Chronobiologie, biorythmes et horloges biologiques

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La chronobiologie est l’étude des rythmes biologiques, des mécanismes qui les contrôlent comme les « horloges biologiques », des altérations qu’ils peuvent subir et de l’impact de celles-ci en termes de santé et de bien-être. 

Les rythmes biologiques dont la période est de 24 heures sont les plus étudiés, donc les mieux connus : on les appelle aussi rythmes circadiens.

Les rythmes circadiens ont une période de 24 heures. Ce sont les rythmes biologiques les plus étudiés et les mieux connus .

Chez les êtres humains comme chez les animaux et les plantes, le travail de l’organisme dans sa globalité et des organes, cellules et molécules qui le composent, est distribué de manière harmonieuse au cours des vingt-quatre heures d’une journée.
Nos capacités physiques et intellectuelles varient avec les heures du jour et même avec les mois et les saisons. Ces variations périodiques et prévisibles sont ce qu’on appelle les rythmes biologiques ou biorythmes.
Les rythmes biologiques dont la période est de 24 heures sont les plus étudiés, donc les mieux connus : on les appelle aussi rythmes circadiens.

Les pics et les creux que connaissent nos rythmes biologiques ne sont pas le fruit du hasard. Ils forment une organisation structurée dans le temps. Ainsi, à côté de notre anatomie « dans l’espace », nous possédons également une « anatomie dans le temps », tout aussi importante.

Les horloges biologiques sont innées à tous les être vivants. Chez les êtres humains, plusieurs horloges biologiques coexistent: la plus connue se situe au niveau de l’hypothalamus. Elle contrôle entre autres la production d’hormones comme la mélatonine. Certaines études tendent à montrer que chacun des deux cortex cérébraux humains, droit et gauche, possède des horloges dont les périodes peuvent être dissociées.

Le calibrage d’une horloge biologique sur 24 heures est lié à la rotation de la Terre et aux signaux périodiques de l’environnement qu’elle génère : alternances de l’aube et du crépuscule, du chaud (diurne) et du froid (nocturne), du bruit (diurne) et du silence (nocturne), de l’activité et du repos. Pour situer le pic et le creux de chaque rythme biologique circadien, il faut savoir comment il est synchronisé.

Qu’est-ce que cela signifie en pratique ?
Certains moments sont plus propices que d’autres aux tâches qui requièrent de la concentration mentale, à l’efficacité de traitements médicamenteux ou au stockage de graisses corporelles, par exemple. Contrairement à ce qu’imaginent beaucoup de personnes, les meilleures performances cérébrales (les pics) se situent dans la journée alors que les plus mauvaises (les creux) se situent la nuit, vers quatre heures. La pression artérielle, la température corporelle et la force musculaire connaissent également un pic diurne et un creux nocturne. Chez certains animaux qui vivent la nuit pour échapper à leurs prédateurs, c’est l’inverse.

Les décalages horaires, le travail de nuit, le stress et plus généralement toutes les perturbations des horaires d’activité et de sommeil naturels induites par le mode de vie moderne désynchronisent nos biorythmes, déplaçant les fameux « pics » et « creux » qui les caractérisent. Sécrétions hormonales, taux de sucre sanguin, assimilation des nutriments, activité cérébrale, vigilance, concentration, qualité du sommeil, niveaux d’énergie, performance physique… le dérèglement de nos horloges biologiques affecte le bon fonctionnement de notre organisme. Certaines personnes sont particulièrement sensibles à ce phénomène, d’autres s’en accommodent tant bien que mal…

Source : « Nos horloges biologiques sont-elles à l’heure ? », Alain Reinberg (Les Petites Pommes du Savoir)

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Comprendre les biorythmes et leur impact sur la santé et le bien-être

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Notre organisme et ses processus physiologiques sont soumis aux oscillations de cycles biologiques naturels dont nous n’avons généralement pas conscience et que nous subissons sans forcément les comprendre. 

Nos muscles et notre système respiratoire sont les plus performants entre 17 et 19 heures...

Nos muscles et notre système respiratoire sont les plus performants entre 17 et 19 heures…

D’après les experts en chronobiologie, les êtres humains sont régis par quelque 150 rythmes biologiques différents, dont les mystères sont loin d’être élucidés à ce jour. Chacun de ces biorythmes est synchronisé en fonction de pendules internes ; le plus important se situe au niveau de l’hypothalamus et cale le mouvement de son balancier sur les signaux fournis par l’environnement extérieur comme l’alternance de la lumière et de l’obscurité (jour/nuit).

Vigilance, concentration, performance cérébrale, sommeil, sécrétions hormonales, rétention d’eau, performance musculaire, taux de sucre sanguin, métabolisme des graisses, température corporelle… tout est cyclique. Les rouages complexes de notre mécanique interne tournent en fonction d’horaires précis, avec des pics et des creux d’activité. Ainsi, le taux de testostérone, l’hormone mâle qui stimule la sexualité, est à son apogée tôt le matin vers 6h30 : voilà une heure propice aux câlins, n’en déplaise à ces dames! La concentration de cortisol, l’hormone fabriquée par les glandes surrénales et impliquée dans le métabolisme des glucides et des lipides, est maximale vers 7 heures du matin : c’est donc le meilleur moment pour consommer des graisses et des sucres. En revanche, l’activité et la tonicité musculaires et les capacités respiratoires sont faibles à cette heure matinale: elles augmentent progressivement pour atteindre leur apogée entre 17 heures et 19 heures. Le pic de l’activité cérébrale est situé, quant à lui, l’après-midi vers 15-16 heures, après l’heure naturelle de la sieste (entre 13 et 15 heures).

Les rythmes artificiels imposés socialement ne tiennent pas compte de nos besoins physiologiques : travail de nuit, décalages horaires, heures de veille et de repos variables selon les jours (travail, weekend, vacances…), inadaptation de nos activités aux variations saisonnières de luminosité (besoins accrus de sommeil en hiver, lorsque les nuits sont longues)… Les effets des désynchronisations de nos horloges biologiques ne sont pas toujours faciles à évaluer car ils dépendent de facteurs génétiques notamment et diffèrent d’une personne à l’autre. Cependant, les scientifiques s’accordent pour dire que celles-ci peuvent diminuer nos capacités et nos performances tant intellectuelles que physiques.

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Biorythmes et chronothérapie

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La chronopharmacologie montre que l’action d’un médicament et sa disponibilité dans le sang et les humeurs varient selon les horaires auxquels il est administré. Les pics et les creux d’efficacité et de tolérance diffèrent d’une molécule à l’autre. En chronothérapie, ces connaissances sont mises à profit pour optimiser certains traitements tout en réduisant leurs effets secondaires.

Un traitement médical peut être plus ou moins efficace ou bien toléré par le patient selon l'heure à laquelle il est administré.

Un traitement médical peut être plus ou moins efficace ou toléré par le patient selon l’heure à laquelle il est administré.

L’étude des rythmes et horloges biologiques a permis de démontrer que notre résistance aux agressions physiques (bruit, froid, chaleur, radiations ionistantes…) et chimiques (agents toxiques, poisons d’origine animale ou végétale…), varie selon un rythme circadien ou saisonnier. Dans les moments de moindre résistance où nous sommes plus fragiles, nous sommes plus exposés à certains accidents et problèmes de santé. Ainsi, les scientifiques ont pu observer que le plus grand nombre d’infarctus du myocarde se produisait vers 10 heures du matin et vers la fin de l’hiver. Les attaques d’asthme sont nocturnes dans sept cas sur dix. Boire de l’alcool le soir induit une plus forte ébriété et une chute plus importante des performances (vigilance, concentration…) que d’en consommer le matin.

La chronothérapeutique met à profit ces connaissances pour déterminer les horaires de traitement les plus favorables. En effet, notre résistance aux médicaments varie elle aussi en fonction du moment de la journée. Un choix judicieux de l’heure d’administration permet donc d’optimiser leurs effets désirés, de réduire ceux qui ne le sont pas et de diminuer les doses.

C’est en cancérologie que la compréhension de l’impact des biorythmes sur l’efficacité des traitements médicamenteux a eu les retombées les plus spectaculaires. Les traitements classiques comme la chimiothérapie sont très agressifs et généralement mal tolérés. Certains horaires permettent d’en réduire les effets secondaires tout en augmentant leur efficacité.

Des technologies médicales innovantes comme les pompes programmables pilotées par microprocesseurs permettent de moduler le débit de substances actives au cours de la journée. Les dosages sont augmentés ou réduits automatiquement selon un horaire précis pour une efficacité et une tolérance optimales.

L’aspirine, on le sait, a des effets anticoagulants utiles pour la prévention des maladies cardiovasculaires. Les recherches ont montré que pour être pleinement efficace, sa prise doit avoir lieu le soir plutôt que le matin où elle est très mal tolérée par l’estomac.
Une dose unique d’antibiotiques le matin est plus efficace que plusieurs doses plus petites réparties sur la journée.
Même si les crises d’asthme surviennent principalement en fin de soirée ou la nuit, les bronchodilatateurs doivent être administrés en début d’après-midi pour être efficaces.
En revanche, les antihistaminiques sont mieux tolérés et plus efficaces le soir, même si les crises de rhinite allergique frappent plutôt en matinée.

La chronothérapie permet également d’optimiser les effets des anesthétiques locaux, des antidouleurs et des hormones et leurs dérivés. Cependant, malgré qu’elle constitue un progrès notable dans les moyens de traitement, peu de professionnels de la santé la maîtrisent actuellement.

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