Chap 2 - Rythmes biologiques

Question 1

01/

Que désignent les rythmes biologiques ?

Answer 1

L’ensemble des phénomènes physiologiques et comportementaux
ayant une périodicité (revenant à intervalles constants)
et dont l’intensité varie au cours du temps
de manière cyclique

Question 2

02/
Qu’est ce qui caractérise les rythmes circadiens ?
Exp ?

Answer 2

• ils sont sur une période d’environ 24h
• basés sur l’alternance jour/nuit

Exp :

• rythme veille-sommeil > organise tout le comportement
• température corporelle (matin 36,5°, soir 38°, nuit 36°)
• sécrétion cortisol (hormone libérant sucres dans le sang) > pic le matin pour préparation au réveil

Question 3

03/
Quel type de rythme correspond à une période inférieure à 20h ?
Exp ?

Answer 3

Rythmes ultradiens

Exp :
- sécrétion de GnRH : hormone sexuelle 
libérée par hypothalamus 
toutes les 90 min environ
(sécrétion pulsatile)

• vigilance : par cycles de 90 min (comme cycles sommeil)

Question 4

04a/
A quoi correspondent les rythmes infradiens ?
Exp ?

Answer 4

Se mesurent en mois ou années

Exp :

• cycle menstruel environ 28j
• cycle circannuel (1 an) chez animaux modulant alimentation et activité sexuelle selon saisons

Question 5

04b/

Récapituler les 3 principaux types de rythmes

Answer 5

Ultradien &laquo_space;Circadien &laquo_space;Infradien

Circa
> environ 1 jour

Ultra
> + rapide et fréquent que Circa

Infra
> - rapide et - fréquent que Circa

Question 6

05/
Quelle est la fonction principale des rythmes biologiques ?
Exp ?

Answer 6

Anticiper les changements cycliques
de l’environnement
pour mieux s’y adapter

> adaptation préventive
pour mieux assurer survie et repro espèce

Exp : accumulation réserves alimentaires avant hiver

Question 7

06/

Quelle est la seconde fonction des rythmes biologiques ?

Answer 7

Synchroniser activités
des membres d’une espèce sociale
en termes d’alimentation et de reproduction

Question 8

07/

Quel type d’expérience permet d’étudier la nature endogène ou exogène des rythmes biologiques ?

Answer 8

Expérience dite de “libre cours”

Exp :
Hamster placé dans roue
et activité mesurée en traçant un actogramme
> rend compte du rythme circadien

Suppression des stimuli extérieurs 
>> alternance veille-repos conservée
mais décalage d'1h par jour 
jusqu'à inversion complète au bout de 12 jours
\+ allongement du cycle jusqu'à 25h

Conclusion :
Rythme endogène existe
mais a besoin de "donneurs de temps" ("Zeitgeber")
fournis par le milieu extérieur 
pour se stabiliser

Question 9

08/

Chez l’humain le rythme circadien est-il endo ou exogène ?

Answer 9

Expé de libre cours
» même résultat que chez les hamsters
soit : rythme endogène ayant besoin de donneurs de temps extérieurs

Aube et crépuscule =
2 périodes photosensibles
où horloge interne se compare aux donneurs de temps
» décalage possible en fonction de la luminosité

Horloge interne est le plus souvent à longue période
(25h)

Question 10

09/
Où est située l’horloge interne dans le cerveau ?
Comment est-ce mis en évidence ?

Answer 10

Dans le noyau supra-chiasmatique
de l’hypothalamus

> ablation&raquo_space; disparition rythmes circadiens :
quantité veille/sommeil identique mais rythme aléatoire

> greffe (chez rat)&raquo_space; rétablissement du rythme
et rythme correspond à celui du donneur (23 ou 25h)
> il est bien lié à l’organe et pas au sujet greffé

Question 11

10/
Caractéristiques de l’activité électrique
du noyau suprachiasmatique

Answer 11

Activité des neurones est :

• synchrone (émission de PA au même moment à la même fréquence)
• spontanée (pas besoin de stimulation)
• varie selon rythme circadien

> > cerveau connaît l’heure selon la fréquence des PA dans le NSC

Question 12

11/

Qu’est ce qui détermine l’activité électrique des neurones du NSC ?

Answer 12

L’expression des “gènes horloge”
> gène PER :
- existe chez nbses espèces de la mouche à l’homme
- responsable de l’activité rythmique autonome du NSC

Question 13

12/

De quoi est responsable une mutation du gène PER ?

Answer 13

Du syndrome familial d’avancement des phases de sommeil

rythme avancé d’environ 4h

Question 14

13/

En quoi le NSC a-t-il un rôle crucial sur nos rythmes biologiques ?

Answer 14

Agit comme un chef d’orchestre
sur un grand nombre de noyau de l’hypothalamus
et du tronc cérébral

Contrôle notamment :

• température corporelle
• sommeil
• certaines sécrétions hormonales

Question 15

14/

Comment le NSC se synchronise-t-il avec le rythme extérieur ?

Answer 15

PAR LA VOIE PHOTIQUE

Milieu extérieur fournit donneurs de temps
> en particulier la lumière

1/ Voie visuelle =
Rétine&raquo_space; nerf optique
» corps genouillé latéral (Thalamus)
» cortex visuel occipital

2/ Voie photique =
Rétine&raquo_space; nerf optique&raquo_space; NSC

Question 16

15/

Comment la cécité peut elle impacter les rythmes biologiques ?

Answer 16

Perturbation ou non des rythmes
dépend de l’origine de la cécité :

> si rétine ou nerf optique précédant le thalamus
sont endommagés
> infos lumineuses pas transmises par voie photique

> > perturbations :
insomnie, maux de tête, troubles gastriques, irritabilité…

Question 17

16/

Quels éléments indiquent l’existence probable
d’horloges secondaires
dont les rythmes sont différents ?

Answer 17

1/ lors de voyages trans-méridiens :
> reprise des rythmes se fait à une vitesse différente
selon nature du rythme
exp : veille-sommeil, température, niveau de cortisol…

2/ en cas de greffes de coeur ou rein :
> organes isolés n’ont pas un fonctionnement uniforme
mais un fonctionnement rythmique