On ne pense à elle qu’une poignée de fois par an :

  • lors des changements d’heure d’hiver et d’été
  • ou quand on fait des longs voyages en avion avec un décalage horaire important.

Mais le reste du temps elle continue à fonctionner, et potentiellement à se dérégler. Or, ces dérèglements, même temporaires, ont des conséquences pour notre santé, et notamment pour la qualité de notre sommeil. De qui parle-t-on ? De notre horloge biologique (ou horloge interne, c’est la même chose).

Soyons modestes : on est loin de tout comprendre à son fonctionnement. Je vais d’ailleurs commencer par vous raconter une expérience assez incroyable

DES SOURIS QUI DEVIENNENT DIURNES APRÈS UNE GREFFE DU FOIE !

Assez incroyable, un peu effrayante aussi. Des chercheurs du CNRS et de l’Université Paris 1 ont eu l’idée, ne me demandez pas comment ni pourquoi, de créer une lignée de souris (on parle de souris chimériques, c’est-à-dire qui n’existent pas dans la nature) dont le foie est constitué de cellules hépatiques humaines. Surprise ! Ces souris, habituellement nocturnes, ont développé des habitudes de vie en partie diurnes : elles sortaient et commençaient à se nourrir deux heures avant la tombée de la nuit.

Selon les responsables de l’étude, cela démontre que les cellules de foie humain avaient pris le contrôle, au moins en partie, de l’horloge centrale de ces souris ! Pourquoi, comment ? C’est un mystère, puisque l’organe qui régule notre horloge interne se situe… dans notre cerveau..

Cette expérience offre en tout cas une nouvelle démonstration des liens intimes entre nos organes digestifs et notre cerveau et suggère l’existence d’un troisième cadran ! Le cycle quotidien des repas participerait lui aussi à la synchronisation de notre horloge interne : c’est l’hypothèse de la chrononutrition qui prétend soigner en adaptant nos prises d’aliments à notre rythme biologique. Mais excusez-moi, je m’emballe, je ne vous ai pas encore expliqué les deux premiers cadrans.

LES RYTHMES CIRCADIENS – CE N’EST PAS UNE DANSE QUÉBÉCOISE

Tout notre organisme, presque tous nos processus biologiques, se basent sur les rythmes circadiens, terme qui provient du latin circa diem et qui signifie « autour du jour », soit un cycle de 24 heures. Jusqu’à récemment, on pensait que ce cycle de 24 heures était assuré uniquement par notre alignement sur le cycle du soleil, à travers notre perception de la lumière naturelle. C’est le premier cadran.

Cet alignement est géré par une petite partie de notre hypothalamus, appelé le noyau suprachiasmatique. Celui-ci est directement connecté à des cellules particulières de la rétine, les cellules ganglionnaires à mélanopsine, qui l’informent en permanence de l’évolution de l’intensité lumineuse, et donc du temps qui passe, que ce soit au cours de la journée ou au cours des saisons.

Cette importance de la lumière naturelle explique que vous entendiez autant parler de la fameuse lumière bleue, celle des écrans qui perturbent nos cycles. La lumière bleue est présente dans la lumière du jour, et semble particulièrement importante pour le réglage de notre premier cadran. Or, l’augmentation du temps d’exposition aux écrans augmente artificiellement notre exposition à la lumière bleue, ce qui peut induire en erreur notre horloge biologique.

NOTRE HORLOGE BIOLOGIQUE EST DOUBLE : INTERNE ET EXTERNE

Si le premier cadran résulte d’un alignement avec le soleil, un deuxième cadran, découvert beaucoup plus récemment, existe à l’intérieur de nos gènes. Il y a moins de dix ans, en 2017, le prix Nobel de médecine a été attribué à trois chercheurs américains Hall, Rosbash et Young, récompensés pour « leurs découvertes des mécanismes moléculaires qui règlent le rythme circadien ». Ils ont notamment identifié et localisé les gènes PER, Clock, et Doubletime qui participent à la chronosynchronisation de notre organisme. Depuis, on cherche à comprendre comment ils fonctionnent, et on a découvert plein d’autres gènes impliqués !

On les appelle les « gènes horloges » parce qu’ils régulent les rythmes circadiens. Ils sont présents dans presque toutes les cellules de l’organisme. Ils produisent des protéines qui, par un système de rétroactions chimiques complexes, créent, au sein de notre organisme, les oscillations d’un cycle de 24 heures. C’est un peu comme si notre organisme fabriquait et observait en permanence un sablier interne, d’une durée d’à peu près 24 heures.

Je vous livre cette conclusion fascinante d’une étude parue dans les Annales de Médecine en 2002 :

« Notre corps est en réalité composé de millions d’horloges et d’oscillateurs cellulaires dont l’activité coordonnée donne lieu à des rythmes quotidiens, mensuels et saisonniers (…). Notre bien-être physique et mental est probablement en partie déterminé par l’alignement entre ces millions d’horloges cellulaires avec des événements récurrents et significatifs dans l’environnement. »

Nos deux horloges, l’externe et l’interne, se valident et s’alignent continuellement pour confirmer et stabiliser nos cycles circadiens.

ET SI LES DEUX HORLOGES SONT EN DÉSACCORD ?

C’est une des découvertes les plus étonnantes. Ces deux horloges ne sont pas forcément parfaitement alignées. C’est ce qui explique l’existence de deux personnages que vous connaissez bien : monsieur couche-tôt et madame lève-tard (ou vice versa). Les personnes ayant une horloge un peu en avance (on parle d’avance de phase, leur cycle interne est inférieur à 24 heures) sont appelées des couche-tôt : elles piquent du nez dès le début du film du soir. À l’inverse, ceux qui ont une horloge lente (retard de phase, leur cycle dure un peu plus de 24 heures) sont des couche-tard, qui ne ressentent les effets du sommeil que tard dans la nuit et apprécient de continuer à dormir après le lever du jour !

Mais les conséquences sont beaucoup plus graves qu’un simple désaccord sur l’heure d’aller au lit entre monsieur et madame. Le bon réglage de notre horloge joue un rôle important dans la régulation des fonctions physiologiques basiques.

  • Pour commencer le sommeil, bien entendu. L’horloge interne aide à déterminer quand il est temps de dormir ou de s’éveiller, via la production de mélatonine, une hormone qui est secrétée par la glande pinéale pendant la nuit, facilitant l’endormissement. S’il suffisait d’être dans le noir pour provoquer la production de mélatonine, nous aurions envie de dormir dès qu’on est dans l’obscurité. Heureusement, l’horloge interne est là. Mais quand on voyage loin, c’est embêtant, parce que l’horloge interne est décalée des heures du jour.
  • Les variations de température corporelle. La température du corps fluctue au cours de la journée, atteignant son plus bas niveau pendant la nuit et son plus haut l’après-midi. Ces oscillations sont importantes pour améliorer la qualité de notre sommeil, la qualité de notre digestion mais aussi le fonctionnement de notre cerveau, gros consommateur d’énergie et donc producteur de chaleur.
  • La synthèse d’hormones. Certaines, pas toutes mais un grand nombre, sont intégrées à des processus cycliques de notre corps. C’est le cas, par exemple, des hormones en lien avec le cycle menstruel. Mais c’est aussi le cas des hormones qui régissent la pousse des cheveux, de l’hormone de croissance, ou de toutes les hormones sexuelles.

DES CONSÉQUENCES GRAVES ET TRÈS VARIÉES

Il n’est donc pas étonnant que la dérégulation des cycles circadiens soit associée à de nombreux troubles. Elle peut entraîner la survenue de maladies métaboliques comme le diabète ou l’obésité, des maladies cardiovasculaires et des troubles immunologiques.

Le risque de diabète est accru par des mutations d’au moins trois gènes de l’horloge circadienne. Les personnes qui ont un faible taux de mélatonine ont un risque de diabète doublé.

Les perturbations de l’horloge biologique peuvent également affaiblir le système immunitaire et augmenter les syndromes inflammatoires.

Maintenant qu’on étudie de près les gènes horloge, on a découvert de nombreux liens entre l’expression, ou l’absence d’expression de certains des gènes horloge, et le développement de cancers. Par exemple, l’absence du gène PER2 est observable dans de nombreux types de cancer et il semble associé à l’apparition et à la progression du cancer. Pourquoi, et cette dérégulation est-elle (en partie) la cause ou une conséquence du cancer, ce n’est pas encore clair.

En 2010, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) a classé le travail de nuit dans la catégorie des « cancérigènes probables ». En 2012, une équipe de l’Inserm a démontré que le risque de cancer du sein augmentait de 30 % chez les femmes ayant travaillé la nuit.

COMMENT AIDER NOTRE CORPS À RESPECTER LES CYCLES CIRCADIENS

Soyons clairs, dans beaucoup de cas, on n’est pas sûr de ce qui constitue l’oeuf et de ce qui constitue la poule. Est-ce le déréglement des cycles circadiens qui fragilise notre corps, ou est-ce la maladie qui dérègle nos cycles ? Un peu des deux sans doute.

Pas besoin de certitudes toutefois pour prendre quelques habitudes qui facilitent la synchronisation de nos horloges. Elles sont pour la plupart de l’ordre du bon sens.

  • S’exposer régulièrement à la lumière naturelle !
  • Idéalement se lever avec le jour, plus tôt en été, plus tard en hiver.
  • Avant le café ou le thé du matin, boire un verre d’eau à température ambiante pour se réhydrater
  • Maintenir des horaires réguliers de sommeil, même le week-end, pour aider le corps à s’ajuster aux rythmes naturels.
  • Limiter l’exposition aux écrans avant de dormir.
  • Manger à des heures fixes et éviter les repas lourds avant de dormir.

POUR ALLER PLUS LOIN, DES PLANTES CHRONOBIOTIQUES

Mais vous pouvez aussi aider votre corps grâce à certains aliments ayant des propriétés chronobiotiques. L’Académie nationale de pharmacie les définit comme des substances chimiques « capables de remettre à l’heure une horloge interne désynchronisée en agissant directement sur celle-ci ou sur d’autres systèmes biologiques participant à son contrôle ».

  • Le kiwi est riche en sérotonine, qui est un précurseur de la mélatonine.
  • Le safran et le curcuma sont des plantes qui permettent de réguler l’humeur et d’améliorer le sommeil.
  • Les plantes adaptogènes, en général, ont la réputation d’aider à la régulation de nos cycles circadiens. Elles ont des effets anti stress et favorables au sommeil. Citons par exemple le cordyceps, qui booste l’énergie et l’endurance sans nuire au sommeil, l’ashwagandha, régulatrice du cortisol, la bacopa monnieri, qui soutient les fonctions cognitives, ou encore l’eleutherocoque ou la rhodiola.

Je suis également obligé de mentionner la vitamine D, l’hormone du soleil, à prendre de préférence sous sa forme D3, plus facilement assimilable par l’organisme.

DES APPROCHES THÉRAPEUTIQUES NOUVELLES

Si vous êtes curieux comme moi, vous serez intéressés par des développements thérapeutiques en plein essor, liés à nos nouvelles connaissances sur le rôle des gènes dans la synchronisation de nos horloges.

La photothérapie utilise l’exposition lumineuse à des doses et des horaires précis pour traiter des pathologies du sommeil ou des troubles dépressifs.

La chronopharmacologie explore comment optimiser la prise en charge thérapeutique des patients en adaptant les traitements aux rythmes biologiques. Il s’agit de déterminer à quel moment précis de la journée la prise d’un médicament est la plus efficace.

Enfin, de nombreuses recherches explorent comment viser spécifiquement des gènes horloges dans le cadre de traitements anticancéreux. A nouveau, on n’est pas sûr de comprendre pourquoi ça marche, mais les premiers résultats sont prometteurs. L’avantage étant que cibler des gènes précis permet d’utiliser des faibles quantités de traitements, et que ces gènes horloges semblent jouer un rôle dans une gamme très large de cancers, ce qui est rarement le cas.

Bref, le mystère des deux cadrans est loin d’être résolu.

Prenez soin de vous,

Votre correspondant, Léopold Boileau

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Sources :

  1.  https://www.cnrs.fr/fr/presse/les-cellules-du-foie-controlent-notre-horloge-biologique
  2. Franzago M, Alessandrelli E, Notarangelo S, Stuppia L, Vitacolonna E. Chrono-Nutrition: Circadian Rhythm and Personalized Nutrition. Int J Mol Sci. 2023 Jan 29;24(3):2571. doi: 10.3390/ijms24032571. PMID: 36768893; PMCID: PMC9916946.
  3. https://www.inserm.fr/dossier/chronobiologie/
  4.  https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2017/press-release/
  5.  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1769449309000041
  6. Piggins HD. Human clock genes. Ann Med. 2002;34(5):394-400. doi: 10.1080/078538902320772142. PMID: 12452483. (traduction de l’auteur)
  7.  https://www.inserm.fr/dossier/chronobiologie/
  8. https://www.inserm.fr/actualite/horloge-biologique
  9. McMullan CJ, Schernhammer ES, Rimm EB, Hu FB, Forman JP. Melatonin secretion and the incidence of type 2 diabetes. JAMA. 2013 Apr 3;309(13):1388-96. doi: 10.1001/jama.2013.2710. PMID: 23549584; PMCID: PMC3804914.
  10. Ao Y, Zhao Q, Yang K, Zheng G, Lv X, Su X. A role for the clock period circadian regulator 2 gene in regulating the clock gene network in human oral squamous cell carcinoma cells. Oncol Lett. 2018 Apr;15(4):4185-4192. doi: 10.3892/ol.2018.7825. Epub 2018 Jan 19. PMID: 29541184; PMCID: PMC5835870.
  11.  https://www.inserm.fr/actualite/cancers-du-sein-la-lumiere-artificielle-nocturne-incriminee/