Cette recherche expérimentale menée à l’Université de Californie – Irvine revient sur la régulation de l'horloge circadienne, confirmant la relation remarquable entre l'heure du jour et la physiologie. Ces travaux, publiés dans la revue Science apportent une nouvelle compréhension de ces mécanismes complexes et soutiennent que le respect du cycle circadien pourrait être le « secret » de la santé et la stimulation des rythmes, la clé de futurs traitements et médicaments : « les stratégies visant à régler nos horloges et à stimuler les rythmes se sont avérées prometteuses dans les études précliniques, cela confirme l'importance de comprendre cet aspect de notre biologie et d'exploiter son potentiel pour de futurs traitements ».
Les rythmes circadiens sont alignés sur le cycle jour-nuit et d'autres facteurs externes dont l'alimentation. Ces rythmes qui constituent notre horloge biologique affectent plusieurs tissus et organes. Ces biologistes ont regardé comment ce chronométrage est régulé dans différents systèmes de notre organisme. Ces scientifiques montrent que des régulateurs centraux dans le cerveau et des régulateurs périphériques dans les organes peuvent soit coopérer, soit agir de manière totalement indépendante pour moduler les rythmes circadiens. Cette vision systémique de la modulation du rythme circadien permet de mieux comprendre le comportement et la maladie, une dérégulation des rythmes circadiens ayant été associée à de nombreuses maladies, dont les troubles métaboliques et certains cancers.
Presque toutes les cellules qui composent nos organes ont leur horloge propre
« Le timing est un aspect crucial de la biologie » explique l’auteur principal, le Dr Kevin B. Koronowski, chercheur postdoctoral en chimie biologique : « Comprendre comment la synchronisation quotidienne est intégrée à la fonction dans tous les organes a de multiples implications pour la santé humaine, car la perturbation de l'horloge et des rythmes circadiens peut être à la fois une cause et un effet de maladies allant du diabète au cancer ».
L'horloge circadienne génère un rythme d'environ 24 heures qui contrôle le comportement, les hormones, le système immunitaire et le métabolisme. Sur des des cellules humaines et des souris, les chercheurs du Centre d'épigénétique et de métabolisme de l'UCI ont découvert les circuits physiologiques, par exemple entre le cerveau et le foie, via lesquels les horloges biologiques de ces 2 organes se synchronisent.
Un principe biologique d’alignement circadien : Les horloges circadiennes alignent les processus internes sur le temps externe, ce qui permet à différentes formes de vie d'anticiper les changements environnementaux quotidiens tels que le cycle lumière-obscurité. Dans les organismes complexes, la fonction d'horloge commence par l'horloge moléculaire ou l'oscillateur génétiquement codé dans chaque cellule et se construit anatomiquement vers le haut dans un système à l'échelle de l'organisme. Un dérèglement circadien, souvent imposé dans la société moderne, peut, s'il se prolonge, perturber ce système et induire des effets néfastes sur la santé.
Un désalignement chronique : sans éclairage électrique, déplacements à grande vitesse, sans disponibilité constante de nourriture et sans horaires de travail et de vie 24h / 24, nos horloges seraient, comme celles de nos ancêtres, plus en harmonie avec l'environnement. Cependant, en raison de ces pressions de la société moderne, aligner notre temps interne sur le temps géophysique est devenu un défi dans le monde d'aujourd'hui. Le désalignement chronique – lorsque les habitudes alimentaires et de sommeil entrent en conflit avec le cycle naturel lumière-obscurité – est associé à un risque accru de syndrome métabolique, de maladie cardiovasculaire, de troubles neurologiques et de cancer.
En décryptant les circuits par lesquels les horloges des différents organes métaboliques communiquent, ces travaux amorcent une nouvelle compréhension du métabolisme, nécessaire au développement de stratégies innovantes et non invasives pour promouvoir la santé et le bien-être.
Source: Science 12 Feb 2021 DOI: 10.1126/science.abd0951 Communicating clocks shape circadian homeostasis
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