Les rythmes circadiens sont des cycles de 24 heures qui font partie de l’horloge interne de l’organisme et qui fonctionnent en arrière-plan pour assurer les fonctions et processus essentiels. L’un des rythmes circadiens les plus importants et les plus connus est le cycle veille-sommeil.
Notre horloge biologique est donc un mécanisme intégré qui nous indique quand il est temps de faire une activité, comme dormir. Cette horloge peut être influencée par des signaux externes, appelés zeitgebers.
C’est un terme latin combinant « circa », qui signifie autour, et « diem », qui signifie jour. C’est pourquoi nous entendons généralement dire que les rythmes circadiens sont quotidiens par nature.
Différents systèmes de l’organisme suivent des rythmes circadiens qui sont synchronisés avec une horloge maîtresse située dans le cerveau. Cette horloge maîtresse est directement influencée par les signaux environnementaux, notamment la lumière, ce qui explique pourquoi les rythmes circadiens sont liés au cycle du jour et de la nuit.
Lorsqu’il est correctement aligné, le rythme circadien peut favoriser un sommeil régulier et réparateur. Mais lorsque ce rythme circadien est déréglé, il peut créer d’importants problèmes de sommeil, notamment des insomnies. Les recherches révèlent également que les rythmes circadiens jouent un rôle essentiel dans divers aspects de la santé physique et mentale.
Comment fonctionne le rythme circadien ?
Les rythmes circadiens contribuent à l’optimisation des processus de l’organisme à différents moments d’une période de 24 heures.
Les rythmes circadiens existent dans tous les types d’organismes. Par exemple, ils permettent aux fleurs de s’ouvrir et de se fermer au bon moment et empêchent les animaux nocturnes de quitter leur abri pendant la journée, alors qu’ils seraient exposés à davantage de prédateurs.
Chez l’homme, les rythmes circadiens coordonnent les systèmes mentaux et physiques dans tout le corps. Le système digestif produit des protéines qui correspondent au moment habituel des repas, et le système endocrinien régule les hormones en fonction de la dépense énergétique normale.
En fonction de notre âge et de nos habitudes de vie, notre rythme naturel peut changer, mais nous constatons généralement des pics et des creux d’énergie constants, nos niveaux d’énergie les plus bas se situant entre 2 heures et 4 heures du matin. Nous avons également tendance à ressentir un creux dans l’après-midi, généralement entre 13 et 15 heures, ce qui explique pourquoi certaines cultures font des siestes après le déjeuner.
L’horloge-mère
Les rythmes circadiens de l’ensemble du corps sont reliés à une « horloge mère » située dans le cerveau. Plus précisément, elle se trouve dans le noyau suprachiasmatique (NSC), qui se trouve dans une partie du cerveau appelée hypothalamus. À différents moments de la journée, les gènes de l’horloge dans le noyau suprachiasmatique envoient des signaux pour réguler l’activité dans tout le corps.
Le NSC est très sensible à la lumière et il reçoit des signaux pour coordonner les horloges internes de l’organisme. Pour cette raison, les rythmes circadiens sont étroitement liés au jour et à la nuit. Bien que d’autres signaux, comme l’exercice, l’activité sociale et la température, puissent influer sur l’horloge maîtresse, la lumière est l’influence la plus puissante sur les rythmes circadiens.
Un rythme circadien est-il la même chose que l’horloge biologique ?
Les horloges biologiques aident à réguler la synchronisation des processus corporels, y compris les rythmes circadiens. Mais il y a plusieurs horloges biologiques (les périodes menstruelles pour une femme, l’age…) Un rythme circadien est un effet d’une horloge biologique, mais toutes les horloges biologiques ne sont pas circadiennes. Par exemple, les plantes s’adaptent aux changements de saison grâce à une horloge biologique dont le rythme est différent du cycle de 24 heures.
Comment le rythme circadien affecte-t-il le sommeil ?
Lorsque l’on parle de rythme circadien, c’est le plus souvent dans le contexte du sommeil. Le cycle veille-sommeil est l’un des exemples les plus clairs et les plus critiques de l’importance des rythmes circadiens.
Pendant la journée, l’exposition à la lumière amène l’horloge mère à envoyer des signaux qui génèrent de la vigilance et nous aident à rester éveillés et actifs. À la tombée de la nuit, l’horloge mère déclenche la production de mélatonine, une hormone qui favorise le sommeil, puis continue à transmettre des signaux qui nous aident à rester endormis toute la nuit.
De cette façon, notre rythme circadien aligne notre sommeil et notre éveil sur le jour et la nuit pour créer un cycle stable de repos réparateur qui permet une activité diurne accrue.
Quels sont les effets du rythme circadien en dehors du sommeil ?
Si le cycle veille-sommeil est l’un des rythmes circadiens les plus marquants, ces horloges internes de 24 heures jouent un rôle vital dans pratiquement tous les systèmes de l’organisme.
La recherche continue de découvrir des détails sur les rythmes circadiens, mais des preuves les ont reliés au métabolisme et au poids par la régulation de la glycémie et du cholestérol. Les rythmes circadiens influencent également la santé mentale, notamment le risque de maladies psychiatriques comme la dépression et le trouble bipolaire, ainsi que le risque de maladies neurodégénératives comme la démence.
Certains éléments indiquent que les rythmes circadiens ont une influence importante sur le système immunitaire ainsi que sur les processus de réparation de l’ADN qui sont impliqués dans la prévention du cancer. Des recherches préliminaires indiquent que les cycles circadiens peuvent influencer l’efficacité des médicaments anticancéreux et que de nouveaux médicaments pourraient être capables d’exploiter les horloges biologiques pour tuer les cellules cancéreuses.
Que se passe-t-il lorsque le rythme circadien est perturbé ?
Lorsque le rythme circadien est perturbé, cela signifie que les systèmes de l’organisme ne fonctionnent pas de manière optimale.
Une perturbation du rythme circadien veille-sommeil peut entraîner de graves problèmes de sommeil. Sans les signaux appropriés de l’horloge interne du corps, une personne peut avoir du mal à s’endormir, se réveiller pendant la nuit ou être incapable de dormir aussi longtemps qu’elle le souhaite le matin. La durée totale de son sommeil peut être réduite, et un rythme circadien perturbé peut également se traduire par un sommeil plus superficiel, fragmenté et de moindre qualité.
En outre, des études ont identifié les perturbations du rythme circadien comme des facteurs potentiels de l’apnée obstructive du sommeil , un trouble du sommeil marqué par des arrêts répétés de la respiration. L’apnée réduit les niveaux d’oxygène de l’organisme et provoque de nombreuses interruptions du sommeil au cours de la nuit.
Dans l’ensemble, un rythme circadien mal aligné peut avoir de nombreux effets négatifs sur le sommeil, augmentant le risque d’insomnie et de somnolence diurne excessive. Étant donné le rôle essentiel du sommeil pour la productivité et la santé globale, les conséquences sont souvent importantes lorsque le rythme circadien d’une personne est déréglé.
Qu’est-ce qui peut perturber le rythme circadien ?
Les perturbations du rythme circadien peuvent se produire à court ou à long terme. Les experts ont identifié un certain nombre de types de troubles du rythme circadien veille-sommeil en fonction de leurs caractéristiques et de leurs causes.
Retard de la phase veille-sommeil
Le retard de la phase veille-sommeil est associé aux personnes qui se considèrent comme des « oiseaux de nuit ». Au lieu d’une routine de 24 heures, leur cycle est retardé d’environ deux heures. Ainsi, au lieu de se sentir somnolent à 10 heures du soir, ils peuvent ne pas l’être avant minuit. Cela peut être gênant pour les étudiants et les professionnels qui doivent se réveiller tôt pour commencer leur journée de travail.
Pour fonctionner, de nombreuses personnes souffrant d’un retard de phase de sommeil et d’éveil doivent se contenter de moins de sommeil pendant la semaine, puis faire la grasse matinée le week-end. C’est un cycle perpétuel où l’on essaie de « rattraper » le sommeil sans succès.
Trouble du décalage horaire (Jet Lag)
Ce trouble appelé Jet lag survient lorsqu’une personne traverse plusieurs fuseaux horaires en un court laps de temps et tire son nom du fait qu’il est souvent ressenti par les personnes qui prennent des vols longue distance. Jusqu’à ce que le rythme circadien d’une personne puisse s’acclimater au cycle jour-nuit de son nouveau lieu de résidence, elle risque de souffrir de problèmes de sommeil et de fatigue dus au décalage horaire.
Le travail en décalé
Les obligations professionnelles peuvent entraîner des perturbations majeures du rythme circadien d’une personne. Le travail en décalé, en dehors des heures habituelles de 9 heures à 17 heures, qui exige de travailler toute la nuit et de dormir le jour, place l’horaire de sommeil d’une personne en décalage direct avec les heures de clarté locales.
Les problèmes de santé signalés chez les travailleurs de nuit sont nombreux. En maintenant un horaire qui vous oblige à vous lever au milieu de la nuit et à dormir pendant la journée, vous mettez votre horloge biologique à l’envers et vous rejetez tous les signaux de Mère Nature concernant l’heure de l’éveil et du sommeil.
Les scientifiques travaillent activement à trouver des moyens de rendre cette situation moins préjudiciable à notre santé, mais en attendant, si vous êtes contraint de vivre avec ce type d’horaire, faites de votre mieux pour vous assurer de maintenir le même horaire, même pendant vos jours de repos.
Trouble avancé de la phase du sommeil
Les personnes souffrant de ce type de problème sont fatiguées tôt le soir et se réveillent très tôt le matin. On parle d’une fatigue extrême à 21h et de se réveiller à 4h du matin. Même si elles veulent se lever plus tard ou se coucher plus tard, les personnes atteintes d’un trouble avancé de la phase du sommeil ne peuvent généralement pas le faire. Elles se retrouvent à fixer le plafond tôt le matin. Ce trouble est quand même relativement rare, touchant environ 1 % des personnes, et se produit plus fréquemment chez les adultes plus âgés. Dans certains cas, le trouble avancé de la phase du sommeil peut être lié à une cause génétique héréditaire.
Si vous vous retrouvez dans ce genre de comportement, réveillé très tôt le matin, évitez la tentation de prendre des stimulants, comme la caféine le soir ou des somnifères à trois heures du matin. Réfléchissez plutôt aux moyens d’en tirer profit, comme un travail qui nécessite de se lever tôt ou pour faire du sport..
Le trouble de la phase du sommeil retardé
A l’inverse du précédent trouble, ce type de perturbation du rythme circadien est associé aux « noctambules » qui veillent tard le soir et se couchent tard le matin. Ce trouble est rare dans la population générale (1 ou 2 personnes sur 1 000), mais touche jusqu’à 16 % des adolescents. La cause exacte est inconnue mais peut être liée à la génétique, à des conditions physiques sous-jacentes et au comportement d’une personne.
Rythme veille-sommeil irrégulier
Les personnes atteintes de ce trouble rare n’ont pas de rythme de sommeil régulier et peuvent faire de nombreuses siestes ou de courtes périodes de sommeil au cours d’une journée de 24 heures. Il est souvent lié à des conditions qui affectent le cerveau, comme la démence ou les lésions cérébrales traumatiques, qui limitent le bon fonctionnement de l’horloge maîtresse dans l’hypothalamus.
D’autres troubles découlent d’un problème sous-jacent qui entraîne une incapacité à recevoir ou à traiter les signaux environnementaux qui régulent l’horloge maîtresse de l’organisme. Dans certaines situations, des causes génétiques peuvent être impliquées, ou la cause peut rester inconnue.
Comment respecter son rythme circadien ?
Bien que nous n’ayons pas le contrôle total de notre rythme circadien, il existe des conseils qui peuvent vous aider à régler votre cycle de sommeil sur les 24 heures.
Cela va demander un engagement, et la meilleure chose à faire est de planifier un horaire que vous pouvez respecter. Par exemple, vous devez vous efforcer de vous coucher à la même heure chaque soir et de vous réveiller à la même heure chaque matin…et même le weekend !
- Dormir suffisamment
En général, nous avons besoin de sept à neuf heures de sommeil par nuit. Déterminez votre nombre idéal d’heures de sommeil et prévoyez d’en profiter chaque nuit. Si vous ne dormez pas assez, vous aurez tendance à faire une sieste en fin d’après-midi ou en soirée, ce qui bouleversera complètement votre emploi du temps.
- Exposez vous au soleil
L’exposition à la lumière naturelle, surtout en début de journée, contribue à renforcer le signal circadien le plus fort. La lumière est le déclencheur externe le plus puissant pour synchroniser notre horloge biologique. Le soleil, l’air frais et l’exercice physique constituent une combinaison puissante pour vous réveiller et vous donner de l’énergie pour la journée à venir.
- Faites de l’exercice tous les jours
L’activité physique pendant la journée peut soutenir votre horloge interne et vous aider à vous endormir plus facilement le soir.
- Evitez la caféine
Les stimulants comme la caféine peuvent vous tenir éveillé et perturber l’équilibre naturel entre le sommeil et l’éveil. La tasse de café de l’après-déjeuner peut perturber votre horloge biologique. La caféine peut rester dans votre organisme jusqu’à douze heures et, même si elle n’est pas aussi forte qu’à la première gorgée, vous devez prévoir d’arrêter de boire du café à midi chaque jour.
- Limitez la lumière artificielle le soir
L’exposition à la lumière artificielle (lumière bleue) le soir peut perturber le rythme circadien. La nuit, les lumières de votre téléphone et de votre télévision perturbent la production de mélatonine. La mélatonine est l’hormone qui induit le sommeil, donc si votre organisme n’en contient pas suffisamment, il vous faudra plus de temps pour vous endormir. Les experts conseillent de tamiser les lumières et d’éteindre les appareils électroniques avant de se coucher, et de ne pas les laisser dans la chambre à coucher ni sur le matelas.
Ces mesures visant à améliorer l’hygiène du sommeil peuvent constituer un élément important du maintien d’un rythme circadien sain, mais d’autres mesures peuvent être nécessaires selon la situation. Si vous avez des problèmes de sommeil persistants ou graves, une somnolence diurne et/ou un horaire de sommeil problématique, il est important de consulter un médecin qui pourra diagnostiquer la cause et proposer le traitement le plus approprié.
Le rythme circadien affecte-t-il le fonctionnement de l’organisme et la santé ?
Oui, notre rythme circadien est lié à plusieurs fonctions biologiques de notre corps, et pas seulement au sommeil. Il est également impliqué dans la cicatrisation des plaies, la production d’hormones, l’appétit et la température corporelle.
Un rythme circadien désynchronisé peut entraîner divers problèmes de santé, notamment la prise de poids, le diabète et la dépression.
Les hormones affectent-elles mon horloge biologique ?
Oui, plusieurs hormones varient leur niveau de production à différents moments de la journée pour signaler votre horloge biologique. Nous avons déjà évoqué la façon dont l’hormone mélatonine augmente sa production la nuit pour signaler qu’il est temps de se coucher. Cette hormone a un calendrier de production qui est à l’opposé de celui du cortisol, une hormone du stress dont les niveaux sont plus élevés pendant la journée.
L’horloge de notre corps signale également quand il est temps de libérer des hormones de croissance, qui sont à leur maximum pendant le sommeil, lorsque nous sommes en train de croître et de réparer les tissus. Il existe même une hormone antidiurétique qui nous empêche de nous lever la nuit pour aller aux toilettes.
En conclusion
Notre corps remplit d’innombrables fonctions auxquelles nous ne pensons même pas. Il contrôle nos battements cardiaques, notre respiration et notre digestion, le tout sans que nous intervenions consciemment. Notre rythme circadien est également l’une de ces fonctions auxquelles nous ne pensons pas, mais comme nous avons le contrôle sur son fonctionnement, nous devons faire de notre mieux pour qu’il soit aussi proche que possible d’un cycle idéal de 24 heures.
Sources : Inserm – 4 Timely Facts About Our Biological Clocks – The genetics of circadian rhythms, sleep and health
