Genèse Chez les Mammifères: Noyaux suprachiasmatiques NSC

Transcription

1 Variations journalières de l environnement Rythmes biologiques journaliers Actogramme de roue en double représentation Rythme nycthéméral Rythme circadien Jours subjectifs Nuits subjectives Donc, un rythme circadien endogène et entraînable Light Dark Homme Hamster doré Mesocricetus auratus our plus d explications sur l actogramme : cf. fichier «rythmes défis bio actogram» rincipe de base de la rythmicité circadienne Localisation anatomique de l horloge Zeitgebers Horloge endogène Rythmes apparents Synchronisation Genèse Distribution Chez les Mammifères: Noyaux suprachiasmatiques NSC 1

2 Organisation fonctionnelle des NSC Démonstration expérimentale de la localisation de l horloge circadienne dans les noyaux suprachiasmatiques 3V Siège artie de l horloge dorsomédiane circadienne AV Rythmes endogènes d activité électrique, de consommation de glucose, de production de neuromédiateurs dans les neurones des NSC in vitro. Afférences photiques artie et non ventrolatérale photiques GR Expérience de lésion et greffe de NSC VI CO Démonstration expérimentale de la localisation de l horloge circadienne dans les noyaux suprachiasmatiques Démonstration expérimentale de la localisation de l horloge circadienne dans les noyaux suprachiasmatiques SCNX : lésion des noyaux suprachiasmatiques T : transplant, greffe d un noyau suprachiasmatique 1 ) La lésion des NSC provoque une arythmie Ralph et al, Science Feb ) La greffe de NSC provoque une restauration de la rythmicité, de plus, le rythme du portegreffe est génétiquement déterminé par le donneur du greffon 2

3 CLO CK BM AL1 Au moins une dizaine d acteurs moléculaires impliqués dans des boucles autoentretenues de transcription et de traduction Schéma simplifié : Action de protéines «horloges» sur la transcription de gènes GCH DEC CRY ER CRY ER CKIε er13 Dec1,2 Reverbαerbα CKIε ER CRY DEC Gènes «aiguilles» «de sortie de l horloge» ERIODE 1, 2, 3 CRYTOCHROME 1, 2 DEC 1, 2 REV ERB alpha REVERBα, Jour (subjectif) Nuit (subjective) er13 3

4 CLO CK BM AL1 CLO CK BM AL1 CRY ER CRY ER er13 ER CRY er13 ER CRY CRY ER DEC CRY ER CKIε er13 ER CRY CRY ER CKIε er13 ER CRY DEC GCH GCH Dec1,2 Reverbαerbα REVERBα 4

5 Rythme nycthéméral des ARNm de gènes horloges dans les NSC D.O., NSC global, plan film, HIS radioactive Noyaux suprachiasmatiques (NSC) siège de l horloge circadienne er1 Cry1 G Mélatonine 0 24 Message rythmique humoral er2 NSC er3 SN autonome Temps Zeitgeber LD14:10 Temps Zeitgeber Message rythmique nerveux Tournier et al, 2003 Synchronisation des noyaux suprachiasmatiques Spalax ehrenbergi 1 cm G Mélatonine Message rythmique humoral glande de Harder oeil NSC Nissl rojections rétiniennes FOSir FOSir Stimulation lumineuse Vuillez et al,

6 Synchronisation des noyaux suprachiasmatiques Exemples de dysfonctionnements des rythmes biologiques G Mélatonine Message rythmique humoral Amortissement de la rythmicité Vieillissement Dépression saisonnière? Désynchronisation interne NSC Jetlag après vol transméridien Travail posté Nombreuses pathologies Aveugles (centraux / rétiniens) Syndromes de changement de phase du sommeil (Advanced or Delayed Sleep hase Syndrome) Dysfonctionnements internes Vieillissement Dysfonctionnements internes Vieillissement Rythme de température Rythme de mélatonine Vitiello et al. (1986). Baisse de l amplitude du rythme de température corporelle avec l âge Baisse de l amplitude du rythme de mélatonine avec l âge. Copinschi,

7 Dysfonctionnements internes Vieillissement Cycle veille / sommeil Dysfonctionnements internes Vieillissement Qualité du sommeil D après Roffwarg et al, 1966 La quantité totale de sommeil baisse avec l âge Le pourcentage de sommeil paradoxal est plus faible Avec l âge : Latence à l endormissement, Faible durée des stades 3 et 4 de sommeil profond, Sommeil fragmenté par de nombreux épisodes de réveil Dysfonctionnements internes Vieillissement Altérations des rythmes également chez les modèles animaux : Exemple de désynchronisation externe : Horaires d été / d hiver Rythme de mélatonine chez le hamster doré 1 mois 24 mois Reiter et al, 1980 Activité locomotrice plus faible et plus fragmentée chez les souris âgées Valentinuzzi et al,

8 Exemple de désynchronisation externe : Désynchronisation interne chez l Homme Vols transméridiens (jet lag) roblème : Rythmes biologiques à l heure locale du lieu de départ alors que l environnement, lumineux, social impose un nouvel horaire : Horaire en avance de phase après un vol Est Ouest Horaire en retard de phase après un vol Ouest Est Exemple vol Ouest Est départ arrivée New York 6 heures de vol aris Heure locale 22 h 10 h Heure biologique 22 h 4 h!!! Niveau de vigilance le plus bas 24 ans, isolement temporel en bunker, LL faible (150 lux) hase de sommeil : barres blanches. hases d activité : barres bleues. Acrophases de température : triangles pointe en haut Bathyphases de température : triangles pointe en bas D après R. Wever, 1979 In J. Boissin et B. Canguilhem Les rythmes du vivant Nathan/CNRS Édition, 1998 Effet de l activité sur la synchronisation Entraînement par perfusion chronique de Mélatonine 8

9 Variations annuelles de l environnement Variations annuelles de l environnement Rythmes biologiques annuels Mues du pelage Une autre histoire, Un autre jour.. Hibernation hotopériode L hotopériode C Reproduction Merci pour votre attention 9