Comment mon horloge biologique mesure-t-elle le temps?
Imaginez la scène: vous vous réveillez à la lueur du matin et vous vous demandez s’il est déjà l’heure de vous lever. Au moment où vous saisissez votre réveil, votre alarme matinale se déclenche. Voilà un don bien pratique, et bien mystérieux. Comment le corps parvient-il à garder la notion du temps, même lorsqu’il est en sommeil? «Lorsque nous parlons de notre “horloge biologique”, nous faisons référence à notre horloge moléculaire endogène qui se trouve dans pratiquement toutes les cellules de notre corps», explique Carolina Greco, professeure adjointe à l’Université Humanitas en Italie. «Cela signifie qu’au niveau moléculaire, il existe des mécanismes cellulaires qui se lient à des gènes spécifiques, activent divers répresseurs ou inhibent l’activité des activateurs. Et tout cela sur un cycle de 24 heures.» En d’autres termes, notre horloge moléculaire génère un rythme de 24 heures qui affecte des éléments tels que l’expression des gènes, le métabolisme et les niveaux de protéines. Le flux et le reflux de ces éléments influencent notre faim, notre énergie et notre fatigue. Et si cette horloge commence à dysfonctionner, les effets peuvent être mortels. Ce rythme dit circadien est de 24 heures car, vous l’avez deviné, c’est la durée d’une journée sur Terre. Toutes les créatures sensibles à la lumière sur la planète ont une sorte d’horloge interne. La lumière est le principal signal qui remet nos horloges centrales à l’heure — en l’absence de ce mécanisme correcteur, votre horloge biologique se désynchroniserait progressivement avec le monde, ce qui vous donnerait l’impression d’être en constant décalage horaire. Cette horloge interne est apparue et s’est développée au cours de l’évolution pour permettre à nos fonctions corporelles de s’adapter aux changements de l’environnement, notamment entre le jour et la nuit.
Des signaux contradictoires
Cependant, la lumière n’est pas le seul signal. D’autres facteurs, notamment l’alimentation, peuvent également influencer notre horloge interne. Cela peut poser des problèmes à certaines personnes, comme les travailleurs postés de longue durée. «Si les travailleurs postés travaillent et mangent pendant la nuit, alors qu’ils ne sont pas censés manger, cela peut entraîner une désynchronisation de l’organisme», explique Carolina Greco. «Votre horloge centrale se synchronise sur la lumière, tandis que votre horloge périphérique se synchronise sur le moment où vous mangez. Cela peut entraîner des maladies métaboliques.» Il s’agissait d’un domaine clé dans son projet MetEpiClock, entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie. Carolina Greco souhaitait mieux comprendre le lien entre les rythmes circadiens et les voies métaboliques. «Nous voulions en particulier examiner une certaine voie métabolique qui régule la méthionine», précise-t-elle. «Il s’agit d’un acide aminé essentiel qui a de nombreuses fonctions importantes.» Notamment, selon Carolina Greco, en régulant nos horloges corporelles.
Quels sont les moteurs de nos rythmes circadiens?
Carolina Greco a pu confirmer que l’interaction de cette protéine avec une autre enzyme métabolique génère des rythmes circadiens de 24 heures. L’inhibition de l’enzyme a perturbé le rythme circadien. Une meilleure compréhension de la manière dont ces interactions régissent nos rythmes circadiens pourrait un jour nous aider à traiter les affections liées au métabolisme, notamment les maladies cardiovasculaires et le diabète. Cela reste un facteur de motivation essentiel pour Carolina Greco. «J’ai désormais mon propre laboratoire, qui étudie les perturbations circadiennes dans l’insuffisance cardiaque. Les mécanismes à l’origine de ce phénomène n’étant pas clairs, nous étudions la manière dont les rythmes circadiens sont modifiés dans les cœurs défaillants, ainsi que dans d’autres tissus.» Un rappel opportun de toujours rechercher une bonne nuit de sommeil — même si cela signifie appuyer sur le bouton Snooze le matin. Cliquez ici pour en savoir plus sur les recherches de Carolina Greco: La régulation métabolique de l’horloge circadienne
Mots‑clés
MetEpiClock, circadien, endogène, moléculaire, métabolique, maladies, gènes