Dimanche 19 décembre 2010 à 9:10

Biologie, santé.

Je continue l'article d'hier, en vous expliquant la nature de notre horloge circadienne dans notre cerveau et comment elle se "met à l'heure" tous les jours.

    Si on enferme quelqu’un dans l’obscurité ses habitudes “nuit / jour” se décalent peu à peu : le rythme est plus près de 25 heures que de 24. Cela ne se produit pas dans la vie normale parce que notre horloge est recalée sur 24 heures par la lumière du jour.
    Au début des années 1970, on observa qu'une destruction des “noyaux suprachiasmatiques” de l'hypothalamus, ce nom parce qu’ils sont situés juste au-dessus de l'endroit où les nerfs optiques se croisent), perturbe, chez l'animal, les rythmes tant comportementaux (veille- sommeil) qu'hormonaux (la reproduction).
    Des expériences réalisées sur des cellules isolées ont montré que chaque neu-rone de ces noyaux suprachiasmatiques est capable de produire et d'entretenir une oscillation circadienne : chacun d'eux est une cellule-horloge autonome, un “pacemaker circadien”.
    Dans les années 90, les progrès de la biologie moléculaire et de la génétique ont permis de mieux comprendre le mécanisme de ces horloges circadienne. Ces cellules contiennent des gènes qui s’expriment tous les jours, leur ADN codant un ARN messager qui va engendrer la production d’acides aminés puis de protéines (voir l’article que j’ai déjà fait sur ce mécanisme).
    L’expression de ces gènes et la synthèse des protéines qu'ils codent varient en fonction du temps selon une période de 24 heures : les protéines d'horloge présentent leur pic de concentration à des moments précis de la journée et elles activent ou inhibent les gènes contrôlés par l'horloge, ce qui constitue une boucle de rétroaction, et stabilise ce processus
    Des analyses ont montré que l'expression des gènes suit un rythme non seulement dans les cellules de l'horloge centrale (les noyaux suprachiasmatiques), mais aussi dans la plupart des organes périphériques, c’est à dire qu'il existe une horloge centrale, mais aussi de nombreuses horloges dites secondaires.
    Ainsi, la production et la libération de neurotransmetteurs dans le cerveau ou le métabolisme des sucres dans le foie, d’insuline dans le pancréas ou de leptine par les graisses et, plus généralement, toutes les fonctions de tous les organes sont coordonnées pour être synchronisées avec l'alternance cyclique du jour et de la nuit.

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    Comment se fait la synchronisation de toutes ces horloges : d’abord par des signaux entre neurones transmis par le système nerveux végétatif : systhème orthosympathique quand il faut accélérer et parasympatique quand il faut ralentir.
    Un autre mode de synchronisation met en jeu des hormones qui diffusent dans tout l’organisme et agissent sur les neurones qui possèdent des récepteurs appropriés.
    On a identifié vers l’an 2000 dans la rétine de l’oeil un pigment activé par la lumière, la “mélanopsine” qui active des neurones qui transmettent leur information aux neurones des centres suprachiasmiques, l’horloge centrale et la recalent sur le jour. Cette horloge transmet ensuite l'information aux horloges secondaires.
    Quand vient l’obscurité, cette horloge émet une substance particulière, la “mélatonine”, produite par la glande pinéale,  qui recalera les horloges secondaires sur la nuit et provoquera le sommeil.
    De plus, durant l'année, les conditions de vie sont plus ou moins favorables en termes de température, de lumière, de nourriture disponible. La physiologie de la plupart des espèces est adaptée à ces contraintes environnementales. Certains animaux migrent, d'autres hibernent, pour d'autres encore l'activité métabolique change. L’activité de reproduction est généralement limitée au printemps, la période de l'année la plus favorable à la survie des petits.
    Ces phénomènes adaptatifs nécessitent que les organismes soient capables de détecter et de traduire les variations environnementales en informations nerveuses et moléculaires.
    La durée d'éclairement quotidienne change de façon régulière et reproductible au cours d'une année, et c'est le principal facteur
environnemental utilisé pour synchroniser les fonctions biologiques avec les saisons. Ainsi une photopériode courte signale l'hiver et une photopériode longue correspond à l'été.

   
Je vous ai donné une idée du mécanisme de notre horloge circadienne.
    Demain, ce sera un article de repos en images et après-demain,  je vous parlerai des oscillations à période courte de notre cerveau qui permettent de mesurer des temps courts et de commander certains mécanismes biologiques tels le coeur ou le thalamus.
Par jazz le Dimanche 19 décembre 2010 à 16:01
bonjour Jean-pierre
sympa tes articles sur "l'horloge circadienne---"

un coucou poètique et musical en passant . l'article sur le piansite Edouard Bineau (un sympathique univers---) termine l'année 2010
et biensur "jazz" reviens en 2011 pour de nouveaux articles musicaux à venir.d'ici là je te soutaite de bonnes fêtes,réveillons de fin d'année. bien amicalement et A+ d' Emmanuel
Par Jean Couverd le Vendredi 29 octobre 2021 à 2:08
Quel edito étonnant, un grand merci pour ce boulot
 

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