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►Les horloges et rythmes du vivant

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LA CHRONOBIOLOGIE

 

Ce que la chronobiologie a apporté à la médecine est fondamental : pendant longtemps, un dogme a prévalu selon lequel tout organisme vivant fonctionnait de manière immuable, que que soit le moment considéré. Le chronobiologie démontre le contraire, le crops humain, dans sa globalité comme dans chacune de ses parties, ne fonctionne de manière stable et prévisible que selon des rythmes précis.

Le corps humain se réduisait pour les scientifiques à trois dimensions et les chercheurs ne se posaient que 3 questions. Les anatomistes demandaient « où ? », les physiologistes : « comment ? «  et les philosophes « pourquoi ? ». Il n’est plus possible d’ignorer aujourd’hui la dimension temporelle de l’être humain et les rythmes inhérents à la nature.

 

Tout être vivant (humain, animal, végétal) est soumis à des rythmes naturels.

Un rythme biologique se définit comme la variation périodique ou cyclique d’une fonction particulière d’un être vivant.

Il peut-être d’ordre:

- physiologique (battement cardiaque, activité électro-cérébrale)

- biochimique (synthèse moléculaire, hormonale…)

- comportementale (sommeil, migration)

 

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Video très instructive 

 

 

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Exemples de rythmes 

Les rythmes de 24 h. Rythmes circadiens dits de moyenne fréquence. Notre rythme veille/sommeil en est un.

Les rythmes de 90 mn. Inférieur à 24 h on appelle ces rythmes « ultradiens » ou de haute fréquence. Exemple : l’activité cérébrale qui varie toutes les 90 mn, de jour comme de nuit.

Les rythmes hebdomadaire ou mensuel ou de basse fréquence sont dits « infradien »

-          Les rythmes de 7 jours, rythme « circahebdomadaire » comme le rythme des défenses immunitaires ou le rythme de nouvellement cellulaire.

-          Le rythme menstruel chez les femmes par exemple (28 jours car il est lié avec la lune qui régule les liquides sur notre planète… voir : etre-en-phase-avec-la-lune) dit « circannuel »

-          Le renouvellement de la peau est de 21 jour.

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La température corporelle n’est pas constante, elle varie selon des rythmes, tout comme les activités des organes et les oscillations hormonales et les sécrétions  etc..

 

 

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Autres rythmes : 

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Source :  physio_integree_homeostasie_RYTHMES.pdf

 

 

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Concernant le sommeil voir :  Rythme du sommeil

 

Les oscillateurs centraux :

 

L’hypothalamus.

 

 L’hypothalamus est une petite région située au cœur du cerveau, qui sert de pont entre le système nerveux autonome et le système endocrinien. Il est en effet impliqué dans la régulation de grandes fonctions comme la faim, la soif, le sommeil ou la température corporelle. Il est aussi impliqué dans le comportement sexuel et les émotions.

 

Ses fonctions endocrines (sécrétion de neurohormones) entraînent la régulation de la fonction endocrine de l’hypophyse, la glande située dessous.

 

Les hormones sécrétées par l’hypothalamus ont toutes, ou presque, une influence sur la production des hormones hypophysaires. 

 

 

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La glande pinéale

 

Au quotidien, l'horloge interne principale qu'est- l'hypothalamus a besoin constament d'être remise à l'heure, pour s'adapter à la durée du jour, perpétuellement changeante. Cela s'effectue sous l'effet de ce que l'on appelle un zitgeber ou "donneur de temps". C'est la toute l'importance de la glande pinéale qui joue également un grand rôle dans l'organisation circadienne qui transforme la sérotonine en mélatonine. 

 

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Les cristaux de la glande pinéale nous connectent 

 

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Pour en savoir plus sur la glande-pinéale

 

Les liens neurohormonaux

 

Les oscillateurs prériphériques ou centraux sont organisés de manière hiérarchique. La synchronisation harmonieuse des rythmes biologiques repose, en effet, sur des liens neurohormonaux, pas tous encore bien connus. Le moyeu suprachismique ( NSC) est ainsi connecté à la glande pinéale par un circuit neuronal sympathique a base de noradrénaline (noradrénergique). Réciproquement la glande pinéale agit sur le NSC essentiellement par voie hormonale grâce à la sécrétion de mélatonine. 

On retrouve ces mêmes interrelations entre horloges centrales et ocillateurs périphériques (hypophyse, thyroïde, surrénales ..). 

Quant à la synchronisation externe, l'influence de la lumière s'effectue grâce à des photorécepteurs spécifiquement engagés dans l'information chronobiologique. Cette information transite par un faisceau nerveux allant de la rétine à l’hypothalamus pour aboutir au NSC. 

 

Au commencement était le jour et la nuit...

La pression ultraviolette a très probablement joué un rôle décisif majeur dans l'histoire de la vie. S'adapter aux cycles jour- nuit, était, au départ, savoir profiter de l'énergie solaire, tout en limitant les dégâts qu'elle peut aussi produire. Depuis, la vie s'est complexifié, et aujourd'hui, l'adaptation à ces cycles immuable, va bien au delà. 

 

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Horloge circadienne en Médecine Traditionnelle Chinoise

 

Périodes de travail (Les horloges du vivant) 
Le lundi matin est le pire moment, les performances sont très médiocres au niveau mémoire, attention, capacité intellectuelle, et même sociabilité. Les accidents du travail sont plus nombreux le lundi matin. Tout cela est dû à la reprise du rythme de travail après le week end.    En revanche, le mardi est le jour ou l'on travail le mieux. 
Au cours d'une même journée, il existe deux plages horaires ou notre efficacité se trouve au maximum. C'est le milieu de matinée et le milieu d'après-midi.  (10 à 11 h et de 15 à 16 h 30, moments où le taux de sucre dans le sang et la température centrale du corps sont optimaux pour les cellules cérébrales. 
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Une équipe japonaise a développé un procédé plus pratique que les moyens existants pour surveiller les rythmes biologiques. Une nouvelle avancée vers une médecine individualisée.                 

Quelle heure affiche le cadran de votre horloge biologique? Cette information est d’importance car les fonctions de l’organisme dépendent étroitement de cette pendule interne. Actuellement, il est possible de l’estimer à partir des quantités sanguines de mélatonine ou de cortisolsuivies sur plusieurs jours. Mais des chercheurs japonais ont récemment mis au point un procédé plus rapide où deux prélèvements sanguins suffisent pour établir les rythmes biologiques. Ils expliquent leur technique dans les comptes rendus de l’Académie des sciences américaines (PNAS). Une telle connaissance de l’horloge interne est un pas de plus vers une médecine plus personnalisée, et donc plus efficace.

À une ou deux heures près selon les individus, l’organisme fonctionne selon un cycle d’environ 24 heures, du réveil au sommeil. Ce rythme ditcircadien concerne aussi bien la température du corps que l’humeur, la fréquence cardiaque ou encore l’attention. Et la cadence à laquelle trottent les aiguilles de la montre biologique varie d’une personne à l’autre.

 

Ce sont justement ces différences de rythmes biologiques que le Dr Takeya Kasukawa et son équipe du Center for Developmental Biology de l’institut de recherche Riken à Kobe (au Japon) ont suivies chez 6 volontaires en bonne santé, vivant sous observation dans leur laboratoire pendant presque deux semaines. À l’aide de prélèvements sanguins réalisés toutes les deux heures pendant un jour et demi, les chercheurs ont analysé la présence de neuf substances, dont le cortisol et la cortisone, mais aussi des acides aminés servant à produire la mélatonine (comme le tryptophane). Parallèlement, ils ont aussi appliqué la technique classique en suivant les taux de cortisol des volontaires pour vérifier la validité de leurs mesures.

Résultat: les mesures obtenues à partir des neuf molécules ont été aussi précises que celles obtenues avec le procédé traditionnel. Surtout, les scientifiques se sont aperçus que deux tests sanguins réalisés à 12 heures d’intervalle suffisent pour obtenir de tels horaires biologiques individualisés.

Allant plus loin, l’équipe japonaise a soumis les participants à une désynchronisation forcée de leurs rythmes circadiens en les maintenant éveillés plus longtemps, faisant passer leur cycle à 28 heures. Malgré ce décalage horaire forcé, la nouvelle méthode de mesure s’est montrée tout aussi précise. «Le calendrier horaire des molécules circadiennes», selon les termes des chercheurs, pourrait donc être utilisé pour détecter les anomalies de l’horloge interne dans des environnements perturbés chez les travailleurs de nuit ou les personnes voyageant fréquemment.

Des pistes pour l’asthme et le diabète

L’horloge interne détermine déjà l’horaire d’administration de nombreux médicaments: l’aspirine prise le soir fait moins souffrir l’estomac et les corticoïdes sont mieux tolérés le matin par exemple. Pour autant, ces principes généraux sont appliqués indépendamment des variations de chacun. Un suivi personnalisé de l’horloge interne pourrait bénéficier à de nombreux patients, notamment en oncologie où les chimiothérapies sont capables d’altérer les rythmes circadiens.

Les malades asthmatiques sont aussi concernés, avec la découverte récentede la capacité de molécules régulant l’horloge biologique (les cryptochromes) à réduire l’hyperglycémie souvent observée avec les anti-inflammatoires pris au long cours. Cette capacité de réduire le taux de sucre dans le sang en fait également une piste novatrice pour soigner le diabète.*Le Figaro.Santé-27.08.2012   ( Notre horloge biologique  )

 

Chaque fois que vous sautez un repas, le niveau de cortisol dans votre corps augmente et provoque de l’anxiété. Le taux d’insuline augmente et diminue instantanément, ce qui entraîne un taux de sucre dans le sang également instable.
1. Problèmes de digestion
Votre corps est habitué à travailler pendant toute la journée, quand vous sautez un repas, le système digestif est incapable de bien fonctionner. Un métabolisme sain et une bonne digestion nécessitent 3 repas et 2 collations.
2. Les graisses sont stockées
En sautant des repas, vous perturbez votre corps. Il croit que vous êtes affamé, donc à chaque fois que vous sautez un repas, au lieu de brûler les graisses, votre corps les stocke pour fournir du «carburant» pour la période de « famine » qu’il croit venir.
3. Un organisme fatigué
Sauter des repas ralentit votre métabolisme et vous rend fatigué. Des repas réguliers vous aideront à stimuler votre métabolisme et à brûler plus de calories.
4. Une perception altérée
Cela peut vous sembler étonnant, mais sauter un repas peut changer la perception que vous avez de la nourriture. Votre cerveau ne la perçoit plus comme une priorité ce qui est très mauvais pour votre santé.
5. La boulimie

 

L’hyperphagie est la conséquence la plus dangereuse. Au dîner, votre corps sera tellement épuisé et affamé qu’il va vous inciter à manger de manière excessive. D’habitude, cela se traduit par des maux d'estomac et un gain de poids.

 

 

 

Sources partielles :  Rythmes bio

 

Bibliographie : 

- Les horloges du vivant "comment elles rythment nos jours et nos nuits". André Klarsfeld Ed Odile Jacob

 

Y a-t-il des gens du matin et des gens du soir ? Quel est l’effet sur nos organismes du passage à l’heure d’été ou à l’heure d’hiver ? D’où viennent les symptômes du décalage horaire (jet-lag) ? Peut-on les atténuer ? Qu’est-ce que le blues de l’hiver ?

Les horloges biologiques, qui rythment nos vies sans que nous en ayons conscience la plupart du temps, constituent une dimension essentielle des mondes animal, végétal et même microbien. Elles facilitent l’adaptation aux cycles immuables des jours et des saisons, et expliquent aussi bien les dépressions saisonnières que le déclenchement de la période des amours chez les animaux. C’est cet ordre, avec ses bouleversements occasionnels ou durables, qu’André Klarsfeld nous fait découvrir ici.

André Klarsfeld est actuellement professeur à l'École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles (ESPCI ParisTech) de la Ville de Paris, Laboratoire de Neurobiologie (ESPCI/CNRS). Il est membre de la Société francophone de chronobiologie. Avec Frédéric Revah, il a écrit Biologie de la mort.

 

 

- Les rythmes du corps - Chronobiologie de l'alimentation, du sommeil, de la santé... Dr Marc Schwob. Ed Odile Jacob

 

À quel moment a-t-on le plus d'énergie pour travailler ? Et quelle est la meilleure heure pour faire du sport ? Pourquoi un aller-retour de 48 heures à New York est-il moins fatigant qu'un séjour de deux semaines ? Et un médicament n'a-t-il pas toujours le même effet selon qu'il est prescrit le matin ou le soir ? En quoi le passage à l'heure d'été est-il une aberration ? Et l'absence d'école le mercredi une fatigue supplémentaire pour nos enfants ? À tout âge, notre corps obéit à plusieurs horloges biologiques, que nous ignorons ou négligeons, alors qu'elles sont décisives pour notre alimentation, notre sommeil et même notre santé ! S'appuyant sur les grands principes de la chronobiologie, le Dr Marc Schwob nous livre ici les clés pour comprendre et, surtout, respecter les rythmes et les besoins de notre corps jour après jour, de jour comme de nuit et toute l'année durant !

 



18/09/2014
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