Les scientifiques pourraient bientôt être en mesure de réinitialiser l'horloge biologique

Pour les personnes qui n'ont pas sommeil avant 2 heures du matin, le bourdonnement d'un réveil peut être très oppressant.

Le soulagement est peut-être à l'horizon, grâce à la découverte ce printemps d'un mutation génétique qui provoque le comportement des noctambules.

Que vous soyez un oiseau de nuit ou une alouette du matin qui se lève sans effort chaque jour avec le soleil, vos habitudes de sommeil sont régulées par les rythmes circadiens. Ces horloges internes contrôlent à peu près tous les aspects de notre santé, de l'appétit et du sommeil à la division cellulaire, la production d'hormones et la fonction cardiovasculaire.

Cet article a été initialement publié le La conversation. Lis le article original par Carrie L. Partch professeur agrégé de sciences physiques et biologiques à l'Université de Californie à Santa Cruz.

Comme beaucoup de ceux qui étudient les subtilités de la biologie circadienne, je suis optimiste qu'un jour nous pourrons concevoir des médicaments qui synchronisent nos horloges cellulaires. Les patrons fronçant les sourcils sur les arrivées tardives pourraient bientôt devenir une chose du passé.

homme mangeant du poulet frit au lit

Presque toutes les cellules de votre corps contiennent une horloge moléculaire. Toutes les 24 heures environ, des protéines d'horloge dédiées interagissent les unes avec les autres dans une danse lente. Au cours d'une journée, cette danse lente entraîne l'expression opportune des gènes. Cela contrôle le moment où des processus particuliers se produiront dans votre corps, tels que la libération d'hormones comme la mélatonine favorisant le sommeil.

Pourquoi les crises cardiaques et les accidents vasculaires cérébraux sont-ils deux à trois fois plus fréquents tôt le matin? Craie cela jusqu'à nos horloges internes, qui coordonnent une augmentation de tension artérielle le matin pour vous aider à vous réveiller. Pourquoi les adolescents devraient-ils écouter les supplications de leurs parents pour aller au lit? Parce que l'hormone de croissance humaine n'est sécrétée qu'une fois par jour, lié au sommeil la nuit.

Presque toutes les fonctions biologiques sont intimement liées à nos horloges internes. Nos corps sont si finement adaptés à ces cycles que les perturbations causées par lumière artificielle augmenter notre risque d'obésité, de maladies inflammatoires chroniques et de cancer.

L'horaire des repas peut également avoir un impact sur votre santé: le moment où vous mangez peut être plus important que ce que vous mangez. Il y a plusieurs années, une étude se sont penchés sur le comportement alimentaire des souris, qui sont des animaux nocturnes. Lorsque les souris ont suivi un régime riche en graisses pendant leur phase active nocturne, elles sont restées relativement minces. Ceux qui grignotaient le même régime tout au long de la journée et de la nuit sont devenus obèses morbides. Les études en cours pourraient bientôt montrer comment cela se traduit par les habitudes alimentaires humaines.

De plus, certains 1 000 médicaments approuvés par la FDA cibler les gènes qui sont contrôlés par nos horloges internes. Cela signifie que l'heure de la journée à laquelle les médicaments sont administrés peut avoir une importance. Par exemple, certaines statines anti-cholestérol sont plus efficaces lorsqu'elles sont prises le soir afin d'atteindre au mieux leur cible, l'enzyme HMG-CoA réductase.

homme utilisant un téléphone portable au lit

Nos horloges internes sont codées individuellement, la plupart des gens se situant au milieu d'un cycle de 24 heures, mais il existe de nombreuses valeurs aberrantes - y compris les oiseaux de nuit - dont les horloges sont désynchronisées.

Une personne sur 75 devrait avoir la « mutation de noctambule » dans la protéine d'horloge CRY1, retardant la somnolence jusqu'aux petites heures. Non seulement cela rend plus difficile pour les noctambules de se réveiller le matin, mais leurs horloges internes plus longues qu'une journée les mettent dans un état perpétuel de décalage horaire.

Pour les noctambules, le cycle du sommeil est largement hors de leur contrôle. Mais pour le reste d'entre nous, il existe des mesures que nous pouvons prendre pour nous reposer plus facilement et améliorer notre santé.

Les horloges des cellules individuelles sont synchronisées par le cerveau. La lumière qui pénètre dans l'œil aide l'« horloge maîtresse » du cerveau à rester en harmonie avec le cycle jour/nuit. C'est pourquoi, lorsque vous voyagez dans un autre fuseau horaire, votre horloge interne ne correspond plus au cycle solaire. Il faut environ une semaine pour se synchroniser à une nouvelle heure locale.

Une lumière artificielle brillante la nuit indique à l'horloge maîtresse qu'il fait encore jour, ce qui amène les horloges cellulaires à courir pour suivre. C'est pourquoi voir trop de lumière vive la nuit peut vous donner un décalage horaire sans aller nulle part. Une étude récente a révélé que tout simplement regarder des liseuses la nuit pendant quelques heures peut aggraver le sommeil et réduire la vigilance le lendemain.

Vous pouvez minimiser les perturbations causées par la lumière artificielle en pratiquant une bonne « hygiène de la lumière ». Exposer vous-même à beaucoup de lumière vive pendant la journée et minimisez votre exposition à la lumière artificielle après crépuscule. Ces étapes aideront votre horloge circadienne interne à rester synchronisée avec le cycle lumière/obscurité, favorisant de bonnes habitudes de sommeil et une bonne santé globale.

Hypothalamus

À mesure que nous en apprendrons davantage sur le fonctionnement des rythmes circadiens, nous serons mieux en mesure de concevoir des traitements thérapeutiques qui exploitent les rythmes naturels de la vie.

Dans mon laboratoire, nous étudions les mécanismes moléculaires complexes qui régissent les rythmes circadiens. En regardant comment CRY1 interagit avec d'autres protéines d'horloge, nous espérons comprendre comment les mutations héréditaires peuvent faire des ravages sur les rythmes circadiens. La mutation du noctambule dans CRY1 semble le faire s'accrocher plus étroitement aux protéines de son partenaire, comme un mauvais partenaire de danse qui ne sait pas quand passer à autre chose. Lorsque CRY1 ne libère pas son partenaire avec le bon timing, il retarde le timing de tout ce qui est contrôlé par l'horloge.

Si nous pouvions mieux comprendre ces mécanismes, cela ouvrirait la voie à de nouveaux médicaments qui pourraient soulager une partie importante de la population. Peut-être pourrions-nous ramener l'horloge interne des oiseaux de nuit à environ 24 heures, les aidant à s'endormir à une heure « normale ».

Compte tenu de la nature compliquée du chronométrage biologique, il existe probablement beaucoup plus de gènes qui influencent le calendrier circadien. Imaginez adapter le calendrier des doses au cycle circadien de chaque patient, en maximisant l'impact d'un médicament tout en minimisant l'exposition aux effets secondaires. Imaginez des patients qui vérifient leur montre avant de prendre une pilule pour traiter l'hypertension artérielle ou réduire le cholestérol. Idéalement, nos appareils de type Fitbit surveilleront un jour nos rythmes circadiens, nous donnant des mesures précises en temps réel de nos fonctions biologiques.

Cela peut sembler tiré par les cheveux, mais ce n'est pas si loin. Les scientifiques recherchent maintenant des biomarqueurs qui pourraient être mesurés dans le sang pour déterminer la synchronisation de l'horloge interne.

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