Rythme circadien et chronobiologie : de quoi s’agit-il ?

Rythme circadien et chronobiologie ?

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Le rythme circadien désigne le rythme d’environ 24 heures auquel le corps humain est soumis. Il existe également d’autres rythmes internes à notre biologie, mais tous sont soumis à celui-ci. Le début du 21ème siècle a connu une véritable montée en puissance des recherches et des études dans ce domaine. Au point que trois généticiens américains ont reçu un un prix Nobel en 2017 grâce aux avancées réalisées en chronobiologie.

Pourtant, même si les chercheurs sont de plus en plus au fait de ces nouvelles données concernant le rythme circadien et permettant de mieux comprendre certains troubles et certaines maladies, pour le commun des mortels ce domaine demeure un mystère. Attachons-nous à éclaircir ce point.

Mieux comprendre le rythme circadien

La terminologie « rythme circadien » nous vient du Latin (« circā » : « proche/environ » et « dies » : « jour ») et désigne un cycle d’une journée terrestre, soit 24 heures. La grande majorité des fonctions biologiques et psychologiques du corps humain reposent sur le bon fonctionnement et la synchronisation du rythme circadien : il s’agit de notre chronobiologie.

Des fonctions diverses et variées sont régulées par le rythme circadien : la température du corps, le rythme cardiaque, la pression artérielle, les humeurs, la vigilance, les phases diurnes/nocturnes, et encore bien d’autres.

Par exemple, durant la nuit lorsque vous êtes profondément endormi, le fonctionnement du cycle intestinal est ralenti, votre température corporelle chute et votre mémoire ancre les perceptions reçues durant la journée pour les consolider sur le long terme. Ces fonctions sont principalement dictées par la glande pinéale qui va secréter de la mélatonine en fin de journée et de la sérotonine en début de journée. Nous vous invitons à faire un tour sur cet article afin d’en apprendre davantage sur le fonctionnement de la glande pinéale.

Avant d’aller plus loin il est important de bien faire la différence entre le rythme circadien qui est propre au corps humain (il est de nature endogène, dicté par l’organisme) et l’horloge terrestre (qui est elle, évidemment, exogène au corps humain). Si la seconde est bien de 24 heures, le rythme circadien oscille selon les individus entre 23 h 30 et 24 h 30. Voyons cela plus en détails.

Chronobiologie et horloge interne

Grâce à une expérience menée sur plusieurs personnes plongées dans le noir et sans repères durant plusieurs, il a été possible de démontrer que l’horloge biologique interne oscillait entre 23 h 30 et 24 h 30 avec une moyenne se situant à 24 h 10. Autant dire tout de suite que si aucune resynchronisation ne se produisait, le décalage entre les individus se poursuivrait. Au final, la vie en communauté deviendrait tout simplement impossible.

Suite à cette étude, il est apparu que des agents extérieurs sont responsables de la perpétuelle synchronisation du rythme circadien sur un cycle de 24 heures. De nombreux agents ont un rôle dans cette synchronisation mais attachons-nous au plus important d’entre eux, et de loin : la lumière.

Synchronisation du rythme circadien grâce à la lumière

La lumière est le premier agent responsable de la synchronisation du rythme circadien. Celle-ci est transmise par plusieurs cellules photoréceptrices de la rétine vers la glande pinéale se situant dans notre cerveau. L’intensité, la nature et le moment de perception du signal électrique provoquent la synchronisation de l’horloge biologique interne : il s’agit d’une mise à jour quotidienne du rythme circadien.

La synchronisation du rythme circadien, par la lumière, dépend donc de trois variables :

  • L’intensité de la lumière : bien qu’une intensité faible puisse ralentir votre cycle (vous garder éveillé plus longtemps), plus l’intensité de la lumière est forte, plus l’effet aura davantage d’impact sur votre horloge biologique.
  • La nature du spectre lumineux : des longueurs d’ondes (couleurs) plus riches (entre 450 et 500 nanomètres) sont plus susceptibles de vous garder éveillé.
  • L’heure de la journée à laquelle l’exposition se produit : une exposition de nuit (de 17 heures à 5 heures) retarde votre cycle et une exposition en journée (de 5 heures à 17 heures) avance votre cycle.

De nombreux travaux ont été réalisés sur le sujet et bien que certains tendent à affiner les effets décrits ici, il est un fait indéniable que la lumière a une importance capitale dans la synchronisation de notre rythme circadien. Cependant, même si l’horloge biologique interne du corps humain gère l’ensemble de la machine, il existe des horloges périphériques qui sont là pour gérer les fonctions locales de notre biologie. Voyons cela ensemble.

Que sont les horloges périphériques ?

Si l’horloge biologique interne devait représenter le cycle des saisons sur terre, les horloges périphériques représenteraient les différents climats. Par exemple en hiver, toutes les régions au nord de l’équateur ne subissent pas les mêmes conditions climatiques, pourtant, toute la planète est en hiver. Concernant les horloges périphériques il s’agit de la même chose. Bien que l’horloge générale affiche midi, selon les horloges périphériques, il ne sera pas la même heure. Explications.

Chaque fonction biologique importante se voit dotée d’une horloge propre. Cette horloge a pour but d’améliorer le rendement de la fonction qu’elle régit. La plupart des organes du corps humain ont une horloge périphérique qui leur est dédiée : le poumon, le cœur, le foie, le cerveau, les reins, etc.

Ainsi, l’activité de chaque organe est définie par les particularités qui le concerne. Si, par exemple, vous avez une activité sportive intense, les heures de repas se verront rapprochées. Si vous travaillez de nuit, les horloges périphériques vous éviteront de vous endormir en plein milieu de votre poste.

La chronopharmacologie est un terme utilisé pour désigner la prise de médicament au bon moment. Sur une période de 24 heures, un médicament doit être pris au bon moment pour révéler tout son potentiel. La chronopharmacologie utiliser pour cela des plans horaires d’administration afin de limiter la toxicité et d’optimiser le pouvoir guérissant. C’est une méthode qui, bien que peu connue, se développe continuellement et affiche des résultats très prometteurs, notamment pour certains cancers. Si vous désirez en savoir plus cliquez ici (lien).

Les différentes horloges périphériques présentes dans le corps humain sont tout de même régie par le rythme circadien. Donc, si celui-ci est perturbé, indéniablement, le reste de la machine l’est aussi. Bien que les horloges périphériques puissent se désynchroniser pour différentes raisons (alimentation trop riche, exercice physique intense, etc.), gardez à l’esprit que le maître à bord est l’horloge biologique interne, autrement dit le rythme circadien. S’il venait à se désynchroniser, c’est l’ensemble des horloges périphériques qui pourraient se dérégler.

Les dysfonctionnements du rythme circadien

Il peut arriver que le rythme circadien se désynchronise. Dans ce cas une multitude de problèmes peuvent survenir (troubles du sommeil, perturbations cognitives, immunitaires, cardiovasculaires, etc.). Attachons-nous à distinguer les trois troubles du sommeil au travers duquel il peut se manifester :

  • Le retard de phase : lorsque la personne s’endort tard voire très tard et se réveille en fin de matinée. C’est un phénomène de plus en plus récurrent chez les enfants et les jeunes adultes (notamment à cause des écrans).
  • L’avance de phase : dans ce cas, la personne s’endort tôt et se réveille en début de matinée voire à la fin de la nuit. C’est un trouble plus récurrent chez les personnes âgées.
  • Le libre court : ce type de trouble s’observe généralement chez les personnes aveugles. Étant donné qu’elles ne disposent pas d’œil en capacité de percevoir la lumière, le rythme circadien ne peut se synchroniser sur un cycle de 24 heures. Le sommeil est donc tous les jours décalé et la qualité de ce dernier fortement impacté.

Un dérèglement du rythme circadien peut avoir des causes diverses, pourtant, dans le cas d’avance ou de retard de phase, la piste génétique n’est pas exclue. En effet, il n’est pas anodin de diagnostiquer les mêmes troubles du sommeil sur plusieurs membres de la même famille.

Dans le cas d’avance de phase ou de retard de phase, il arrive fréquemment que les personnes n’arrivent pas à se réveiller à l’heure voulue, même en programmant plusieurs réveils. De plus, si ce type de trouble persiste et n’est pas traité de la bonne façon, d’autres problèmes plus graves peuvent faire leur apparition (somnolence, troubles cardiovasculaire, stress, anxiété, dépression, etc.).

Désynchronisation par manque ou excès lumière

La lumière peut tantôt être un allié, tantôt un ennemi. Comme nous l’avons vu plus en amont, le rythme circadien d’une personne se synchronise sur l’apport de lumière. L’un des problèmes majeur de l’ère du numérique est son lot d’écran qui vient avec et plus particulièrement les écran bleu.

Il faut savoir qu’un écran d’ordinateur, de tablette, de téléviseur ou encore de smartphone est généralement à LED. Ils émettent une lumière bleu qui, de part son spectre lumineux, active entre 50 et 60 fois plus les récepteurs photosensibles de la rétine qu’une lumière blanche (lampe de chevet, lumière d’éclairage, etc.).

La durée d’exposition aux écrans est corrélée à de nombreux autres troubles que les problèmes de phase du sommeil (surpoids, diabète, obésité, etc.). Pour éviter de subir des dysfonctionnements du rythme circadien il faut réduire au maximum les écrans dans des pièces telles que les chambres à coucher et veiller à limiter le temps que l’on passe devant. Essayez si possible d’éteindre les écrans au moins 1 heure avant d’aller vous coucher.

L'organisation du travail

Après l’excès ou le manque de lumière, l‘organisation du travail est l’une des causes les plus importante de dérèglement du rythme circadien. En effet, le travail par poste en 3 x 8 heures est des plus néfaste pour la santé. Le poste de nuit est le pire et induit, à la longue, un manque de sommeil et une désynchronisation de l’horloge biologique interne.

L’Anses (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) a émis des recommandations pour réduire au maximum le nombre de travailleur nocturne afin de limiter ces situations à des nécessités d’assurer des services d’utilité publique. Selon le Centre International de Recherche sur le Cancer, le travail de nuit est considéré comme « cancérogène probable ».

De nombreuses recherches ont été publiées et continuent de mettre en garde contre le travail nocturne. Pourtant, en 2018, c’est plus de 4,3 millions de personnes qui sont affectées, c’est-à-dire plus de 16% de la population active. Malheureusement ce chiffre est en constante augmentation depuis les années 1990.

Le rythme de l'alimentation

La nature de l’alimentation, mais surtout le rythme des prises de repas sont une autre cause de dérèglement du rythme circadien. Des prises alimentaires régulières favoriseraient un bon fonctionnement de l’horloge biologique interne.

L’alimentation est un point de plus en plus abordé en chronobiologie. C’est un sujet d’étude encore très jeune et bien que de nombreuses solutions de chrononutrition soient déjà en circulation, aucune étude scientifique n’a encore démontrer ses bienfaits.

Comment resynchroniser son rythme circadien ?

Plus les années passent et plus les études foisonnent sur le sujet, plus on se rend compte que le dérèglement du rythme circadien induit bien plus qu’un « simple » problème de sommeil. Au vu du potentiel de la luminothérapie médicale, c’est devenu à l’heure actuelle un traitement de référence pour certaines pathologies.

Pour cela il est possible de poursuivre une séance dans un institut spécialisé (de plus en plus de médecins traitants s’équipent également dans leur cabinet personnel) ou encore de pratiquer la luminothérapie chez soi (lien). Pour l’instant, la luminothérapie médicale est un traitement qui est reconnu de premier ordre pour régler les troubles affectifs saisonnier (dépression saisonnière), un dysfonctionnement des rythmes circadiens, certains troubles de l’humeur. Au vu des avancées dans ce domaine, il ne fait aucun doute que cette liste va se rallonger dans les prochaines années.

La maladie de Parkinson engendre également des troubles du sommeil et de l’humeur. D’après l’Inserm, un protocole de luminothérapie pourrait non seulement traiter les troubles du sommeil mais également réduire les tremblements et les troubles moteurs. Il ne fait pas de doute que cette piste sera explorée dans les prochaines années.

Concernant la luminothérapie et le rythme circadien, une notion commence à faire surface : l’hygiène de lumière. Cette notion prend en compte les différents mécanismes d’activation de la chronobiologie interne à chaque être vivant et tend à instaurer une certaine vigilance dans nos sociétés modernes. Si une bonne hygiène de lumière peu optimiser le fonctionnement de notre horloge biologique, une mauvaise peut, quant à elle, engendrer des troubles et des pathologies dans notre organisme.

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