Le rythme circadien fait l’objet de nombreuses études, mais reste un mystère à bien des égards. Alors que les scientifiques ont identifié de nombreuses protéines cellulaires impliquées dans le rythme circadien et plusieurs gènes qui contribuent à un rythme sain, le gène de l' »horloge maîtresse » est resté insaisissable. Toutefois, une étude chronobiologique récente sur des rats indique que le gène Zfhx3, ou Zinc Finger Homeobox 3, pourrait être le gène maître qui dicte cet important rythme biologique.
L’horloge circadienne tourne
Le rythme circadien ne dicte pas seulement les cycles veille-sommeil, mais aussi toute une série de processus vitaux pour la santé, tels que la réparation de l’ADN. De nombreux indices environnementaux, ou zeitgebers, influencent cette horloge interne. Il s’agit notamment de la température et de la lumière. La lumière est un zéitgeur particulièrement important. Nos rétines perçoivent les niveaux et l’intensité de la lumière et transmettent cette information au noyau suprachiasmatique du cerveau, qui demande alors à différentes glandes de produire de la mélatonine, du cortisol et d’autres hormones associées au sommeil et à l’éveil.
Le rythme circadien est pratiquement impossible à modifier, et nous ne le perturbons qu’avec des conséquences désastreuses pour la santé. L’entêtement de notre horloge interne de 24 heures est un problème de santé majeur pour les gens d’aujourd’hui, qui ont souvent des horaires qui les empêchent de passer une bonne nuit de sommeil. En outre, les personnes souffrant de troubles du rythme circadien constatent souvent qu’il n’existe pas de remède, mais simplement des traitements qui peuvent leur rendre la vie un peu moins difficile.
Quand le rythme circadien est perturbé
Le travail posté est un exemple notable d’horaire moderne qui interfère avec le rythme circadien. Des millions de personnes travaillent le soir ou la nuit, au détriment de leur santé. De nombreux travailleurs postés ne parviennent pas à s’adapter complètement à cet horaire non naturel et souffrent de troubles du sommeil et de fatigue. En outre, ils présentent un taux plus élevé de diabète, d’obésité, de maladies cardiaques et d’autres problèmes de santé. Le travail posté a même été qualifié de cancérigène par de nombreux organismes de santé, dont l’Organisation mondiale de la santé. Le corps humain ne s’adapte jamais vraiment à des horaires de travail qui ne correspondent pas à son horloge interne.
Leretard de phase du sommeil est un autre cas où le rythme circadien inflexible peut entraîner des problèmes de santé. Les personnes atteintes de ce trouble ont des difficultés à dormir jusque très tard dans la nuit, ce qui entraîne des difficultés à se réveiller le matin. Bien qu’il existe des traitements, tels que les suppléments de mélatonine et les régimes alimentaires spéciaux, qui peuvent aider à résoudre ce problème, les personnes qui en souffrent doivent lutter toute leur vie. L’horloge circadienne ne peut pas être simplement inversée.
Les rats ont un rythme circadien similaire à celui des humains et peuvent également souffrir de troubles circadiens du sommeil. C’est pourquoi les rats font souvent l’objet de recherches en chronobiologie . Dans le cas présent, nous avons peut-être identifié le gène à l’origine du rythme circadien en séquençant le génome de rats souffrant de troubles du sommeil de moins de 24 heures, une maladie qui touche également les humains.
Les rats souffrant de troubles du sommeil et le gène Zfhx3
Les rats, comme la plupart des mammifères, possèdent également une variété d’horloges internes, dont une horloge circadienne, ou horloge de 24 heures. Afin de mieux comprendre le rythme circadien, les chercheurs ont pris un groupe de rats dont le cycle veille-sommeil n’était pas de 24 heures et ont étudié leur cerveau ainsi que leur ADN. Ces rats présentaient tous un « court-circuit » dans leur rythme circadien qui les amenait à avoir des cycles veille-sommeil plus courts que les 24 heures normales. Ils vivaient en décalage avec les cycles naturels lumière-obscurité, dormant et étant actifs à des moments de la journée qui changeaient constamment.
Le séquençage génomique a révélé que la seule mutation génétique que tous ces rats avaient en commun était une mutation particulière du gène Zfhx3. En outre, d’autres analyses du tissu cérébral ont montré que les rats manquaient tous de certains neurotransmetteurs qui relaient l’information entre le noyau suprachiasmatique et la glande pinéale qui sécrète la mélatonine.
Zfhx3 : Le fonctionnement de l’horloge interne
Cette mutation du gène Zfhx3 semble empêcher le noyau suprachiasmatique de communiquer avec la glande pinéale en stoppant la production des neurotransmetteurs qui relaient les messages. Toutefois, ce n’est pas la première fois que le gène Zfhx3 est impliqué dans une maladie. Des mutations de ce gène ont été associées à diverses maladies, dont les troubles cardiovasculaires et la schizophrénie. Ces maladies sont toutes liées à des perturbations du rythme circadien. Le gène Zfhx3 et la perturbation du rythme circadien causée par une mutation de ce gène pourraient être le facteur qui relie toute une série de problèmes de santé apparemment sans rapport entre eux, mais néanmoins corrélés.
La compréhension du rythme circadien et d’autres aspects de la chronobiologie humaine est essentielle pour comprendre le corps humain. Le rythme circadien et d’autres horloges internes sont profondément liés à divers processus cellulaires qui affectent à la fois la santé et le risque de maladie. L’identification du gène à l’origine du rythme circadien ouvre de nouvelles voies de recherche et de traitement qui pourraient aider les gens à vivre plus longtemps et en meilleure santé.
