Par définition, lesrythmes circadiens sont des changements physiques et comportementaux qui suivent un cycle d’environ 24 heures et qui peuvent persister en l’absence d’indices provenant de l’environnement. Les rythmes circadiens persistent dans un état constant d’obscurité, mais la lumière peut les réinitialiser et ils sont généralement adaptés à l’environnement. Ces rythmes s’adaptent à la prise de nourriture, à la perte de chaleur et à la rétention de chaleur, qui font partie de la régulation énergétique de base de l’organisme et de l’activité comportementale. Les rythmes circadiens peuvent être décomposés selon les cycles suivants au cours d’une période de 24 jours :

– Diurne – actif pendant la journée (exemple : l’homme)
– Nocturne – actif pendant la nuit (exemple : les chats)
– Crépusculaire – actif à l’aube et au crépuscule (exemple : le cerf de Virginie).

D’autres cycles ont également été étudiés. Ils comprennent

– Rythmes infraradiaires – Cycles qui durent plus de 24 heures, tels que les cycles annuels de reproduction ou de migration de certains animaux.
– Rythme des marées – La transition entre la marée haute et la marée basse.
– Rythme lunaire – suit le mois lunaire, ce qui est important pour la vie marine.
– Rythmes ultradiens – Cycles d’une durée inférieure à 24 heures. Comme le cycle nasal ou le cycle REM.

Au sein de chaque cycle, il existe une période pendant laquelle un processus donné peut être plus actif que d’autres. C’est ce qu’on appelle l' »acrophase ». Si un processus est moins actif, on parle alors de « bathyphase ». Le SCN, ou noyau suprachiasmatique, régit les rythmes circadiens qui constituent le principal cycle temporel biologique. De la taille d’un grain de riz, le SCN se trouve juste au-dessus du nerf optique, dans l’hypothalamus. Le SCN est relié au nerf optique, de sorte qu’il reçoit ses signaux d’obscurité et de lumière des récepteurs de lumière logés dans la rétine de l’œil. Ces informations sont envoyées à l’hypophyse et à différentes zones de l’hypothalamus. Des hormones telles que le cortisol et la mélatonine sont alors libérées dans la circulation sanguine pour contrôler les réponses comportementales et physiologiques, telles que la pression artérielle et la température corporelle.

Rythmes lunaires

Les rythmes lunairespeuvent affecter l’horloge interne en modifiant les habitudes de sommeil chez l’homme lorsqu’ils sont mesurés dans les conditions hautement contrôlées d’un protocole d’étude circadien en laboratoire sans repères temporels. Les rythmes lunaires sont un phénomène qui s’aligne sur le cycle d’un mois lunaire. Dans certains cas, ces rythmes peuvent dépendre d’indices externes, tels qu’une quantité plus ou moins importante de lumière lunaire en raison des phases de la lune. Les rythmes lunaires peuvent contribuer au manque de sommeil d’une personne. Cependant, la perte de sommeil n’est qu’une pièce du puzzle, car votre régime alimentaire peut également être affecté.

Chronobiologie et alimentation

L’ingestion d’aliments au mauvais moment peut conduire à l’obésité. L’obésité peut contribuer à une privation chronique de sommeil, qui peut entraîner un certain nombre de problèmes au-delà de la fatigue et de l’agitation. La modification de l’horloge biologique interne perturbera la signalisation des lipides dans le plasma qui vont vers les centres d’alimentation du cerveau et modifiera le comportement, ce qui peut entraîner une prise de poids importante. Les résultats sont cohérents avec les corrélations établies précédemment entre les troubles du sommeil et le travail de nuit. Des études de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) montrent également un risque plus élevé de cancer de la prostate et du sein chez les personnes qui travaillent de nuit.

Un autre aspect de l’horloge moléculaire lié au métabolisme est une molécule appelée Rev-Erb, qui existe sous deux formes : Rev-ErbA et Rev-ErbB. Elle fait partie d’une famille de molécules appelées récepteurs nucléaires. Ils sont considérés comme les « régulateurs principaux » du développement et du métabolisme. Les scientifiques ont découvert que les variations des niveaux de Rev-Erb en fonction du cycle circadien affectaient la synthèse des lipides dans le foie. La perturbation du Rev-Erb a entraîné une augmentation spectaculaire de la graisse hépatique chez les souris de laboratoire. Comme la graisse dans le foie peut être à la fois une cause et un résultat du diabète, elle peut aussi être un problème pour le foie lui-même.

Aspects sociaux et économiques

La chronobiologie est inscrite dans notre système et pourtant les contraintes sociales et économiques de l’homme moderne la provoquent constamment, que ce soit à cause du travail, des troubles ou des rencontres sociales. L’un des objectifs de la chronobiologie, outre la simple compréhension des détails concernant les forces qui contrôlent nos horloges internes, est de trouver de meilleurs moyens de s’adapter et de vivre avec les perturbations garanties que le monde d’aujourd’hui impose à nos rythmes biologiques anciens et naturels.

Nos horloges internes ne se trouvent pas seulement dans notre cerveau. Elles se trouvent partout dans le corps humain. Par exemple : le foie, les reins, le cœur et le pancréas. Tous ces organes contiennent leur propre horloge biologique interne et ces horloges contrôlent toutes les fonctions locales propres à chaque tissu. Mais l’horloge maîtresse se trouve dans le SCN. Elle contrôle toutes les horloges de l’organisme.

Développements récents

L’étude de la chronobiologie a donné lieu à un certain nombre de développements, dont la découverte que l’administration de mélatonine et de luminothérapie peut réinitialiser les rythmes circadiens humains et animaux. En outre, la présence d’une faible lumière pendant la nuit peut accélérer le réentraînement circadien chez les hamsters. On pense que cela est dû au fait que la lumière est une simulation du clair de lune.

Il existe différents marqueurs biologiques et outils d’évaluation qui peuvent être utilisés pour déterminer votre chronotype, c’est-à-dire si vous êtes du matin ou du soir. Cela peut dépendre de ce à quoi une personne est habituée ou de ce qu’elle préfère comme façon de gérer un moment spécifique de la journée. La recherche dans ce domaine est toujours en cours.

Dans l’ensemble, la chronobiologie ou biologie circadienne a beaucoup évolué depuis les années 1960. Ce qui était autrefois une science difficile à promouvoir et à enseigner est aujourd’hui devenu un domaine très important qui englobe la biologie moléculaire, l’endocrinologie, la physiologie, la psychiatrie, la génétique, la neurologie, les études sur le sommeil et même l’astronomie lorsqu’il s’agit des origines cosmiques de nos horloges biologiques et des rythmes lunaires qui ont un impact sur la Terre.