Qu’il s’agisse de la léthargie matinale ou des ravages causés par le décalage horaire, tout est dû à votre rythme circadien. Mais comment fonctionne réellement votre chronométrage biologique ? Il s’avère que presque toutes les cellules du corps humain donnent l’heure par leurs propres moyens. Des cellules de vos cheveux et de votre peau à vos muscles et même à vos reins, il y a des billions d’horloges cellulaires partout dans le corps.
Dans la plupart des organismes, le rythme circadien a une période d’environ 24 heures, grâce à la planète sur laquelle nous avons tous évolué. Vous savez que vos rythmes circadiens réagissent au cycle de la lumière et de l’obscurité, mais il ne s’agit que de l’apport externe. Lorsqu’il s’agit de traduire un matin ensoleillé en un sentiment d’alerte, cette entrée doit être enregistrée par l’horloge maîtresse du cerveau. C’est là, dans l’hypothalamus, juste au-dessus du croisement de vos deux nerfs optiques, que se trouve un petit groupe d’environ 20 000 neurones appelé noyau suprachiasmatique.
Pendant longtemps, on a pensé que c’était là que se trouvait l’horloge biologique. Or, il s’avère que le cerveau ne contient que la centrale du rythme circadien, à partir de laquelle les signaux hormonaux se propagent dans tout le corps, synchronisant les cellules sur le cycle jour-nuit. Les cellules individuelles ont leurs propres petites horloges qui gardent le temps localement, s’assurant que les enzymes sont produites, que la pression sanguine est sous contrôle, que les cellules se divisent, et ainsi de suite.
Ce chronométrage biologique est en fait un processus génétique, et nous le partageons avec de nombreuses bactéries, plantes, animaux et même champignons. Au niveau cellulaire, nous disposons d’une série de “gènes d’horloge” qui codent pour des protéines d’horloge. Les interactions quotidiennes entre ces gènes entraînent des fluctuations du niveau des protéines dans la cellule, ce qui influence l’activité cellulaire.
Comme l’horloge centralisée synchronise tout, il arrive que l’on ait des fringales aléatoires en cas de décalage horaire, car l'”horloge locale de l’estomac” est déconnectée du cerveau pendant quelques jours, jusqu’à ce que l’ensemble du système se réaligne à nouveau.
“Presque toutes les cellules de notre corps ont une horloge circadienne”, a déclaré Satchin Panda, chercheur en circadologie au Salk Institute, à Véronique Greenwood de Quanta Magazine. “Elle aide chaque cellule à déterminer quand utiliser l’énergie, quand se reposer, quand réparer l’ADN, ou quand répliquer l’ADN”
Un exemple frappant est celui des cellules capillaires – en 2013, Panda et ses collègues ont découvert que les poils de souris poussent rapidement le matin, et ralentissent la nuit, lorsqu’ils réparent plutôt les dommages cellulaires. Ils ont émis l’hypothèse que cela avait de réelles implications pour les patients atteints de cancer qui reçoivent une radiothérapie – s’ils sont traités le matin, c’est à ce moment-là que les cellules ne se réparent pas, ce qui entraîne une perte de cheveux.
“Bien que nous ne sachions pas encore si les cheveux humains suivent la même horloge que ceux des souris, il est vrai que les poils du visage des hommes poussent pendant la journée, ce qui donne lieu à la proverbiale ombre de 5 heures. Il n’y a pas d’ombre de 5 heures du matin si vous vous rasez la nuit”, explique M. Panda.
Notre connaissance des gènes de l’horloge a d’autres applications. Certains d’entre eux régulent la mort et la prolifération des cellules, deux processus qui sont perturbés dans les tissus cancéreux – où les gènes et les protéines de l’horloge ne semblent pas être présents.
L’étude de nos horloges cellulaires peut également nous aider à comprendre comment aligner les médicaments hormonaux sur le rythme circadien d’un patient, les meilleurs moyens de traiter le décalage horaire ou les troubles du sommeil, et même expliquer pourquoi les personnes âgées ont des habitudes de sommeil perturbées – il se pourrait que leur horloge centrale soit désynchronisée par rapport au reste du corps. Ce n’est pas pour rien que les horloges cellulaires sont omniprésentes – sans ces petits mécanismes génétiques, votre corps serait un véritable désordre.