Nos vies, celle de tous les êtres vivants, sont scandées par divers rythmes biologiques, fondamentaux pour leur bon fonctionnement. De quoi s’agit-il ? Littéralement, ils correspondent « à la variation périodique ou cyclique d’une fonction spécifique d’un être vivant ».
- Les rythmes ultradiens, avec une période de moins de 24h. Ce sont par exemple les cycles de sommeil paradoxal ou les rythmes respiratoire ou cardiaque.
- Les rythmes infradiens, qui eux ont une période de plus de 24h, comme le cycle menstruel.
- Les rythmes circadiens. Véritables horloges biologiques, ils courent sur une durée équivalente (ou peu s’en faut) à 24 heures (circadien venant du latin circa, autour, et dies, jour). Parmi les plus connus on compte les systèmes veille/sommeil ou de régulation des hormones.
Ce dernier rythme, calé sur la journée, est particulièrement important. Il est dirigé par une « horloge » interne, dont l’opérateur est niché dans le cerveau, et plus précisément dans l’hypothalamus (situé sous notre encéphale) pour notre espèce. Elle se compose des deux noyaux suprachiasmatiques (situés sous le chiasma optique), riches en neurones, dont l’activité électrique oscille sur 24h, contrôlée par l’activation cyclique de gènes particuliers dits « gènes horloge » ou « gènes circadiens ».
Notre horloge circadienne est resynchronisée en permanence grâce à des agents régulateurs extérieurs, comme la température ou la prise alimentaire… mais surtout la lumière. Notre rétine détecte les signaux lumineux, qui sont transmis jusqu’au cerveau et l’horloge interne, qui synchronise alors les fonctions métaboliques des différents tissus en fonction des informations reçues – soit à quel moment de la journée est-on. Elle est un régulateur tellement puissant que les personnes atteintes de cécité totale (qui ne détectent donc pas la lumière) présentent des perturbations de leur rythme circadien, associées à d’importants troubles du sommeil.
Les hormones qui rythment notre journée
En physiologie humaine, on considère qu’une journée est divisée en deux phases : d’activité (de 8h-9h à 20h-21h, et qui correspond à notre journée de travail, d’école…), et de repos (de 20-21h à 8h-9h). Elles dépendent de la production de mélatonine, connue sous le nom « d’hormone du sommeil ».
La sécrétion de la mélatonine est synchronisée avec le cycle jour-nuit : elle commence lorsque la lumière diminue en intensité, aux alentours de 21h-22h en été, et atteint son pic de sécrétion au milieu de la nuit, entre 3 et 4h du matin ; elle décroît ensuite jusqu’au moment où le soleil se lève.
Avec le retour de la lumière, la mélatonine cesse d’être produite et une autre hormone, le cortisol, prend le relais. Cette « hormone du stress » prépare le corps à l’augmentation de la demande énergétique, nécessaire au bon fonctionnement lors de la phase d’activité. Sa production est directement liée à la disparition de la mélatonine – dont la seule présence inhibe la sécrétion du cortisol. Ce qui permet de synchroniser la production de cortisol avec la lumière du jour.
La phase d’activité est accompagnée par la production d’autres hormones, outre ce duo mélatonine-cortisol :
- La ghréline, qui stimule l’appétit. Elle est sécrétée lors de trois pics, vers 8h, 13h et 18h.
- La leptine, antagoniste de la ghréline. Sécrétée entre 16h et 2h avec un pic à 19h, elle favorise l’arrêt de prise de nourriture en induisant la satiété et réduisant l’envie de manger.
- L’adiponectine, impliquée dans la régulation du métabolisme des glucides et des lipides. Elle est produite tout au long de la journée, à partir de 10h. Après un pic vers 11h-12h, elle diminue progressivement jusqu’à la tombée de la nuit. Cette hormone favorise l’utilisation des substrats énergétiques (sucres et lipides, etc.) afin de générer l’énergie nécessaire pour soutenir notre phase d’activité, plutôt que leur stockage. Elle est aussi connue pour améliorer la sensibilité à l’insuline et prévenir de l’accumulation de graisses.
- L’insuline, qui favorise le stockage des substrats énergétiques. Sa production augmente durant l’après-midi, entre 14h et 18h, lorsque l’adiponectine commence à redescendre. Elle nous prépare à la nuit qui arrive.
Quand manger pour être en accord avec nos rythmes circadiens ?
Bien connaître son métabolisme offre des indices utiles à connaître pour sa santé, comme nous l’avons souligné dans une étude récente. Si on se réfère aux oscillations des hormones au cours de la journée, nous pouvons faire l’hypothèse que nous devrions commencer la journée par un petit-déjeuner vers 8h du matin, après le pic de cortisol, lorsque notre phase d’activité commence. Et nous ne devrions plus manger après le pic d’insuline, en début de soirée, puisque cette hormone favorise le stockage sous forme de tissu adipeux.
De plus, le pic d’insuline est suivi peu après du pic de l’hormone de satiété (leptine), ce qui va dans le sens d’un signal d’arrêt de consommation de nourriture.
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Ainsi, il semble plus cohérent de manger le matin jusqu’à la fin d’après-midi, au moment où nous produisons des hormones impliquées dans l’utilisation des substrats énergétiques, plutôt qu’après 19h où nous sommes plus susceptibles de les stocker sous forme de réserves.
Un autre point à prendre en compte devrait être les variations saisonnières. En effet, en Europe, la durée de sécrétion de mélatonine est plus longue en hiver puisque les jours sont plus courts, et à l’inverse plus courte en été puisque les jours sont plus longs. En théorie, comme nous sommes une espèce dont la physiologie dépend des saisons, nous devrions aussi adapter nos repas à ces variations de notre environnement, pour être au mieux en accord avec notre horloge biologique.
De nombreuses études scientifiques ont montré que vivre en décalage avec les rythmes circadiens, notamment en mangeant tard le soir, où en décalant son rythme de sommeil, augmentait le risque de développer des maladies cardio-vasculaires, une obésité ou un diabète de type 2.
Perturbations du rythme circadien : quelles conséquences pour notre santé ?
La modernisation du mode de vie, qui fait référence à la transition de la vie traditionnelle et rurale vers une vie urbaine et moderne, est directement liée aux différentes révolutions industrielles et particulièrement à l’invention de la lumière artificielle par Thomas Edison en 1879. L’expansion de l’éclairage artificiel a été un chamboulement majeur pour notre mode de vie, puisqu’il permet de travailler à n’importe quel moment du jour ou de la nuit, et favorise les horaires décalés.
De plus, la mondialisation et le développement des nouvelles technologies ont promu la délocalisation des entreprises, forçant de nombreux employés à synchroniser leurs horaires de travail sur les horaires des pays pour lesquels ils travaillent. Tous cas de figure confondus, près de 30 % des employés ont déclaré travailler hors horaires de journée (soit entre 9h et 17h), et 19 % des Européens travaillent au moins 2h entre 22h et 5h.
Le travail en horaire de nuit entraîne des perturbations des rythmes circadiens, notamment en modifiant les niveaux d’hormones. Plusieurs études ont démontré que les travailleurs de nuit produisent moins de mélatonine que les employés ayant des horaires classiques. Or ces perturbations sont associées à une augmentation de risque de développer des maladies cardiovasculaires.
La lumière artificielle permet également de rester éveiller plus tard, ce qui conduit à d’autres comportements perturbant l’horloge circadienne :
- Dîner une fois la nuit tombée, lorsque l’on rentre tard du travail (late-night eating en anglais). Comme vu précédemment, nous ne devrions plus manger après 19h – une pratique associée à une moins bonne sensibilité à l’insuline, qui aggrave le risque de développer une obésité, un diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires (particulièrement lorsque ces repas tardifs sont composés de plats préparés transformés, enrichis en graisse et en sucre).
- Sauter le petit déjeuner, alors que le matin est un moment physiologiquement propice pour manger. Cette habitude est associée à une augmentation du risque de développer des maladies métaboliques.
- Modifier nos horaires de sommeil. La plupart des gens accumulent un manque de sommeil pendant les journées de travail/école et le compensent en prolongeant leur durée de sommeil lors de leurs jours de repos. Cette inadéquation conduit à un trouble de l’horloge circadienne connu sous le nom de « jetlag social », où le rythme de sommeil contrôlé par l’horloge circadienne ne correspond plus aux heures réelles de sommeil. Or ce jetlag social favorise là encore le risque de développement de l’obésité et des maladies cardiovasculaires.
Comment être « à l’heure » avec son horloge interne ?
Comme nous avons pu le voir, les rythmes circadiens sont essentiels pour le bon fonctionnement de notre métabolisme corporel. Si la vie moderne, les horaires de travail, nos interactions sociales sont parfois difficiles à accorder avec notre horloge biologique, il est important de garder en mémoire son fonctionnement et d’essayer, dans la mesure du possible, de vivre en rythme avec elle.
- Essayer de prendre nos repas entre 8h et 20h, et limiter au maximum les repas ou grignotage en soirée.
- Limiter le soir notre utilisation des écrans et favoriser l’endormissement en lisant sur papier, pour limiter l’exposition à la lumière bleue des écrans. L’utilisation d’un smartphone avant l’endormissement diminue en effet la production de mélatonine, alors que la lecture d’un livre papier permet une sécrétion normale de l’hormone.
- Essayer d’avoir un rythme de sommeil régulier en semaine, pour limiter le risque de « JetLag Social ». Dans l’idéal, il faudrait réussir à dormir entre 7h et 9h par nuit.
- Essayer de respecter le rythme des saisons, afin d’accorder au mieux son rythme de vie avec les cycles de lumière.
Anouk Charlot, Doctorante, Université de Strasbourg et Joffrey Zoll, MCU-PH en physiologie, faculté de médecine, Université de Strasbourg
Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.
