Le rythme circadien : comprendre ce type de rythme biologique

La chronobiologie, l’étude des différents types de rythmes biologiques de l’organisme, connaît un essor ces dernières années. Et pour cause, un dérèglement du rythme biologique peut avoir un impact important sur la santé. Il est donc important de mieux connaître ces rythmes pour pouvoir les respecter. 

C’est le cas notamment du rythme circadien. De quoi s’agit-il ? Par quoi est-il influencé ? Quels sont les troubles du cycle circadien et leurs conséquences ? C’est ce que nous allons voir dans cet article sur le rythme circadien.

Rythme circadien définition

Ce rythme tient son nom du latin « circa » qui signifie « environ/autour ». Et de « dies » qui signifie « jour ». Ce terme signifie donc littéralement cycle qui dure environ un jour

Plus précisément, le rythme circadien désigne un type de rythme biologique de l’organisme. Il est basé sur l’alternance entre la veille et le sommeil. S’il est en général de 24h, cette durée peut varier d’une personne à l’autre. Avec un décalage de 1 à 2h maximum entre les individus. Même s’il peut varier d’un individu à l’autre, le rythme circadien reste généralement stable pour chaque personne. Et ce, tout au long de chaque période de la vie. 

Rythme circadien

Le cycle circadien correspond aux différents changements des états mentaux et physiques qui ont lieu sur 24h. Il s’agit d’un rythme appelé endogène, car il provient directement de l’organisme. C’est ce que l’on appelle communément l’horloge interne.

Elle régule presque toutes les fonctions de l’organisme. Cela signifie que des troubles du rythme circadien peuvent avoir de lourdes conséquences sur la santé. Cela peut affecter le sommeil, le métabolisme, le fonctionnement du système cardiovasculaire. Ou encore le système immunitaire

Le rythme veille/sommeil: un des mécanismes du rythme circadien

Le rythme circadien se base en priorité sur l’alternance entre veille et sommeil. C’est-à-dire qu’il permet au corps de faire la différence entre journée et nuit. 

Le rythme circadien est contrôlé par une zone du cerveau influencée par la lumière, qu’on appelle le stimulateur circadien.  Notamment celle du jour avec le soleil. Lorsque la lumière atteint l’œil, elle stimule les cellules nerveuses qui se trouvent à l’arrière (la rétine). Envoyant ainsi des influx nerveux vers cette zone précise.  Ces influx servent à « prévenir » le cerveau qu’il doit arrêter la production de mélatonine, l’hormone du sommeil.

À l’inverse, lorsque la lumière du jour diminue, cette zone n’est pas stimulée. Alors le cerveau comprend que c’est le signal pour lui de commencer à sécréter de la mélatonine.

Une bonne régulation du cycle circadien ne passe donc pas un bon équilibre veille/sommeil. Cependant, ce mécanisme veille/sommeil diffère d’un individu à l’autre. 

Certaines personnes sont des « lève-tôt », alors que d’autres sont des « couche-tard ».  Ces différences entre horaire de réveil et de coucher entre individus sont donc normales. Elles ne sont pas considérées comme des troubles du cycle circadien. À condition que les personnes puissent :

  • Se lever si elles ont une activité prévue le matin. Savoir se mettre au lit suffisamment tôt la veille pour avoir assez d’heures de sommeil.
  • Se coucher et se lever chaque jour à la même heure si elles le désirent.
  • Réussir à s’adapter à un nouvel horaire de sommeil et de réveil en seulement quelques jours. 

On parle de trouble si les personnes s’endorment et se lèvent à n’importe quelle heure. Elles sont dans l’incapacité de se coucher ou de se lever lorsqu’elles le peuvent ou le souhaitent

Pour toutes ces raisons, le rythme veille/sommeil est un élément clé du bon fonctionnement du rythme circadien.

Ces éléments qui influencent le rythme circadien

La lumière

Comme nous venons de le voir, elle joue un rôle crucial dans la régulation du cycle circadien. Elle permet de se synchroniser sur le cycle journée/nuit. Ce qui permet à notre cerveau d’envoyer des signaux adéquats à notre corps. Comme, sécréter ou non de la mélatonine.

Grâce à l’exposition à la lumière la journée (soleil), et à l’obscurité la nuit, l’horloge interne se synchronise sur 24h. Un exemple de rythme circadien classique a une durée de 24h10. Diverses expériences ont montré que dans des conditions extrêmes, le cycle de cette horloge reste « stable ». Par exemple les sujets étaient maintenus dans le noir, ou avec très peu de lumière. En moyenne le cycle circadien dans ces conditions dure entre 23h30 et 24h30. 

Mais selon l’horaire d’exposition, celle-ci a un effet différent sur le rythme circadien :

Exposition tardive : entre 17h et 5h du matin. Elle a pour effet de retarder l’horloge interne.

Exposition précoce : entre 5h du matin et 17h. À l’inverse, elle avance l’horloge interne.

C’est notamment pour cette raison que la lumière, notamment la lumière bleue des écrans, est déconseillée avant le coucher. Nous y reviendrons plus en détail dans la suite de cet article. 

La mélatonine

Elle est intrinsèquement liée au rythme circadien. Peu avant l’heure du coucher, le taux de sécrétion augmente, dans le but de favoriser l’endormissement.

C’est entre 2h et 4h du matin que le taux de mélatonine est le plus élevé. Puis le taux diminue petit à petit, jusqu’à être presque nul le matin, au moment du réveil. 

Plusieurs études ont montré que le rythme de sécrétion reste identique, même chez des personnes plongées dans le noir. Cette sécrétion de l’hormone du sommeil est donc bien contrôlée par l’horloge interne.

Cependant, plusieurs facteurs peuvent influencer sa production. C’est le cas de la lumière des écrans, qui « trompe » l’organisme, lui faisant croire qu’il fait encore jour. La sécrétion se fait donc plus tard, ce qui retarde le moment de l’endormissement. Au contraire, une exposition à la lumière le matin permet d’avancer l’horloge. Cela peut être utile pour lutter contre les symptômes liés au décalage horaire ou au changement d’heure. 

Troubles du rythme circadien

Les causes des troubles

1. Avance de phase

C’est par exemple lorsque les personnes s’endorment tôt (par exemple vers 20h) et qu’elles se lèvent tôt (vers 4h). Si cela affecte majoritairement les personnes âgées, tout le monde peut souffrir d’une avance de phase. 

2. Retard de phase

Comme son nom l’indique, il s’agit du phénomène inverse du précédent. Les personnes s’endorment donc très tard, généralement au milieu de la nuit. Le lendemain, si elles le peuvent, le réveil se fera spontanément en fin de matinée. Cela peut poser problème si la personne en retard de phase doit se rendre au travail par exemple. Dans ce cas, et si ça persiste, elle souffrira d’un gros manque de sommeil.

Ce retard est souvent observé en période de puberté chez les adolescents et les jeunes adultes

3. Libre court

Ce phénomène s’observe principalement chez les personnes aveugles, qui sont mal diagnostiquées ou mal traitées. Puisque l’œil n’est pas fonctionnel, l’horloge interne ne se synchronise pas avec la lumière. L’individu suit donc un rythme biologique non synchronisé. La durée de ce cycle varie entre 23h30 et 24h30. Ce qui fait que la personne, sans le savoir, décale son sommeil. Et ce, petit à petit chaque jour. Cela a une influence sur la qualité du sommeil. 

4. Travail de nuit

Un travail de nuit entraîne une désynchronisation (un décalage) de l’horloge biologique. Ceci est dû aux changements d’exposition à la lumière. La journée, ces personnes dorment et n’ont donc pas assez d’exposition.

En plus de provoquer un dérèglement du rythme biologique, le travail de nuit entraîne généralement une dette de sommeil. L’organisme n’est pas « fait » pour dormir la journée. Le sommeil est donc plus court et moins réparateur. 

Cela peut avoir de lourdes conséquences sur la santé. De nombreuses études ont prouvé que le travail de nuit est un facteur aggravant de risque de cancers.

5. La lumière bleue

Avec une intensité perçue, la lumière bleue LED active 70 fois plus les récepteurs qu’une lumière blanche. Ce qui a un effet sur le rythme circadien. Le cerveau continue de capter la lumière, qu’il « confond » avec la lumière du jour. Il retarde donc l’envoi d’influx nerveux pour la sécrétion de mélatonine. L’endormissement est retardé.  À long terme, cela peut avoir des effets sur la santé. Notamment en provoquant des troubles métaboliques comme le diabète, le surpoids ou encore l’obésité

Les symptômes des troubles du rythme circadien

Nous venons de le voir, un dérèglement du cycle circadien peut avoir diverses causes. Mais comment se manifeste ce décalage ? Les symptômes sont divers, on peut citer entre autres :

  • Manque de sommeil
  • Troubles de l’humeur
  • Fatigue intense (physique et mentale)/baisse d’énergie
  • Dépression
  • Anxiété
  • Somnolence pendant la journée
Horloge biologique

Bien sûr cette liste n’est pas exhaustive. Certaines personnes auront des difficultés à se concentrer et à effectuer leur travail par exemple. Ou n’arriveront plus à accomplir une activité qu’elles arrivaient à faire sans problème avant.

Pour pallier ces symptômes, certains individus ont tendance à augmenter leur consommation d’alcool, de stupéfiants et/ou de somnifères. Et ce, dans le but de dormir ou au contraire de rester éveillé

Ces symptômes peuvent s’aggraver dans certaines conditions. Par exemple, en cas de changement de poste de travail (travail de nuit/journée), ou de changements fréquents de fuseaux horaires. 

De même, ils peuvent s’aggraver dans le cas d’une avance de phase. C’est-à-dire si les changements font que la personne se couche et se lève plus tôt. Il est plus « facile » de retarder le sommeil que de l’avancer.  L’avance de phase se fait par exemple lorsque les personnes voyagent en avion vers l’Est. Ou lorsqu’elles passent d’un poste de travail de jour à un poste de nuit.

Si ces symptômes sont liés à une cause externe, d’autres rythmes circadiens sont affectés. Comme la sécrétion hormonale et la température. Ce qui peut rendre les personnes irritables, nauséeuses ou entraîner une dépression.

En général, si les symptômes sont liés à une cause qui peut être « corrigée, ils disparaissent en quelques jours. Le temps que les rythmes biologiques affectés se réajustent. 

Les traitements contre les troubles du rythme circadien

Traitement naturel

Pour lutter de manière naturelle, et retrouver un équilibre, plusieurs solutions existent. Par exemple, le fait de prendre les repas à un horaire régulier peut permettre de synchroniser les rythmes.

Plusieurs études en chronobiologie ont montré qu’une alimentation très répartie sur 24h désynchronise les horloges.  En plus d’aider à rééquilibrer les cycles, avoir une alimentation à horaire régulier aide à lutter contre d’autres troubles de santé. Cela diminue les risques de surpoids et d’obésité.

Des études ont montré un lien entre heures de repas et risque de cancer du sein ou de la prostate. Selon les résultats, les personnes qui mangent dans l’heure qui précède le coucher présentent un risque accru de cancer. En comparaison avec des personnes qui mangent plusieurs heures avant d’aller se coucher. 

Autres traitements

Si un traitement naturel n’est pas suffisant, d’autres protocoles peuvent être mis en place. Comme la photothérapie

Aussi appelée luminothérapie, cette technique consiste, comme son nom l’indique, à exposer l’individu à la lumière.  Cependant, cela doit être fait selon des règles précises. Il s’agit de s’exposer à une lumière de forte intensité sur une durée précise. En général, cela dure entre 30 minutes et 1h. Pour être efficace, cette exposition doit se faire à un horaire régulier. Celui-ci est défini en fonction de chaque individu et du trouble concerné, et ce, par un professionnel de santé.

De même, en cas de trouble, le médecin peut prescrire des médicaments. Notamment à base de mélatonine. Ces médicaments sont généralement à prendre le soir afin de stimuler la production de l’hormone de sommeil. 

FAQ – Rythme circadien

Quels sont les trois rythmes biologiques ?

En chronobiologie, on définit trois rythmes biologiques :

Rythme circadien : communément appelé horloge interne. Il s’agit d’un rythme de 24h environ

Rythme infradien : il a une fréquence inférieure au rythme circadien. Avec une durée pouvant aller de quelques jours à plusieurs mois. Il est supérieur à 28 h et est génétiquement ancré. C’est par exemple les cycles menstruels, les cycles d’hibernation. Ou encore les rythmes de croissance des champignons.

Rythme ultradien : il a une fréquence supérieure au rythme circadien. Par exemple, le cycle de phase de 90 minutes qui rythme le sommeil est un rythme ultradien.

Où se trouve l’horloge biologique dans le corps ?

D’un point de vue physique, elle se trouve au cœur du cerveau. C’est pour cela que l’on considère cette horloge biologique comme endogène. C’est-à-dire qui provient de l’organisme. 
Plus précisément, elle se situe dans l’hypothalamus et comprend deux noyaux suprachiasmatiques. Chacun de ces noyaux contient environ 10 000 neurones dont l’activité électrique oscille sur 24h

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