Le reglages des horloges internes
Les caractéristiques fondamentales de l’horloge de sommeil chez les hommes et chez les animaux (dont la périodicité cyclique dévie également de vingt-quatre heures) nécessitent un ajustement quotidien afin que la périodicité de l’horloge puisse s’adapter à celle du jour géophysique. Comment cet ajustement s’accomplit-il ?
Le facteur environnemental le plus important qui influence le fonctionnement des horloges biologiques est l’alternance du jour et de la nuit, ou de la lumière et de l’obscurité. La lumière a une si
Grande importance que, chez des animaux primitifs, l’horloge biologique qui commande le cycle activité-repos est située dans l’œil lui- même. Chez les oiseaux, dont le siège de l’horloge biologique s’est déplacé de l’œil au cerveau, l’horloge contient des cellules nerveuses photosensibles, et l’on peut affirmer que ces dernières sont les survivantes de l’époque où c’était l’œil qui assumait la fonction d’horloge biologique. Les mammifères possèdent un nerf spécial qui achemine l’information sur le niveau de luminosité de l’environnement et la transmet de la rétine à l’horloge biologique, située dans l’aire de l’hypothalamus. Le chemin qu’accomplit cette information est distinct de celui qui transmet l’information visuelle de la rétine au cortex cérébral.
La lumière est donc d’une importance considérable pour le réglage des horloges internes. Chez les animaux de nuit, par exemple, le rythme activité-repos peut être amené à coïncider avec le cycle des vingt-quatre heures si on les expose à de courts flashes lumineux de très faible intensité. Un exemple extrême en est fourni par les chauves-souris, dont l’horloge biologique peut être amenée à s’adapter à un cycle différent de vingt-quatre heures à condition de les exposer, à des intervalles déterminés, à un simple flash lumineux durant moins d’un centième de seconde !
À la différence des découvertes portant sur l’influence de la lumière sur l’horloge biologique des animaux, les premières études consacrées aux humains révélèrent que leur horloge biologique n’était pas sensible à la lumière. Le fait d’exposer des êtres humains en situation d’isolement à une alternance de lumière et d’obscurité en allumant et en éteignant une lampe de bureau n’avait aucun effet sur l’horloge veille-sommeil. Les conclusions des chercheurs furent les suivantes : à la différence des animaux, les facteurs les plus significatifs du réglage des horloges internes chez l’être humain étaient d’ordre social dans l’environnement naturel. Ce n’est que très récemment qu’il est devenu manifeste que cette conclusion était erronée : l’horloge biologique humaine réagit à la lumière exactement de la même manière que celle des animaux, la seule différence étant l’intensité lumineuse requise. On découvrit ainsi qu’une plus haute intensité lumineuse était nécessaire pour influencer le rythme de l’horloge biologique humaine. Pinéale dans les profondeurs du cerveau, jouait le rôle d’intermédiaire entre la lumière et l’horloge biologique.
Cette découverte ne fut possible qu’après que l’on s’aperçut qu’une hormone spéciale, la mélatonine, produite par la glande pinéale dans les profondeurs du cerveau, jouait le rôle d’intermédiaire entre la lumière et l’horloge biologique.