Comment notre corps garde-t-il l’heure ? Selon de nouvelles recherches, nos organes individuels et nos horloges centrales pourraient fonctionner ensemble grâce à un processus connu sous le nom d’oscillation couplée.
Nous parlons souvent du rythme circadien comme s’il s’agissait d’une pièce d’horlogerie unique. Cependant, nos horloges internes sont bien plus complexes que cela. En fait, chaque système organique et même chaque cellule de notre corps ont leur propre rythme interne, avec des tâches différentes à effectuer selon un calendrier différent. De nouvelles recherches en chronobiologie suggèrent qu’un phénomène connu sous le nom d’oscillation couplée pourrait être la clé pour comprendre comment les différentes horloges de notre corps coordonnent leurs activités et leur timing les unes avec les autres.
Coordination de différents indices
Une nouvelle expérience menée sur des mouches des fruits a permis de comprendre comment les horloges centrales et périphériques (non centrales) peuvent fonctionner ensemble pour réguler étroitement toute une série de processus biologiques. Les œufs de drosophile éclosent toujours le matin, un processus contrôlé à la fois par la glande prothoracique et les neurones de l’horloge centrale dans le cerveau des mouches. La glande prothoracique est similaire à la glande surrénale du corps humain en ce sens qu’elle produit des hormones corticostéroïdes qui interviennent dans la synchronisation de diverses activités. Dans le cas présent, la glande prothoracique produit une hormone appelée ecdysone, qui indique aux œufs de commencer le processus d’éclosion.
Nous savons que ces deux systèmes sont nécessaires à l’éclosion des œufs de lucioles, car si l’un d’eux est interrompu dans un laboratoire scientifique, l’éclosion ne sera plus coordonnée et se produira à des moments aléatoires. Les chercheurs pensent que cette action coordonnée est facilitée par un autre groupe de neurones appelés neurones PTTH. Les horloges centrale et périphérique peuvent communiquer et finalement travailler ensemble pour obtenir l’effet désiré.
Qu’est-ce qu’un oscillateur couplé ?
Comment fonctionne exactement un oscillateur couplé ? Imaginez deux horloges à pendule placées l’une à côté de l’autre et qui font tic-tac. La plupart des horloges à pendule ont des temps légèrement différents, de sorte que les pendules ne sont généralement pas synchronisés. Cependant, il arrive que les pendules se déplacent ensemble, même si ce n’est que pour un court instant. Ce double mouvement est connu sous le nom d’oscillation couplée. Deux systèmes différents émettent un motif qui s’aligne parfois. Les effets les plus importants se produisent lorsque les deux modèles sont couplés, c’est-à-dire lorsqu’ils fonctionnent en synchronisation, comme deux horloges à pendule qui se déplacent ensemble.
En biologie, ce système est utilisé pour contrôler les rythmes cérébraux et toute une série d’activités. De nouvelles recherches en chronobiologie suggèrent qu’il pourrait également jouer un rôle important dans la détermination d’une série d’autres schémas. Notre corps a souvent besoin que ses activités soient influencées ou contrôlées par plus d’un mécanisme, et c’est là que l’oscillation couplée devient si utile. Selon le chercheur Christian Wegener,
« Il s’agit de la première description expérimentale complète d’une voie reliant les horloges circadiennes et elle montre que le modèle de l’oscillateur couplé est vrai dans certains cas.
En d’autres termes, c’est la première fois que des oscillateurs couplés sont reliés à la chronobiologie et à nos horloges internes.
Les rythmes de vie
Une meilleure compréhension de la manière dont les différentes horloges internes s’alignent pourrait potentiellement améliorer la santé de diverses manières. Par exemple, les médicaments pourraient être programmés pour être plus efficaces et avoir moins d’effets secondaires, ou les gens pourraient enfin trouver une cause – et donc un remède – à leurs troubles du sommeil. Nos horloges font tellement partie intégrante de la vie qu’il existe un potentiel presque infini pour en apprendre davantage à leur sujet.
La vie fonctionne selon un rythme particulier, tant dans le monde naturel qu’en biologie. Le soleil se lève et se couche tous les jours ; la lune passe par des phases de 28 jours. La vie se synchronise à la fois avec les horloges du monde extérieur et avec nos propres impulsions et exigences internes. Les oscillateurs couplés constituent un moyen possible de coordonner tous ces cycles afin de maintenir notre corps dans les temps et sur la bonne voie.
