On pensait autrefois que les astrocytes avaient un rôle simple et unique de soutien structurel dans le cerveau. Cependant, de nouvelles recherches suggèrent qu’ils jouent un rôle important dans le réglage de votre horloge interne.
Notre cerveau est constitué de nombreux types de cellules. La plupart des gens connaissent les neurones, qui envoient et reçoivent des impulsions électriques à l’origine de nos pensées et de nos actions. Une étude récente a révélé que les astrocytes, un autre type de cellules cérébrales, sont plus importants qu’on ne le pensait, notamment en ce qui concerne le chronométrage et l’activité de notre horloge principale.
Qu’est-ce qu’un astrocyte ?
Les astrocytes sont les héros méconnus de notre cerveau, car ils offrent structure et protection à d’autres cellules et tissus délicats. Les astrocytes ont souvent la forme d’une étoile, d’où leur nom. Ils contribuent à guider la croissance du cerveau, à stocker et à distribuer les nutriments et à maintenir la barrière hémato-encéphalique. Sans ces minuscules cellules, notre cerveau ne se développerait pas et ne fonctionnerait pas. Récemment, on a découvert qu’elles étaient également impliquées dans toute une série d’autres fonctions cérébrales, notamment l’apprentissage et le métabolisme. De nouvelles recherches ont révélé que les astrocytes jouent également un rôle très important dans le noyau suprachiasmatique, l’horloge maîtresse du cerveau.
Comment l’organisme mesure-t-il l’heure ?
Le noyau suprachiasmatique, ou NSC, fonctionne comme une horloge maîtresse dans notre cerveau. Il coordonne les signaux provenant de la rétine et d’autres organes pour ajuster nos horloges internes. L’activité des cellules du noyau suprachiasmatique oscille à différents rythmes en fonction de l’heure perçue, ce qui permet de transmettre des messages sur le temps à d’autres parties du cerveau et du corps. Notre cerveau peut alors créer des hormones telles que la mélatonine et faciliter notre cycle veille-sommeil.
Les astrocytes et votre horloge-mère
Depuis plus de dix ans, les chercheurs tentent d’étudier le rôle des astrocytes dans le noyau suprachiasmatique, car ces cellules représentent une part importante des cellules de cette région du cerveau. Ils ont récemment eu l’idée d’attacher une protéine bioluminescente à certains gènes dans les astrocytes de souris à l’aide d’un virus. Les scientifiques ont ainsi pu voir à quel moment certains gènes des astrocytes s’exprimaient. Les astrocytes présentaient un rythme circadien particulier, activant et désactivant les gènes de manière prévisible tout au long du cycle veille-sommeil des souris.
Pourquoi étudier les souris ? Les souris ont un rythme circadien très prévisible et facile à observer. Les souris courent, dorment et effectuent d’autres activités à des moments prévisibles de la journée. Par exemple, elles commencent à courir sur une roue à la même minute chaque jour, à moins que leur rythme circadien ne soit perturbé. Lorsque les gènes de l’horloge circadienne de leurs astrocytes ont été supprimés à l’aide d’une nouvelle technologie d’édition de gènes, ce schéma s’est modifié. Ils ont commencé à courir plus tard que prévu. De même, ils ont couru plus tôt que d’habitude lorsque les horloges génétiques de leurs astrocytes ont été manipulées pour qu’ils courent plus vite. Ces effets se sont produits même sans modification des neurones des souris, ce qui suggère que les astrocytes font partie intégrante de la détermination du rythme circadien du SCN. Matt Tso, un scientifique qui a travaillé sur cette étude à l’université Washington de Saint-Louis, admet que ce résultat est surprenant :
« Nous nous attendions à ce que le SCN suive le rythme des neurones. Il y a dix fois plus de neurones que d’astrocytes dans le SCN. Pourquoi le comportement suivrait-il celui des astrocytes ?
Réglage des horloges internes
Les neurones et les astrocytes semblent travailler ensemble pour maintenir notre horloge principale et faire en sorte que nos cellules fonctionnent à temps. Les neurones semblent être plus actifs pendant la journée, tandis que les astrocytes sont plus occupés la nuit, ce qui suggère que ces deux types de cellules coordonnent leur activité. Les astrocytes libèrent du glutamate lorsqu’ils sont actifs, ce qui inhibe les neurones. Lorsque l’activité des astrocytes commence à diminuer, la baisse des niveaux de glutamate permet aux neurones de reprendre leur activité. Rob Jackson, de l’université de Tufts, note que ce phénomène a également été observé chez les lucioles et d’autres animaux :
« Il est très intéressant de constater que les astrocytes forment des éléments des circuits qui régissent le comportement rythmique, chez des animaux allant de la mouche… à la souris. Il s’agit probablement d’un mécanisme très général.
Vous avez probablement entendu le dicton « Il faut de tout », qui fait référence aux personnes. Toutefois, ce dicton s’applique tout particulièrement au cerveau. Notre cerveau nécessite l’action de nombreux types de cellules pour régler notre horloge principale, former nos pensées et nous aider à être uniques.
