3.3. Les rythmes circadiens
Les premiers écrits sur les rythmes circadiens
remontent à l'Antiquité avec le scribe Androsthènes qui
décrivit le comportement nycthéméral des feuilles du
tamarinier, celles-ci s'ouvraient le jour et se refermaient la nuit.
Au XVIème siècle le physiologiste et
médecin italien Santorio constata une variation journalière du
poids corporel. Il mit ainsi en évidence pour la première fois la
présence d'un rythme circadien chez l'Homme (Levett & Agarwal,
1979).
3.3.1. Endogènes
En 1729, Ortous de Mairan découvre que le mimosa,
méme lorsqu'il est placé dans l'obscurité permanente,
continue à ouvrir et fermer ses feuilles. Il montra ainsi que les
rythmes circadiens sont endogènes puisqu'ils perdurent en l'absence
d'indices environnementaux.
En 1832, Augustin de Candolle découvrit que les
feuilles s'ouvraient une à deux heures plus tôt chaque jour et
acquéraient par conséquent une périodicité de 22
à 23 heures. Il en conclut qu'il existe une tendance inhérente
aux plantes à montrer un mouvement périodique. Il avait ainsi mis
en évidence l'existence d'une période endogène en cours
libre ("free running period") proche, mais pas forcément
égale, à la période du cycle jour/nuit.
Aschoff et Wever (1962) enfermèrent des volontaires
dans une cave en absence d'indices environnementaux. Siffre (1964), lui,
vécut seul dans une caverne souterraine pendant deux mois. Ces deux
expériences ont révélé l'apparition
spontanée d'une période en cours libre du cycle
activité/repos d'environ 25 h, indiquant que les humains, comme les
plantes et les animaux, possédaient un système circadien
endogène (Gonze, s.d.).
Aujourd'hui, on considère par définition que les
rythmes circadiens sont endogènes. Dans des conditions constantes, ils
se déroulent librement avec une période qui dévie
légèrement du cycle lumière-obscurité de 24h
auxquels ils sont synchronisés naturellement (Schmidt, 2009).
3.3.2. Génétiquement déterminés
En 1935, Erwin Bunning démontre que la période
en cours libre du rythme circadien des plantes et des insectes est
héritée génétiquement, en croisant des parents de
périodes endogènes différentes.
Depuis une dizaine d'années, plusieurs gènes
impliqués dans l'horloge circadienne interne ont pu être
caractérisés. Le premier organisme génétiquement
modifié présentant un rythme circadien d'activité
altéré est la mouche (Konopka & Benzer, 1971). Les premiers
gènes horloge ("clock genes") ont été
détectés chez la mouche (Drosophilia) et le champignon
(Neurospora), leur étude a permis de mettre en évidence
les régulations qui confèrent à ces gènes une
expression circadienne. Par la suite, de nombreux "clock genes" ont
été trouvés chez les cyanobactéries, les plantes
(Arabidopsis) et les mammifères, y compris l'Homme (Gonze,
s.d.).
Des travaux de Linkowski, 1999 sur des jumeaux
suggèrent que certains composants du sommeil humain pourraient
être génétiquement déterminés. Ils ont
notamment trouvé un effet génétique fortement significatif
concernant les stades 2 et 4 de sommeil ainsi qu'en sommeil delta. Selon les
mêmes auteurs certains aspects de la rythmicité circadienne,
notamment l'expression endogène de cortisol, semblent très
similaires chez des jumeaux monozygotes mais pas chez des dizygotes,
suggérant que dans la plupart des organismes, les facteurs
génétiques contrôlent la génération des
rythmes circadiens (Linkowski, 1993 ; in Schmidt, 2009).
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