Vous avez probablement déjà entendu le terme “horloge biologique”. On l’associe souvent à la fertilité des femmes et à leur capacité à avoir des enfants. Mais la vérité est que presque tous les processus biologiques du corps sont coordonnés et contrôlés par des horloges biologiques internes. Le corps humain est composé d’une multitude d’horloges et de rythmes biologiques. Alors que ces rythmes étaient autrefois une énigme pour les scientifiques et les médecins, il existe aujourd’hui un nombre croissant de résultats de recherche qui montrent que presque tous nos processus biologiques, du sommeil à la digestion en passant par le contrôle de la pression artérielle et le fonctionnement du cerveau, sont liés à des horloges et des rythmes internes.
Cette compréhension nouvellement acquise des rythmes propres au corps est connue sous le nom de science de la chronobiologie, ou étude des horloges internes et des rythmes biologiques, et cette recherche ouvre la voie à de nouvelles découvertes en matière de santé et de médecine.
Les horloges et les rythmes de la vie
Notre corps est régi par différents types d’horloges internes. Les trois principaux sont les rythmes circadiens, ultradiens et infradiens.
Les rythmes circadiens sont les plus connus et sont en corrélation avec le cycle clair/obscur de 24 heures de la rotation terrestre. Ces rythmes contrôlent différents processus qui se produisent toutes les 24 heures, comme le cycle veille-sommeil humain.
Les rythmes dits ultradiens régulent des cycles tels que la faim, la fréquence cardiaque, la digestion et d’autres processus qui se produisent à des intervalles plus courts que 24 heures.
En revanche, les rythmes infradiens se produisent dans des cycles qui durent plus longtemps que les rythmes circadiens connus de 24 heures, un cycle complet pouvant durer 28 heures ou plus. Les cycles hormonaux des femmes adultes ou les différents processus cellulaires et niveaux hormonaux qui s’adaptent à la saison en sont un bon exemple.
Ces différentes horloges corporelles interagissent étroitement pour préparer notre corps aux exigences des différents moments de la journée, du mois et de l’année.
Le rythme circadien : l’horloge principale
Le rythme circadien est sans doute l’horloge biologique la plus connue, car elle est présente dans presque tous les organismes vivants. Cette horloge de 24 heures régule un grand nombre de processus tels que le sommeil, la réparation de l’ADN et la régénération cellulaire :
Les cellules primitives sont endommagées par le soleil et la chaleur pendant la journée et profitent des heures nocturnes pour effectuer les réparations nécessaires de l’ADN et d’autres processus de guérison. Bien que le rythme circadien de l’être humain soit bien plus complexe que le concept de lésion le jour et de réparation le soir, cette formule est l’explication la plus complète de la manière dont notre corps utilise les heures nocturnes pour réparer et régénérer les cellules et se préparer chimiquement à des processus importants. Cette réinitialisation du soir permet à tous les processus biologiques de se dérouler au bon moment et dans le bon ordre.
Comment les horloges du corps sont réglées
Tous les processus qui donnent la cadence et le rythme sont soigneusement réglés dans notre cerveau, et ce par le noyau suprachiasmatique de l’hypothalamus. L’hypothalamus reçoit ce que l’on appelle des horloges, c’est-à-dire des influences externes ou environnementales, et les utilise pour harmoniser les horloges entre elles et avec les besoins de notre environnement.
Pour la régulation du rythme circadien, notre rétine reçoit l’horloge de la lumière de notre environnement et transmet le signal lumineux à l’hypothalamus. L’hypothalamus signale alors à la glande pinéale de supprimer la production de mélatonine (une hormone qui nous rend somnolents), tout en indiquant à d’autres zones du cerveau d’augmenter la production d’hormones associées à l’éveil.
En contrepartie, l’hypothalamus suppose que la nuit arrive lorsque nos rétines perçoivent une lumière extérieure plus faible. Cela est particulièrement vrai lorsque la réduction de la lumière est également combinée à d’autres indices de la nuit, par exemple une température plus basse. L’hypothalamus donne alors le feu vert à la glande pinéale pour qu’elle produise de la mélatonine, et le corps se prépare à passer en mode sommeil.
Horloges internes et santé
Les horloges internes du corps ne sont pas seulement importantes pour notre rythme de sommeil, mais aussi pour la santé de l’ensemble du corps. Par exemple, si nos horloges internes ne donnent pas de signal pour la réparation de l’ADN et que ce processus est sauté ou ne se déroule pas correctement, les cellules du corps commencent à perdre leur capacité fonctionnelle, ce qui peut alors entraîner des mutations génétiques, des maladies et même le cancer.
En fonction de la capacité de notre corps à maintenir des cycles d’horloge interne corrects, ces rythmes biologiques peuvent fonctionner soit à notre avantage et pour notre bien-être final, soit contre nous. Une branche de la chronobiologie est la chronopharmacologie (également appelée chronothérapie). Cette branche étudie les approches thérapeutiques basées sur les principes fondamentaux de la chronobiologie et sur la compréhension des rythmes corporels et des horloges internes.
L’effet maximal de la chronothérapie s’obtient en combinant les ingrédients et les formules médicamenteuses optimales, les doses appropriées et la compréhension des organes ou des contextes choisis, afin d’administrer les substances au meilleur moment possible et d’obtenir ainsi les meilleurs résultats avec moins d’effets secondaires.
Cette méthode de recherche a permis de faire de nombreuses découvertes dans le traitement de différentes maladies telles que le diabète et les maladies cardiovasculaires. Cette approche a également été reprise dans d’autres recherches pour programmer la chimiothérapie de manière à attaquer les cellules cancéreuses lorsqu’elles sont les plus sensibles, ce qui réduit le risque pour les cellules saines.
Si les horloges internes du corps sont fascinantes d’un point de vue scientifique, elles le sont encore plus d’un point de vue médical. Comprendre les processus complexes par lesquels passe le corps et les différentes temporalités qui y sont associées permet de mieux comprendre l’interaction entre santé et maladie et permet aux chercheurs de développer de nouveaux traitements plus efficaces. Étant donné que les horloges biologiques de notre corps sont extrêmement importantes pour notre santé, l’accent mis sur le maintien et le traitement des rythmes biologiques et des troubles du rythme est un domaine nouveau et prometteur des soins de santé et de la prévention de la santé.