Horloge biologique : comment ça marche ?

L'horloge biologique est une sorte de "minuteur" de l'organisme. Elle indique au corps quand effectuer certaines fonctions physiologiques, comme manger ou dormir. Ne pas se synchroniser avec cette horloge entraîne généralement des problèmes, tels que des troubles du sommeil et certaines maladies.
Horloge biologique : comment ça marche ?

Dernière mise à jour : 20 septembre, 2022

Intuitivement, tout le monde connaît l’horloge biologique. Tout le monde ressent la présence de cette minuterie interne qui leur indique à quelle heure se coucher et à quelle heure se réveiller et détermine différents changements physiologiques tout au long de la journée.

Bien que le concept en tant que tel soit familier à beaucoup, la découverte du fonctionnement de l’horloge biologique est relativement récente. Ce sont les scientifiques Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash et Michael W. Young, lauréats du prix Nobel de médecine 2017, qui ont dévoilé ce mystère.

Aujourd’hui, non seulement on sait comment fonctionne l’horloge biologique, mais il est également établi que ses altérations sont un facteur de risque pour le développement de nombreuses maladies. La vie sur Terre est également connue pour se déplacer dans le temps avec ces cycles naturels.

Qu’est-ce qu’une horloge biologique ?

De manière générale, l’horloge biologique est un mécanisme interne des êtres vivants qui leur permet de s’orienter dans le temps. Ce qu’il fait, de manière basique, c’est d’ordonner diverses activités organiques telles que dormir, manger, etc. dans le temps.

L’horloge biologique, comme l’horloge conventionnelle, fonctionne par cycles. Cela signifie qu’il développe des séquences continues qui s’achèvent et recommencent. C’est la raison pour laquelle, de temps en temps, nous ressentons à nouveau la faim ou la somnolence, par exemple.

Cette horloge est liée à des fonctions telles que la régulation du sommeil, la libération d’hormones, le comportement alimentaire et même la pression artérielle et la température corporelle. Les scientifiques disent que c’est une sorte de “script moléculaire” que possèdent tous les organismes vivants.

Le contexte de la découverte

Toute vie sur Terre fonctionne en coordination avec la rotation de la planète. Le jour et la nuit sont les paramètres de base autour desquels les êtres vivants se déplacent. Dès le XVIIIe siècle, l’astronome Jean Jacques d’Ortous de Mairan notait qu’il y avait des fonctions chez les plantes qui s’effectuaient le jour et d’autres la nuit, qu’elles soient exposées à la lumière ou non.

rythme circadien
Les processus métaboliques et le comportement sont déterminés par la rotation de la Terre autour de son axe.

Dans les années 1960, le biologiste Franz Halberg parlait pour la première fois de rythmes circadiens pour désigner ces processus biologiques qui se déroulaient 24 heures sur 24. Ceux-ci dormaient essentiellement la nuit et étaient éveillés pendant la journée. Cependant, on ne savait pas ce qui provoquait ces cycles.

Le généticien Seymour Benzer et son disciple Ronald Konopka ont étudié la possibilité que le mécanisme de l’horloge biologique soit activé par des gènes. Cependant, ce n’est qu’en 1984 que les chercheurs Jeffrey Hall, Michael Rosbash et Michael Young ont réussi à identifier les gènes et ont ensuite compris comment fonctionnait tout le mécanisme.

Comment fonctionne l’horloge biologique ?

L’horloge biologique est une danse de gènes dans laquelle, pour la comprendre de manière simple, deux d’entre eux prédominent le jour, tandis que deux autres prédominent la nuit. Son action est complétée par au moins dix autres gènes. Ensemble, ils régulent les processus diurnes et nocturnes du corps.

Le mécanisme d’action est le suivant :

  • Au début de la journée, les gènes de l’horloge et du cycle commencent à s’activer et les protéines qu’ils produisent s’accumulent tout au long de la journée.
  • Lorsqu’il y a une grande accumulation de telles protéines, vers le début de la nuit, d’autres gènes appelés période et temps sont activés.
  • Tout au long de la nuit, les protéines générées par ces gènes s’accumulent. Cela inhibe la production d’horloge et de cycle.
  • Au fur et à mesure que les protéines des gènes de l’horloge et du cycle diminuent, les gènes de la période et du temps sont désactivés, ce qui nécessite l’accumulation des premiers pour s’activer.

Données à prendre en compte

Un organisme fonctionne mieux et reste plus stable s’il fonctionne au bon rythme de l’horloge biologique. Cela signifie essentiellement obtenir le bon nombre d’heures de sommeil la nuit et être actif pendant la journée, en mangeant aux heures les plus pratiques.

Cette minuterie interne fonctionne à la fois dans chaque cellule et dans chaque organe du corps des êtres vivants. Le fonctionnement de l’horloge chez chaque individu détermine une certaine tendance à être plus productif à certains moments.

De même, la réponse du corps aux stimuli externes change en fonction du temps. On sait par exemple que l’organisme réagit différemment à un médicament s’il est pris le jour, l’après-midi ou la nuit. Ce domaine est connu sous le nom de «chronopharmacologie».

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