Oscillateur biologique
La plupart des organismes vivants sont adaptés aux rythmes saisonniers, nycthéméraux, des marées, etc. Les organismes complexes (plantes et animaux supérieurs) disposent de plusieurs oscillateurs biologiques qui ensemble, assurent la fonction d'horloge biologique, elle-même régulée par des hormones majeures (ex : mélatonine chez de nombreuses espèces).
Chez les Mammifères
Chez ces animaux (humain y compris) de multiples rythmes sont constamment combinés et pour certains finement modulés, principalement organisés autour des noyaux suprachiasmatiques (NSC) de l’hypothalamus (juste au-dessus du chiasma optique, de part et d’autre du troisième ventricule)[1] - [2] qui est en quelque sorte l'horloge principale.
Des travaux récents ont cependant mis en évidence d’autres structures que celles du NSC ; il s'agit de structures centrales (dans le cerveau) et périphériques (dans le cœur, les poumons, les reins, le foie, la peau, la rétine, la pars tuberalis ou le noyau du lit de la strie terminale, etc.), qui tous contiennent des oscillateurs particuliers, au moins partiellement indépendants[3] - [4] - [5] - [6] - [7].
Remarque : les rythmes des oscillateurs des NSC sont stables, alors que les rythmes des oscillateurs périphériques, aux échelles tissulaires, s’amortissent et disparaissent en quelques jours in vitro[8].
Il existe une synchronisation intercellulaire des rythmes, nécessaire au maintien des oscillations à l’échelle du tissu[4] - [9] et les travaux les plus récents laissent penser que les NSC seraient nécessaires à cette synchronisation des rythmes des cellules à la périphérie.
Notes et références
- Moore R. Y. & Eichler V. B. (1972) Loss of a circadian adrenal corticosterone rhythm following suprachiasmatic lesions in the rat. Brain Res. 42, 201- 206.
- Stephan F. K. & Zucker I. (1972) Circadian rhythms in drinking behavior and locomotor activity of rats are eliminated by hypothalamic lesions. Proc Natl Acad Sci U S A. 69, 1583-1586.
- Amir S., Lamont E. W., Robinson B. & Stewart J. (2004) A circadian rhythm in the expression of PERIOD2 protein reveals a novel SCN-controlled oscillator in the oval nucleus of the bed nucleus of the stria terminalis. J Neurosci. 24, 781-790
- Yoo S. H., Y amazaki S., Lowrey P . L., Shimomura K., Ko C. H., Buhr E. D., Siepka S. M., Hong H. K., Oh W. J., Yoo O. J., Menaker M. & Takahashi J. S. (2004) PERIOD2 : LUCIFERASE real-time reporting of circadian dynamics reveals persistent circadian oscillations in mouse peripheral tissues. Proc Natl Acad Sci U S A. 101, 5339-5346
- Nishide S. Y., Honma S., Nakajima Y., Ikeda M., Baba K., Ohmiya Y. & Honma K. (2006) New reporter system for Per1 and Bmal1 expressions revealed self-sustained circadian rhythms in peripheral tissues. Genes Cells. 11, 1173-1182
- Wagner G. G., Johnston J. D., Tournier B. B., Ebling F. J. & Hazlerigg D. G. (2007) Melatonin induces gene-specific effects on rhythmic mRNA expression in the pars tuberalis of the Siberian hamster (Phodopus sungorus). Eur J Neurosci. 25, 485-490
- Isabelle Poirot, Carmen Schröder, Sommeil, rythmes et psychiatrie, Dunod, , p. 55.
- Yamazaki S., Numano R., Abe M., Hida A., Takahashi R., Ueda M., Block G. D., Sakaki Y., Menaker M. & Tei H. (2000) Resetting central and peripheral circadian oscillators in transgenic rats. Science. 288, 682-685.
- Welsh D. K., Yoo S. H., Liu A. C., Takahashi J. S. & Kay S. A. (2004) Bioluminescence imaging of individual fibroblasts reveals persistent, independently phased circadian rhythms of clock gene expression. Curr Biol. 14, 2289-2295