En phase avec le cycle jour – nuit, la grande majorité des organismes vivants suivent un rythme circadien fixe qui régule toutes leurs fonctions, du sommeil à la température de leur corps. Cette étude de l’Université de Copenhague montre que lorsqu’il s’agit du cerveau, ce rythme circadien est régulé par une hormone spécifique, le cortisol ou hormone du stress. Ainsi cette hormone -avec d'autres probablement- joue un rôle déterminant dans la régulation de notre activité cérébrale au cours de la journée. Cette découverte, présentée dans la revue Neuroendocrinology qui contribue à expliquer le lien entre l’irrégularité des rythmes circadiens et certains troubles de santé mentale, dont la dépression, ouvre aussi la voie à de nouvelles thérapies possibles.
Dans le cerveau, les gènes d'horloge sont particulièrement actifs dans une zone spécifique, située au croisement des nerfs optiques – qui envoient des signaux concernant le niveau de lumière environnante au cerveau. Cette zone, le noyau suprachiasmatique semble réguler à son tour le rythme d’autres zones cérébrales, notamment le cervelet et le cortex cérébral. Mais comment ? Car ces 3 zones ne sont pas directement reliées par des réseaux neuronaux.
Le rôle clé de l’hormone du stress dans la variation de l’activité cérébrale au cours de la journée
Les neuroscientifiques de Copenhague ont donc cherché comment le rythme circadien du cerveau était globalement contrôlé. Leur recherche, menée chez le rat -un très bon modèle du système hormonal de l’Homme-, démontre pour la première fois, le rôle clé d'agents de signalisation dans le sang, tels que la corticostérone, une hormone du stress. Chez les humains, la corticostérone est connue sous le nom de cortisol.
Supprimer la zone cérébrale clé de l'horloge dans le cerveau : l’expérience a en effet consisté à retirer le noyau suprachiasmatique de plusieurs rats, ce qui a supprimé tout rythme circadien chez ces animaux. Leur température corporelle et leur niveau d'activité sont passés d'oscillations circadiennes à un état plus stable. La production d'hormones normalement rythmée en fonction du moment de la journée s’est elle-aussi stabilisée. Cependant, lorsque les chercheurs injectent de la corticostérone à l’aide d’une micro-pompe programmée pour différentes doses aux différentes heures du jour et de la nuit, en phase avec le rythme naturel de l'animal, celui-ci retrouve une activité rythmique des gènes de l'horloge dans le cervelet, même sans noyau suprachiasmatique.
L'hormone du stress semble donc déterminer notre rythme biologique cérébral. « C’est extrêmement intéressant d’un point de vue scientifique, car cela signifie que nous avons deux systèmes – le système nerveux et le système hormonal – qui communiquent parfaitement et s’influencent mutuellement. Tout cela au cours des 24 heures du cycle de la journée ». Ce n’est pas la première étude à mettre en avant ce rôle clé des glucocorticoïdes sur l'expression rythmique de gènes de l'horloge. Une étude avait même suggéré l'utilisation des glucocorticoïdes pour synchroniser ou recaler toutes nos horloges périphériques en synchro avec l'horloge centrale.
Les implications sont importantes à la fois parce que ces résultats contribuent à expliquer le lien fort entre le dérèglement de l’horloge, les troubles du sommeil et la maladie mentale, dont la dépression. Ensuite, parce qu’ils ouvrent l’espoir de traiter, de manière hormonale, les troubles associés aux irrégularités des rythmes circadiens du corps. Mais le cortisol n’est probablement pas la seule hormone en cause et la prochaine étape sera de mieux comprendre l’action d'autres hormones rythmiques dont les hormones de la glande thyroïde.
Source: Neuroendocrinology Nov, 2019 DOI : 10.1159/000503720 Rhythmic Release of Corticosterone Induces Circadian Clock Gene Expression in the Cerebellum
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Équipe de rédaction Santélog Nov 11, 2019Rédaction Santé log
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