L'une des caractéristiques les plus importantes d'un animal migrateur est sa capacité à "lire" l'heure. Comme vous le constaterez lors des migrations de ce printemps, la survie même d'un animal dépend de sa présence au bon endroit au bon moment. Tous les êtres vivants, y compris les humains, sont guidés par des mécanismes internes appelés horloges biologiques.
Les animaux répondent également aux signaux externes, tels que la température et la disponibilité de la nourriture, mais les horloges internes sont câblées pour la survie. Par exemple, si un animal en hibernation attend de grossir jusqu'à ce qu'il fasse froid, il n'aura peut-être pas le temps de stocker de l'énergie pour l'hiver. Mais son horloge biologique signale au cerveau d’emballer les aliments au bon moment.
Comment fonctionne votre horloge biologique?
Pour la grande majorité des adultes, on a l'impression de faire un plongeon énergétique juste après l'heure du déjeuner, soit entre 13h et 15h et il est préférable de vouloir tarder pour aller faire une sieste. Il est également courant de se baigner au milieu de la nuit, puis entre 02h00 et 04h00. Bien sûr, ces heures peuvent différer d'une personne à l'autre, car il s'agit de soi-disant oiseaux de nuit et d'autres personnes du matin. L'énergie diminue elle-même et les virages entre fatigue et vigilance sont également plus prononcés si vous manquez de sommeil, alors vous dormez bien, vous ne connaissez tout simplement pas votre rythme circadien de la même manière. De bonnes habitudes de sommeil sont donc optimales pour vous et votre rythme circadien et meilleures si vous vous allongez et vous réveillez tous les jours à la même heure. C'est lorsque les choses changent, telles que le décalage horaire dû au voyage, les matinées de sommeil et les soirées tardives, qu'il est difficile pour votre rythme circadien de fonctionner de manière optimale. Et surtout, pour sentir que votre horloge biologique ne correspond pas à votre emploi du temps, beaucoup peuvent se reconnaître et avoir du mal à se rendre au travail.De nouvelles recherches ont été présentées où vous pouvez, grâce à une analyse de sang, identifier le moment de votre propre horloge biologique. L'échantillon de sang s'appelle "TimeSignature" et évalue des dizaines de gènes pour être en mesure de révéler le rythme circadien de chaque individu, ainsi que tout ce qui se passe au cours de la journée et qui fait tourner votre horloge entre fatigue et vigilance. Dans l'étude, deux échantillons de sang ont été prélevés à environ 12 heures d'intervalle. En examinant un ensemble de 40 gènes différents présents dans le sang, on pourrait alors voir l'horloge biologique d'une personne, bien qu'avec un diff d'environ une heure et demie, grâce à un processus informatique mesurant les gènes. Les échantillons de sang du test peuvent être prélevés à tout moment de la journée et les résultats sont corrects, que vous ayez bien dormi ou non. Les chercheurs de Northwestern ont déposé une demande de brevet pour le test sanguin, mais celui-ci doit encore être validé avant sa commercialisation sur le marché.
L'horloge biologique est-elle une caractéristique biologique génétiquement déterminée ?
Chaque organisme a une durée de vie très caractéristique. Il existe des différences frappantes dans la durée de vie entre les différentes espèces, mais dans une espèce, le paramètre est relativement constant. Par exemple, la durée moyenne de la vie humaine n’a guère changé en milliers d’années. Bien que de plus en plus de personnes atteignent un âge avancé en raison de l'évolution des soins médicaux et d'une meilleure nutrition, la limite supérieure caractéristique de la plupart reste de 80 ans.Si une durée de vie est une caractéristique biologique génétiquement déterminée, il est logiquement nécessaire de proposer l'existence d'une horloge interne, qui mesure et contrôle en quelque sorte le processus de vieillissement et qui détermine finalement la mort comme dernière étape d'un programme fixe. Tout comme la durée de vie, le taux métabolique a, pour différents organismes, une relation mathématique fixe avec la masse corporelle. En comparaison avec la durée de vie, cette relation est «inversée»: plus l’organisme est grand, plus son taux métabolique est faible. Encore une fois, cette relation est valable non seulement pour les oiseaux, mais également, en moyenne, au sein de l'unité systématique, pour tous les autres organismes (plantes, animaux, organismes unicellulaires).
Comment déterminer l'horloge biologique d'une personne
Jusqu'à présent, il était très difficile et coûteux d'établir le rythme circadien d'un individu. Vous pouvez prélever des échantillons de salive ou d'urine toutes les heures pendant 1 à 2 jours pour mesurer les niveaux d'hormones présentes dans la vigilance et le sommeil. On a également pu mesurer la température corporelle via une sonde rectale. L'échantillon de sang est une alternative moins chère et également importante pour les médecins. Non seulement dans le traitement des problèmes de sommeil, mais aussi dans les médicaments. Les experts du sommeil estiment que puisque l'horloge biologique de chacun fonctionne différemment, il est nécessaire de savoir comment frappe l'horloge d'un patient particulier pour pouvoir personnaliser ses médicaments. Il existe également des signes indiquant que, par exemple, la chimiothérapie fonctionne mieux lorsqu'elle est administrée à des moments spécifiques, lorsque les cellules cancéreuses sont activement partagées.Conclusion
Ce n'est que relativement récemment que les biologistes ont pris conscience du fait que les processus organismiques ne se déroulent pas nécessairement à une vitesse constante lorsqu'ils sont étudiés en laboratoire dans des conditions standard non invariables.Au lieu de cela, il a été constaté que de nombreux processus physiologiques subissent des modifications cycliques dont les périodes durent environ vingt-quatre heures. Parce que ces changements quotidiens persistent en l’absence de modifications naturelles de l’environnement jour et nuit, on pense que les organismes possèdent leur propre mécanisme physiologique pour conserver le temps. Jusqu'à présent, la nature exacte de l'horloge biologique n'a pas été découverte.
L’étude des processus rythmiques chez une grande variété de plantes et d’animaux a permis d’élucider un certain nombre de propriétés communes. Ces propriétés ont ensuite été utilisées pour construire deux hypothèses majeures et opposées - les versions exogène et endogène - du mécanisme de l'horloge biologique.
