété dans les mêcanismes (oscillateurs ) responsables de ces manifestat ions.

Certains phénomènes tiennent leur rythmicité de processus purement chimiques ou physicochimiques.

Ce type d'oscillateur est à l'orig ine de rythmes métaboliques (synthèse de protéines , synthèse de glucides , etc.) très variés .

Les oscillations glycolyt iques observées dans des extraits cellulaires en sont un exemple classique .

Chez l'algue unicellulaire Gonyaulax, un être vivant très simple , les chercheurs ont identifié deux oscillateurs , l'un contrôlant la blolu•lnescence , l'autre contrôlant le comportement de nage.

Les algues marines acétabulaires (petites algues vertes unicellulaires de la Méditérranée ) ont une activité photosynthétique qui suit un rythme circadien .

Cette activité est sous le contrôle d'un oscillateur génomique .

Des protéines impliquées dans la photosynthèse et synthéti sées en trop grande quantité exercent une inhibition sur leur propre processus de synthèse .

Lorsque leur concentration diminue, llnhibition se lève et la synthèse recommen ce.

l'HOIUICE BIOLOGIQUE Chez l'homme , et sans doute chez de nombreux mammifères , il semble exister deux oscillateurs internes responsab les des phénomènes rythmiques circadiens comme le so•meil , la variation de température Les chercheurs ont mis en évidence un oscillateu r fort peu dépendant de l'environnement et un oscillateur faible , plus sensible aux signaux extérieurs .

• !:oscillateur fort contrôlerait les rythmes de la température , de la sécrétion de cortisol et vraisemblablement celui du sommeil paradoxal (phase du sommeil caractéri sée par le rêve ).

Ces rythmes restent remarquablement stables en l'abse nce de signaux extérieurs comme l'alternance jour/nuit.

Du fait de sa stabilité , cet oscillateur est responsable de prob lèmes physio logiques liés aux décalages horaires qui peuvent durer plusieur s sema ines.

!:oscillateur fort serait situé dans la région ventro ­ médiane de !'hypotha lamus (contrôle une partie du système nerveux et du système hormonal ), à la base du cerveau .

• !:oscillateur faible contrôlerait les cycles veille /sommeil et les sécrétions hormonales dépendantes du sommeil (prolactine , hormone de croissance , etc.).

Cet oscillateur étant beaucoup plus sensible aux signaux extérieurs , les rythmes qu'il contrôle sont rapidement pertu rbés en l'absence de ses sign aux.

En contrepartie , un dérèglement des rythmes peut rapidement être compensé par l'influence de l'environnement.

En cas de dkologe horoln , lors d'un voyage transatlantique par exemple , le cycle veille/sommeil se synchronise très rapidement avec la nouvelle alternance jour/nuit.

!:oscillateur faible est situé dans les noyaux suprachiasmatiques du cerveau.

R6LE DE L'ENVl•ONNEMENT Des facteur s environnementaux influencent très directement les rythmes internes en jouant le rôle de synchroniseurs (• zeitgeber » en allem and ou• donneurs de temp s»).

Ces facteurs présentent des variations cycliques naturelles qui vont dicter, ou influencer , la période de certains rythmes biologiques.

Le synchroniseur le plus puissant pour la plupart des espèces vivantes animales ou végétales est l'alternance lumière /obscurité Oour /nuit ).

Cette dernière fixe la période des rythmes biolog iques circadiens à 24 heures , alors que celle-là pourrait être un peu plus longue , ou un peu plus courte , sous l'influence des seules horloges internes.

La longueur des jours est un autre synchroniseur qui influe sur les rythmes ayant une longue période (rythmes annuels par exemple ).

Ce synchroniseur est responsable des ,_porte-nts nproducteurs chez les animaux ou de la floraison chez les végétaux .

La température extérieure ou l'humidité de l'air sont égalem ent des synchroni seurs mais d'importance moindre.

Chez l'homme , les synchroniseurs sociaux ont une importance majeu re.

Les npos , le travail , les relations sociales , les rituels institutionnels sont autant d'événements qui nous situent dans le temps.

LES DÉPRESSIONS SAISONNIÈRES Il y a quelques années, les médecins ont identifié une nouvelle forme de dépression qui appa raît chaque hiver chez les personnes prédisposées.

Pour cette raison, ces dépressions sont dites -~ ·- !:ensoleill ement semble être un facteur déterminant car les épisodes dépressifs commencen t d'autant plus tôt que la personne réside plus au nord.

De même, plus de 80 % des patients qui ont pu en faire l'expérience rapportent un effet bénéfique des voyages en direction de l'équateur.

C'est pou rquoi des médecins ont eu lldée de proposer des cures de ~ -d'exposition à la lumière , pou r soigner ces troubles psychiques.

Efficace chez un grand nombre de patients, ce traitement offre l'avantage d'instaurer une rémission plus rapide qu'avec des antidépresseurs et de comporter beaucoup moins d'effets secondaires nocifs.. »