L’importance des RYTHMES CIRCADIENS

Le prix Nobel de médecine et physiologie 2017 a été décerné lundi dernier à trois savants qui ont découvert les mécanismes contrôlant l’horloge biologique. Honneur pleinement mérité, car les rythmes circadiens jouent un rôle capital dans le fonctionnement harmonieux du corps humain.

Non seulement le soleil est essentiel à la vie sur Terre, mais il contrôle également le rythme auquel se déroule cette vie. Tous les êtres vivants, qu’il s’agisse de bactéries, de végétaux ou d’animaux, ont évolué de façon à coordonner leurs activités avec le cycle jour-nuit associé à la rotation de la Terre. Ces « rythmes circadiens » (du latin cir

ca, autour et diem, jour) permettent de synchroniser les fonctions physiologiques avec un moment précis de la journée : la floraison des plantes, la migration des oiseaux et des papillons, ou encore certaines fonctions physiologiques comme la sécrétion de diverses hormones sont tous des exemples de phénomènes qui dépendent de rythmes circadiens propres à chaque espèce vivante. Cette horloge biologique qui existe à l’intérieur de chaque cellule représente donc un mécanisme fondamental de la vie sur Terre, précieusement conservé pendant les milliards d’années de son évolution.

Chez les animaux plus complexes comme les humains, cette horloge biologique est dictée par un groupe de cellules nerveuses localisées dans l’hypothalamus du cerveau. Ces cellules sont particulièrement sensibles à l’intensité de la lumière captée par la rétine de l’oeil et sont capables d’intégrer cette information pour contrôler le cycle sommeil-éveil ainsi que plusieurs aspects du métabolisme. Il s’agit d’un phénomène d’une très grande importance, car la majorité de nos gènes présentent des fluctuations selon le moment de la journée, ce qui fait des rythmes circadiens un des plus importants mécanismes de contrôle du fonctionnement du corps humain.

RYTHMES BRISÉS

L’importance de cette horloge biologique est bien illustrée par le malaise ressenti lorsqu’elle est perturbée, par exemple à la suite d’un voyage en avion à travers plusieurs fuseaux horaires. La variation subite de la luminosité fait en sorte que les fonctions physiologiques qui se déroulent normalement à un moment précis de la journée deviennent décalées par rapport à l’heure en cours, ce qui perturbe la physiologie normale.

Plusieurs études indiquent que notre mode de vie actuel peut également perturber l’horloge biologique et entraîner des effets néfastes sur la santé à long terme. Au cours de l’évolution, notre espèce s’est adaptée à manger et à dormir selon le rythme dicté par le rythme journuit : puisqu’homo sapiens a vu le jour en Afrique, près de l’équateur, cela signifie donc que notre métabolisme a évolué de façon à fonctionner de façon optimale pour des durées du jour et de la nuit à peu près équivalentes (12 heures chacune). L’avènement de l’éclairage électrique a complètement modifié ces cycles jour-nuit et par le fait même les comportements humains, par exemple en favori- sant la consommation de nourriture sur de plus longues périodes et en diminuant la durée du sommeil. Cet éclairage nocturne excessif, qu’on qualifie parfois de pollution lumineuse, a plusieurs conséquences fâcheuses sur la faune et la flore (la lumière artificielle perturbe la pollinisation, par exemple) et la situation risque de se détériorer avec l’apparition de systèmes d’éclairage encore plus performants comme les lampes à diode électroluminescente (D.E.L.) qui provoquent une sur-illumination.

PERTURBATION DU MÉTABOLISME

Chez les humains, un des effets les mieux documentés de la perturbation du cycle jour-nuit est son impact sur la glycémie. Pendant la nuit, lorsqu’aucun aliment n’est consommé, le foie fabrique du glucose et le sécrète dans la circulation, tandis que durant la journée, ce système est réduit au silence en raison des quantités suffisantes de sucre provenant de la nourriture. Grâce à un système sophistiqué de gènes régulateurs qui s’expriment selon une chorégraphie très élégante, l’horloge biologique permet donc au corps de contrôler de façon tout à fait autonome le taux de sucre sanguin. Par contre, lorsque le cycle éveil-sommeil est perturbé, ce système devient inefficace et les fluctuations de la glycémie qui en résultent peuvent avec le temps affecter la production d’insuline et mener au diabète de type 2. Ces observations expliquent d’ailleurs pourquoi un très grand nombre d’études ont montré que les personnes qui ont des cycles éveil-sommeil anormaux, les travailleurs de nuit par exemple, sont à plus haut risque d’obésité et de diabète.

RÉGLER L’HORLOGE

Au cours des dernières années, plusieurs études indiquent qu’une façon simple d’éviter ces perturbations du métabolisme est de concentrer la prise de nourriture sur une courte période de la journée. Ce nouveau concept, appelé « alimentation limitée dans le temps » consiste à limiter la consommation de nourriture sur une période déterminée de la journée et surtout à éviter de manger durant la soirée. En pratique, cela signifie de renouer avec la façon dont les humains se sont alimentés au cours de l’évolution, c’est-à-dire en alternant les périodes de prise de nourriture avec des périodes de jeûne d’au moins 12 heures, qui coïncident généralement avec le sommeil. Les travaux réalisés jusqu’à présent indiquent que ce type d’alimentation prévient ou retarde la progression de plusieurs maladies, incluant l’athérosclérose, le diabète, certains cancers, et les maladies neurodégénératives, possiblement en régularisant les rythmes circadiens et en optimisant l’efficacité du métabolisme( 1). L’élucidation du fonctionnement des rythmes circadiens ne représente donc pas seulement une avancée majeure dans la compréhension d’un mécanisme absolument essentiel à la vie, mais ouvre également la voie à de nouvelles perspectives pour le traitement de plusieurs maladies chroniques causées par la perturbation de ces rythmes circadiens.