LE DÉCALAGE HORAIRE

Toutes ont des gènes dont les protéines font des boucles de rétroaction négative leur conférant des propriétés oscillatoires endogènes. Ces cycles endogènes dont la durée est proche de 24 heures (d’où l’expression rythmes circadiens) sont normalement entraînés à suivre le rythme du jour et de la nuit grâce à divers facteurs d’entraînement dont la lumière est le principal.

Chez l’humain, l’intensité lumineuse influence directement le noyau suprachiasmatique (ou NSC) par l’entremise de certaines cellules ganglionnaires de la rétine. Le NSC reçoit donc un entraînement direct de la lumière et est considéré comme le chef d’orchestre sur lequel vont s’ajuster toutes les autres horloges. Cette synchronisation des horloges périphériques peut se faire de différentes façons selon les tissus, parfois rapidement par le système nerveux autonome, ou bien plus lentement par voie humorale (glucocorticoïdes, ACTH, etc).

L’une des hypothèses pour expliquer les effets du décalage horaire est qu’il y aurait un déphasage entre nos différentes horloges, déphasage causé par un délai plus où moins long dans la resynchronisation avec les indices lumineux du nouveau fuseau horaire. L’horloge centrale du NSC se resynchronise en effet rapidement après un changement abrupt dans le cycle lumineux. Mais les horloges périphériques seraient beaucoup plus lentes à s’ajuster. Le délai nécessaire aux signaux émis par le NSC pour rejoindre leurs cibles en périphérie pourrait contribuer à cette désynchronisation de l’ensemble. Des expériences chez la souris ont permis de confirmer ce découplage des horloges périphériques de l’horloge centrale lors d’un changement soudain dans la régularité d’un facteur entraînant comme la prise alimentaire ou la lumière.

Des travaux chez le rat laissent aussi entrevoir une autre source de décalage possible pour la désynchronisation des horloges. Chez ce rongeur, on a pu démontrer que l’entraînement lumineux se faisait beaucoup plus rapidement dans le NSC ventral que dans le NSC dorsal. En effet, à l’instar d’autres structures cérébrales, plusieurs sous-régions sont maintenant connues dans les noyaux suprachiasmatiques. Et la région ventrale, celle qui reçoit directement les afférences des cellules ganglionnaires de la rétine, semble être resynchronisée beaucoup plus rapidement par un changement brusque de luminosité.

Il pourrait donc y avoir un décalage qui se produit entre le NSC ventral et dorsal, donc à l’intérieur même de l’horloge centrale. Concrètement, cela veut dire que les horloges périphériques recevant des signaux du NSC seront exposées pendant plusieurs jours à des patterns d’activité électrique plus complexe qu’à l’accoutumée. Ceux-ci pourraient par la suite provoquer le déphasage d’autres fonctions physiologiques contribuant aux symptômes du décalage horaire.

On voit donc que d’une horloge biologique centrale unique située dans les noyaux suprachiasmatiques, notre compréhension des rythmes biologiques est passée à un modèle ressemblant à un orchestre où le chef est le NSC et les musiciens l’ensemble des horloges périphériques. Avec l’étude du décalage horaire, on découvre que le NSC lui-même peut être vu comme un ensemble de plusieurs unités fonctionnelles distinctes et interconnectées.

L’horloge biologique serait donc beaucoup plus proche d’un réseau de multiples oscillateurs, certains étant entraînés rapidement par les changement de luminosité, d’autres plus lentement, d’autres encore étant entraînés moins par la lumière que par d’autres facteurs comme la nourriture.