  Bien que l'existence de rythmes journaliers soit connue de longue date, chez les végétaux comme chez les animaux, l'idée que ceux-ci reposent sur une horloge interne est assez récente. Jean Jacques d'Ortous de Mairan rapporta à l'Académie des sciences de Paris en 1729 ses observations d'un rythme d'ouverture des feuilles de mimosa, rythme persistant lorsque les plants se trouvaient placés en obscurité constante. Des expériences similaires furent reprises pour de nombreuses espèces végétales et animales, mais il fallut attendre les années 1950 et 1960 pour que l'existence d'une horloge biologique interne à l'origine des rythmes circadiens (voir définition), rythmes endogènes de période proche de 24 heures, soit admise par l'ensemble de la communauté scientifique. On définit par horloge circadienne une structure interne capable de générer de façon autonome des oscillations d'environ 24 heures. Les différents rythmes circadiens observés chez un organisme peuvent être considérés comme les " aiguilles " de son horloge interne . Des horloges circadiennes ont pu être mises en évidence dans l'ensemble du règne animal et végétal. Les horloges circadiennes et les rythmes qu'elles contrôlent permettent aux organismes vivants de s'adapter au mieux à l'environnement périodique dans lequel ils vivent. Les rouages moléculaires d'un oscillateur biologique L'utilisation de modèles expérimentaux accessibles aux techniques génétiques a conduit à la découverte des premiers mutants de l'horloge circadienne. Des mutations affectant le rythme de production des conidies chez le champignon Neurospora crassa ou les rythmes d'éclosion des adultes chez la mouche du vinaigre Drosophila melanogaster ont été mises en évidence au début des années 1970. Ces mutations peuvent abolir le rythme ou bien en modifier la période, et, chez un organisme donné, affectent généralement tous les rythmes observés. Il apparaît donc que les mêmes gènes, appelés gènes d'horloge, contrôlent différents processus rythmiques tels que l'émergence des adultes et l'activité locomotrice chez les insectes (cf. RYTHMES BIOLOGIQUES).
Plusieurs gènes d'horloge ont été caractérisés et participent à un mécanisme moléculaire dont le principe est étonnamment conservé au cours de l'évolution, bien que les gènes puissent être très différents d'une espèce à l'autre. Horloges biologiques. Un modèle de régulation bien conservé chez les animaux De la mouche au mammifère, le même modèle de boucle de régulation par rétroaction négative sur la transcription est à la base de la mesure du temps circadien dans les cellules d'horloge. Les régulations circadiennes ne se limitent pas au cerveau et la plupart des cellules sensorielles des insectes semblent contenir une horloge, comme l'ont montré des expériences d'isolement de différents organes in vitro, ailes, antennes, pattes, trompe... Horloge et troubles du sommeil L'être humain possède les mêmes gènes d'horloge que la souris, et ceux-ci fonctionnent de manière similaire. Le premier défaut génétique associé à un syndrome perturbant les cycles veille-sommeil a été mis en évidence en 2001. Le " syndrome familial de phase de sommeil avancée " (FASPS) est caractérisé par un endormissement en début de soirée et un réveil à l'aube (vers 4 heures du matin), le sommeil étant aussi long et profond que la normale. L'analyse génétique d'une famille comptant plusieurs patients atteints de FASPS a montré que les perturbations du cycle veille-sommeil étaient associées à la présence d'un allèle muté du gène per2.
DEFINITIONS Cicardienne - en physiologie, qualifie une cadence biologique coïncidant grossièrement avec une journée. cortisol - en biologie, hormone de l'organisme transformée en cortisone sous l'effet d'une enzyme cortisone - en médecine, hormone du cortex surrénal, très importante pour le métabolisme, employée pour ses propriétés anti-inflammatoires catécholamines - en pharmacologie, amine ayant une action similaire à celle du sympathique, jouant donc le rôle de neurotransmetteur neurotransmetteur - en physiologie, molécule capable d'assurer la transmission de l'influx nerveux sympathique - système nerveux régulateur de la vie végétative (orthosympathique) |
L'HORLOGE BIOLOGIQUE
