Mécanismes biologiques de l'horloge interne

En effet, différents paramètres, comme la température, la pression artérielle, la vigilance, le métabolisme, varient en fonction de l'heure de la journée. Ces phénomènes cycliques dépendent de l'horloge biologique interne. L'horloge interne est réglée sur une période d'une journée, grâce aux stimuli extérieurs (alternance jour-nuit). La lumière sert à synchroniser l'horloge interne.

Chez les animaux, l'alimentation et le sommeil dépendent du jour et de la nuit. Les migrations, la période de reproduction peuvent dépendre des saisons.

Horloge interne humaine

Des individus placés pendant plusieurs semaines dans des conditions proches de l'obscurité continuent à respecter un rythme de repos et d'activité proche du rythme circadien : celui-ci dépend donc de l'organisme lui-même. Chez l'Homme, c'est l'hypothalamus qui impose le rythme circadien de l'organisme.
[=> perso je trouve que la conclusion est hâtive, la microgravité due la lune est aussi captée quand on est dans une grotte sans lumière. Le cycle n'est donc pas forcément interne. C'est observé chez les plantes.]

Horloge interne humaine déréglée et mélatonine

La lumière peut faire varier la sécrétion d'une hormone, la mélatonine. La sécrétion de mélatonine suit un rythme circadien : elle augmente en fin de journée pour favoriser l'endormissement, et diminue le matin. Pour lutter contre l'insomnie, certains traitements renferment de la mélatonine.

Challamel M.J., Thirion M.

Plusieurs études de "vie hors du temps", chez des sujets volontaires isolés dans des grottes ou dans des bunkers, ont été réalisées. La plus connue est celle de Michel Siffre, enfermé dans une grotte pendant plusieurs mois sans aucun repère temporel, ni communication avec l'extérieur. Les découvertes sur les rythmes profonds dans de telles conditions sont tout à fait passionnantes.

Le rythme biologique circadien profond, inné, n'est pas de 24 heures, mais de 25 heures. Aussi curieux que cela puisse paraître, en l'absence des donneurs de temps (synchroniseurs ou Zeitgebers en allemand) que sont les rythmes sociaux et les alternances jour-nuit, le rythme spontané s'installe sur 25 heures. En d'autres termes, les oscillations de la température, de la sécrétion du cortisol, et vraisemblablement aussi les rythmes de sommeil paradoxal, reculent d'une heure toutes les 24 heures. En libre cours, ce rythme reste très stable aux environs de 25 heures.

=> ils le disent pas.. mais ça confirme que l'horloge interne n'existe pas. C'est une horloge externe basée sur le cycle lunaire. => le marée toutes les 6,2h, soit 24h et 50 min... quasi les 25heures décrite.
La microgravité se ressent, sans même avoir la lumière.

" En changeant les repas, en enlevant la lumière, en ne pouvant pas mesurer le temps avec une montre, on se décale tous les jours un petit peu plus"
Francesca Siclari, spécialiste du sommeil au CHUV de Lausanne

Nathaniel Kleitman, un mois enfermé dans une grotte.
Ce scientifique, né en 1895 et passionné par le sommeil, a créé le premier laboratoire spécialisé au monde sur ce thème à l’Université de Chicago. Pour mener ses recherches, il a beaucoup testé ses hypothèses sur lui-même.
Coupés du monde à 42 mètres de profondeur

En 1938, lui et son assistant Bruce Richardson s’enferment pendant trente-deux jours dans la grotte Mammouth au Kentucky, aux Etats-Unis. A 42 mètres de profondeur, avec une température constante de 12 degrés et sans lumière naturelle, ils sont coupés du monde réel. Leur nouvelle chambre est aménagée de façon rustique: un lit superposé, une table et quelques lanternes.

Pendant l’expérience, les deux hommes adoptent un emploi du temps particulier: dormir neuf heures, travailler pendant dix heures, redormir neuf heures… ce qui fait une journée de vingt-huit heures.

Après trente-deux jours, Bruce Richardson, âgé de 20 ans, dort comme un bébé sur un rythme de vingt-huit heures et déclare s’être adapté en une semaine. Le spécialiste du sommeil, âgé de 43 ans à l’époque, continue de son côté à vivre sur un rythme de vingt-quatre heures, s’endormant à 10 heures du soir pour se lever le lendemain à 8h, malgré les contraintes de son nouvel emploi du temps.

Selon Nathaniel Kleitman, la différence entre les deux scientifiques viendrait de leurs âges respectifs. Quand on est jeune, notre corps s’adapte mieux aux changements de rythme.

La vie sur Terre fonctionne au rythme de l'alternance jour-nuit, liée à la rotation de notre planète. Les êtres vivants, y compris l'Homme, possèdent une horloge biologique, ou horloge interne, qui leur permet de s'adapter à ce rythme. Mais comment fonctionne-t-elle ? C'est ce champ de recherche qu'ont exploré les trois chercheurs américains lauréats du prix Nobel 2017 de physiologie ou de médecine.

Ces derniers ont utilisé la mouche du vinaigre, ou drosophile, comme organisme modèle. En 1984, ils ont isolé le gène period qui contrôle le rythme biologique circadien. Jeffrey Hall et Michael Rosbash ont mis en évidence la protéine PER, codée par le gène period, qui s'accumule dans la cellule la nuit et est dégradée le jour.

En 1994, Michael Young a découvert un deuxième gène, timeless, qui code la protéine TIM, nécessaire à un rythme circadien normal. Il a aussi montré que TIM se lie à PER ; les deux protéines entrent dans le noyau de la cellule et bloquent l'activité du gène period grâce à un rétrocontrôle négatif.