Les rythmes circadiens: quels sont-ils et dans quelles fonctions biologiques interviennent-ils

Les êtres humains sont des animaux d'habitude. Nos vies sont structurées selon des schémas qui se répètent de temps en temps, et il en va de même pour nos fonctions corporelles. Il existe certaines oscillations et rythmes biologiques qui se répètent environ toutes les 24 heures: sont les soi-disant rythmes circadiens, liés à des processus tels que la régulation de la température corporelle ou le sommeil et l'éveil.

Dans cet article, nous expliquons ce que sont les rythmes circadiens et comment ils fonctionnent, et nous exposons l'un des exemples les plus connus: celui du cycle veille-sommeil. De plus, nous vous indiquons quels sont les principaux troubles liés à ces rythmes biologiques.

• Article associé: "La neuropsychologie: qu'est-ce que c'est et quel est son objet d'étude ?"

Quels sont les rythmes circadiens ?

Notre vie quotidienne est soutenue par une multitude de routines et de schémas qui se produisent avec une certaine cadence temporelle. Normalement, on se couche le soir et on se réveille le lendemain, 7 ou 8 heures plus tard. Nos habitudes alimentaires aussi

sont programmés selon une routine quotidienne spécifique: petit-déjeuner, déjeuner, goûter et dîner. Tous ces rythmes biologiques ordonnent et donnent de la cohérence à notre quotidien.

La chronobiologie, qui est la science qui étudie ces rythmes biologiques, les classe comme suit: les rythmes infradiens, ceux qui se produisent avec une cadence supérieure à 24 heures (p. ex. le cycle menstruel); rythmes ultradiens, ceux qui se produisent dans des cycles de moins de 24 heures (p. ex. rythme cardiaque); et les rythmes circadiens, qui se répètent toutes les 24 heures environ.

Les rythmes circadiens sont des processus biologiques internes de notre corps qui se répètent avec une cadence temporelle d'environ 24 heures, comme nous l'avons commenté. Ces variations périodiques ou rythmes biologiques régulent notre activité métabolique, hormonale et comportementale quotidienne. Les fonctions corporelles sont aussi importantes pour la survie que régulation de la température corporelle ou du cycle veille-sommeil ils fonctionnent sur la base de ces rythmes circadiens.

Ce qui caractérise ces types de rythmes, c'est qu'ils sont auto-entretenus et persistants, même en l'absence de stimuli externes ou environnementaux. Ils sont déterminés génétiquement et ne sont pas des propriétés exclusives de l'être humain, puisqu'ils ont été trouvés dans tous les types d'organismes vivants (des êtres unicellulaires aux mammifères).

Les rythmes circadiens ont une grande valeur adaptative, car ils remplissent la fonction "d'horloge interne" à travers lequel notre corps modèle et construit une représentation du temps extérieur, avec laquelle il est capable d'établir un modèle cohérent et un concordance entre les événements environnementaux et l'organisation de leurs propres fonctions biologiques pour pouvoir réagir plus ou moins aux conditions extérieures prévisible.

L'horloge biologique interne

Chez l'homme, les rythmes circadiens sont générés par une horloge biologique interne située dans l'hypothalamus, plus précisément dans les noyaux suprachiasmatiques. Ce groupe de neurones situés dans la partie médiale des structures hypothalamiques, reçoit des informations d'intensité lumineuse à travers les cellules photoréceptrices et les cellules ganglionnaires de la rétines.

La mélanopsine se trouve dans ces cellules ganglionnaires, une protéine impliquée dans la régulation des rythmes circadiens et le réflexe pupillaire, entre autres fonctions. Ce mécanisme se retrouve dans différentes « horloges internes » réparties sur divers tissus, appelées oscillateurs périphériques. Ces horloges sont capables de structurer un ordre temporel dans différentes activités de l'organisme, de sorte qu'ils oscillent avec une période de temps régulière.

Ces oscillations dans le temps sont utilisées par l'organisme comme référence temporelle pour réguler les différents rythmes biologiques de la les fonctions corporelles, telles que: la régulation de la température corporelle, de la pression artérielle, de la consommation d'oxygène ou du cycle du sommeil et veillée.

En fin de compte, les horloges biologiques internes sont responsables de la production et de la régulation des rythmes circadiens. Oui ok le signal principal qui influence ces rythmes est la lumière du jour (qui peuvent activer ou désactiver les gènes qui contrôlent les horloges biologiques), tout changement dans ces cycles de lumière et d'obscurité peut perturber (accélérer ou ralentir) le comportement des horloges, avec la détérioration conséquente du fonctionnement des rythmes circadiens.

Rythmes circadiens et sommeil

Les rythmes circadiens nous aident à structurer les habitudes de sommeil, dans ce que nous appelons le cycle veille-sommeil. Les principales horloges biologiques situées dans le noyau suprachiasmatique produire de la mélatonine, une substance qui agit comme un régulateur du sommeil, Entre autres fonctions. La synchronisation des rythmes circadiens est basée sur des changements rythmiques dans l'expression de certains gènes qui contrôlent les horloges internes.

L'effet de la mélatonine suit également un schéma: pendant la nuit, il y a une augmentation de la sécrétion de cette substance et une diminution générale des fonctions neurocomportementales. Cette augmentation des taux de mélatonine est en corrélation avec une augmentation de la somnolence et, aussi, avec la diminution de la température corporelle. À son tour, une augmentation du flux sanguin est induite dans les régions les plus distales de la peau, avec pour conséquence une perte de chaleur.

La présence de lumière du jour ou de nuisances sonores la nuit peut altérer la production de mélatonine et donc perturber les rythmes circadiens. De même, le fait qu'il y ait des sources lumineuses pendant le processus de sommeil ou à l'entrée peut signifier que sécrètent les hormones responsables du déclenchement prématuré du processus d'activation, provoquant des altérations du cycle de veille-sommeil.

Voici quelques exemples de troubles du rythme circadien du sommeil.

• Cela peut vous intéresser: "Le top 7 des troubles du sommeil"

Troubles du rythme circadien du sommeil

Les troubles du rythme circadien du sommeil sont des perturbations qui surviennent dans le cycle veille-sommeil lorsque il y a un décalage entre le rythme de sommeil d'une personne et le temps dont elle a besoin pour rester endormi ou être éveillé. Les plus courants sont les suivants :

1. Syndrome de phase de sommeil retardé

Les personnes atteintes de ce syndrome ont du mal à s'endormir à une heure socialement acceptable, et elles ont tendance à se coucher tard (p. ex. à 2 heures du matin). La structure et la durée du sommeil sont normales, mais ce retard à l'heure du coucher les génère des problèmes au travail, à l'école et sociaux (être en retard aux réunions de travail, à l'école, etc.). En outre, les personnes atteintes de ce syndrome ont du mal à se lever et ont une somnolence matinale excessive.

2. Syndrome de la phase précoce du sommeil

Les personnes atteintes de ce trouble du rythme circadien ont une structure et une durée de sommeil normales, mais se couchent beaucoup plus tôt que ce qui est socialement stipulé (par ex. ex. À 18 heures).

Cet aperçu de la phase de sommeil il survient généralement plus chez les personnes âgées, mais aussi chez les jeunes garçons. Comme dans le syndrome de phase de sommeil retardé, ce trouble provoque la somnolence sévère le soir du patient et difficulté à rester éveillé le soir et la nuit.

3. Syndrome du décalage horaire

Le décalage horaire ou syndrome du décalage horaire est l'un des troubles du rythme circadien les plus connus et se produit lorsque l'horloge reste biologique interne fixé dans le cycle veille-sommeil du fuseau horaire dans lequel la personne a été avec antériorité. Les symptômes incluent: difficulté à s'endormir à une heure socialement acceptable et somnolence diurne.

Il parait, les symptômes peuvent varier en fonction du sens de déplacement par rapport à l'axe de rotation de la planète. Si les déplacements se font vers l'ouest, il y a une avance relative dans la phase de sommeil; et s'ils sont à l'est, il y a un délai. Cependant, en moyenne, l'horloge biologique interne peut varier entre 1 et 2 heures par jour, bien qu'il existe des personnes qui réagissent mieux que d'autres au « décalage horaire » (en raison d'une prédisposition génétique).

4. Trouble du travail posté

Ce trouble du rythme circadien du sommeil survient lorsqu'une personne est forcée d'être éveillée pendant son cycle veille-sommeil normal. Il survient généralement, principalement, chez les travailleurs soumis à un régime ou à un système d'équipes, aussi bien de nuit qu'à l'aube ou tournantes, ces dernières étant celles qui causent le plus de perturbations. Les symptômes comprennent: somnolence, diminution des capacités cognitives et insomnie.

5. Syndrome hypernictémique

Le syndrome hypernictémique ou le trouble veille-sommeil autre que 24 heures est généralement causé par la cécité, des modifications de la photosensibilité ou des facteurs environnementaux ou hormonaux. Ce syndrome amène la personne à changer son rythme de sommeil quotidiennement, généralement 1 à 2 heures plus tard chaque jour. L'horloge biologique interne de ces patients tend à configurer la durée de 1 jour à 25 heures.

Cela peut se produire pour de nombreuses raisons. La cause la plus fréquente est la cécité, mais il en existe d'autres comme les changements de photosensibilité, les facteurs environnementaux et hormonaux. En raison de ce problème, votre période de sommeil préférée change chaque jour, généralement 1 à 2 heures plus tard chaque jour. Pour des raisons inconnues, votre « horloge » interne a tendance à garder un « jour » de 25 heures.

6. Syndrome du rythme veille-sommeil irrégulier

Ce trouble du rythme circadien du sommeil survient pour diverses raisons: par exemple, lorsqu'il y a changements dans l'exposition à la lumière ou changements cérébraux liés à l'âge (démences sénile). Les personnes atteintes de ce syndrome s'assoupissent souvent par intermittence au cours de chaque période de 24 heures.

Références bibliographiques:

• Hodelín Tablada, R., Machado Curbelo, C., & Fuentes Pelier, D. (2010). À propos de l'éveil et du sommeil. Rev Neurol, 51 (12), 766-7.
• Richter HG, Torres-Farfán C, Rojas-García PP, Campino C, Torrealba F, Serón-Ferré M. Le système de synchronisation circadien: donner un sens à l'expression des gènes jour/nuit. Biol Res. 2004;37(1):11-28.
• Torres, J. S. S., Cerón, L. F. Z., Amezquita, C. À. N., & Lopez, J. À. V. (2013). Rythme circadien: l'horloge mère. Altérations qui compromettent l'état de sommeil et d'éveil dans le domaine de la santé. Morfolia, 5 (3).