Il y a 350 ans, le créateur de l’horloge à pendule a observé que deux machines dont les temps étaient occasionnellement synchronisés, appelées oscillateurs couplés, constitueraient un moyen idéal de réguler le temps. Des siècles plus tard, les scientifiques découvrent que les oscillateurs couplés pourraient être la clé du réglage des horloges internes de notre tractus gastro-intestinal.
Que sont les oscillateurs couplés ?
Imaginez deux horloges à pendule accrochées l’une à l’autre sur un mur. Leurs heures seront légèrement différentes, mais elles se synchroniseront parfois. Dans la nature, les ondes sont souvent utilisées pour communiquer des messages similaires à l’heure communiquée par une horloge. Lorsque ces ondes s’alignent, elles s’amplifient mutuellement et communiquent un message d’une amplitude différente.
Un oscillateur est simplement un phénomène naturel ou un dispositif qui libère un rythme, comme le pendule d’une horloge. Nous pouvons voir comment les oscillateurs couplés fonctionnent dans le son, les sons devenant plus forts lorsque les ondes s’alignent parfaitement. Le fabricant de l’horloge à balancier a vu ce schéma, même s’il ne savait pas précisément comment l’appeler ou ce qu’il signifiait.
Chronobiologie et croissance de notre tractus gastro-intestinal
Notre tractus gastro-intestinal peut utiliser le concept d’oscillateurs couplés dans sa croissance et sa division. La muqueuse de notre tractus gastro-intestinal fait partie intégrante de toute une série de fonctions, de la digestion à l’absorption de minéraux, en passant par notre fonction immunitaire. Comme ces cellules délicates sont quotidiennement exposées au stress mécanique des aliments et des toxines, elles doivent se reproduire en permanence. Or, les cellules souches qui tapissent notre tube digestif ne possèdent pas d’horloge interne robuste.
Plutôt que de garder l’heure en interne, ces cellules souches s’appuient sur au moins deux séries différentes d’indices externes. Tout d’abord, elles reçoivent des signaux du rythme circadien qui régit l’ensemble de notre corps, leur indiquant le jour et la nuit ainsi que le moment où elles doivent s’attendre à être occupées à digérer de la nourriture. Deuxièmement, elles s’appuient sur les horloges internes des cellules de Paneth, des cellules voisines qui jouent un rôle important à la fois dans les réactions immunitaires et dans la production de composés tels que le mucus, nécessaires à la digestion. Mais comment les cellules souches gastro-intestinales coordonnent-elles deux sources différentes de synchronisation ? Les oscillateurs couplés semblent être la réponse.
Applications pour la santé intestinale
Les cellules souches gastro-intestinales semblent coordonner des signaux temporels provenant de différentes sources, de la même manière que des horloges à balancier peuvent osciller ensemble. Mais que signifie cette découverte pour la santé humaine ? Tout d’abord, il existe plusieurs systèmes pathologiques dans lesquels la régénération de la muqueuse intestinale peut faire une énorme différence, notamment les maladies auto-immunes courantes telles que la maladie de Crohn et le syndrome de l’intestin irritable. Deuxièmement, la connaissance des horloges internes du tube digestif peut aider à déterminer quand administrer certains médicaments. De nombreux médicaments peuvent provoquer des troubles gastro-intestinaux et d’autres symptômes intestinaux qui les rendent difficiles à prendre à long terme. Il est possible que, dans un avenir proche, nous soyons en mesure de programmer le moment où les gens prennent ces médicaments afin qu’ils aient de meilleurs effets thérapeutiques et moins d’effets secondaires.
Il est en effet amusant qu’un homme ait fait, il y a des centaines d’années, une observation qui s’est avérée vraie en ce qui concerne nos intestins. Certains thèmes sont présents dans la nature, tant à l’extérieur qu’à l’intérieur de notre corps. Le concept d’oscillateurs couplés se retrouve aussi bien dans une horloge à balancier que dans notre propre tube digestif. Comprendre exactement comment fonctionnent les horloges de nos cellules ouvrira de nouvelles possibilités de traitement des maladies humaines courantes et réduira de nombreuses souffrances.
