2. Les Rythmes Biologiques

Question 1

Définition des rythmes biologiques

Answer 1

Ensemble des phénomènes physiques ou comportementaux
Ayant une périodicité (=revenant à intervalles constants)
Dont l’intensité varie de manière cyclique au cours du temps.

Question 2

Définition du rythme circadien

Answer 2

Rythme dont la période est d’environ 24h

Basé sur l’alternance du jour et de la nuit

Question 3

Exemples de rythmes circadiens

Answer 3

Rythmes veille/sommeil
Température corporelle: évolue toute la journée selon un cycle identique chaque jour
Sécrétion du cortisol: libération du sucre dans le sang

Question 4

Définition rythme ultradien

Answer 4

Rythme dont la période est inférieure à 20h

Question 5

Exemples de rythmes ultradiens

Answer 5

Vigilance: période de 90 mn

Sécrétion du GnRH (hormone sexuelle): sécrétée par l’hypothalamus toutes les 1 à 2h

Question 6

Définition rythme infradien

Answer 6

Rythmes dont la période est mesurée en mois ou en année

Question 7

Exemples de rythmes infradiens

Answer 7

Cycle menstruel

Cycle circannuel: un an (comportements des animaux liés aux saisons)

Question 8

Fonctions des rythmes biologiques

Answer 8

1/Anticiper les changements cycliques de l’environnement pour mieux s’y adapter
= forme d’adaptation préventive pour la survie et l’alimentation
2/ Synchroniser les activités des membres d’une espèce sociale en terme d’alimentation et de reproduction

Question 9

Description de l’expérience dite de «libre cours»

Answer 9

Appareillage:
Rat installé dans une cage avec une roue.
Roue relié à un stylet qui enregistre l’activité ➡️ produit un tracé appelé actogramme.
Résultats:
Période d’activité et de repos se produisent de manière identique chaque jour.

Question 10

Expérience sur le rythme circadien

Answer 10

Problématique:
Rythme endogène ou exogène?
Méthodes:
Suppression des variations des stimuli extérieurs (lumière constante, plus de variation de T°, etc…)
Résultats:
L’alternance veille/repos conservée mais se décale d’une heure par jour environ
Au bout de 12 jours, le rythme veille/repos est inversée

Question 11

Résultats de l’expérience sur le rythme circadien chez l’Homme

Answer 11

Résultats identiques au rat: décalage d’une heure par jour environ.

Question 12

Que peut-on déduire des expériences sur les rythmes circadiens?

Answer 12

Rythme endogène, déterminé par une horloge interne.

Mais besoin de synchronisation avec le milieu extérieur qui fournit des «donneurs de temps»

Question 13

Quelles sont les 2 périodes sensibles chez l’Homme?

Answer 13

L’aube et le crépuscule pendant lesquelles l’horloge interne est comparée aux donneurs de temps.

Question 14

Quelles est la durée de l’horloge interne chez l’Homme?

Answer 14

Pour la plupart des individus: 25h = horloge interne à longue période
D’autres plus rares: 23h = horloge interne courte

Question 15

Quel est le support cérébral de l’horloge interne?

Answer 15

Le noyau supra chiasmatique ou NSC.

Il fait partie de l’hypothalamus et est situé juste au dessus du chiasma optique.

Question 16

Que se passe-t-il en cas d’ablation du NSC?

Answer 16

Disparition des rythmes circadiens: la quantité de veille/sommeil reste identique mais le rythme devient aléatoire.

Question 17

Que se passe-t-il si on greffe un NSC à un rat ayant subi préalablement une ablation de son NSC?

Answer 17

L’organisation temporelle se trouve rétablie.
Cependant le rat adopte un rythme équivalent à celui du donneur et non celui qu’il avait avant ablation ➡️ le NSC conserve sa propre autonomie et son rythme même sorti de l’organisme.

Question 18

Activité électrique du NSC

Answer 18

L’activité des neurones est synchrone = émission de PA au même moment et à la même fréquence.
Spontanée = en l’absence de stimulation
Variable en fonction du rythme circadien
➡️ Le cerveau sait toujours quelle heure il est grâce à son horloge interne.

Question 19

Par quoi est déterminée l’activité des neurones du NSC?

Answer 19

Par l’expression de «gènes horloge» dit Gène PER qui existe chez un grand nombre d’espèces.

Question 20

Qu’entraine une mutation du gène PER?

Answer 20

Un syndrome familial d’avancement des phases de sommeil.
Le sommeil est décalé de 4 h par rapport à un rythme classique = les sujets s’endorment vers 19 h et se réveillent vers 4h du matin.

Question 21

En résumé, quel est le rôle du NSC?

Answer 21

Rôle crucial sur les rythmes biologiques
Chef d’orchestre d’un grand nombre de noyaux de l’hypothalamus et du tronc cérébral
Contrôle la T° corporelle, le sommeil et certaines sécrétions d’hormones.

Question 22

Quel est le principal donneur de temps fourni par le milieu extérieur?

Answer 22

La lumière

Question 23

Comment les infos lumineuses permettent-elles la synchronisation avec le rythme circadien?

Answer 23

Grâce à la voie photique:
La rétine perçoit la lumière, puis elle transmet une partie de ces infos vers le NSC grâce à la voie photique.
Voie photique: traitement de la lumière mais pas d’implication dans la vision.

Question 24

Que se passe-t-il chez les personnes atteintes de cécité?

Answer 24

2 cas:
1/ la cécité vient de dommages se situant avant l’hypothalamus:
La voie photique ne peut transmettre les informations lumineuses. Il y a perturbation des rythmes biologiques.
2/ La cécité est due à des lésions postérieures au thalamus:
La voie photique est conservée, il n’y a pas de perturbation des rythmes.

Question 25

Existe-t-il d’autres horloges internes?

Answer 25

Oui et avec des rythmes différents

Question 26

Quels éléments présument de l’existence d’autres horloges biologiques?

Answer 26

1/ En cas de décalage horaire, la reprise des rythmes biologiques se fait à des vitesses différentes selon la nature du rythme (sommeil, T°, cortisol…)
2/ A l’occasion de greffes du cœur/rein, les organes isolés n’ont pas un fonctionnement uniforme mais un fonctionnement rythmique.