COURS 07 BIO Flashcards
C’est quoi la définition de la chronobiologie?
C’est le domaine qui étudie les variations des phénomènes vitaux chez les organismes vivants en fonction du temps
Plusieurs fonctions physiologiques, psychologiques et comportementales des humains suivent quoi?
suivent un rythme et sont dépendants à une régulation précise
C’est qui le premier à faire les premières observations des rythmes biologiques des plantes?
Androsthènes , 4e siècle avant J.C
Qu’est ce que Androsthènes observe à propos des rythmes biologiques des plantes?
Il remarque le mouvement des feuilles de Tamarin selon la position du soleil (ce qui signifie que la plante réagit à un stimulus externe, la lumière du soleil)
Qu’est ce que De Mairan (1729) observe à propos des rythmes biologiques des plantes?
Il a étudié le Mimosa et a remarqué que ses feuilles continuaient à bouger même dans l’obscurité, avec un cycle régulier sur 24 heures.
Qu’est ce que Carolus Linnaeus observe sur l’horloge florale de Linné?
Il observe une disposition jardinière en forme d’horloge de fleurs dont l’ouverture survient à l’heure indiquée sur l’horloge
Que découvre concrètement Linnaeus?
La présence d’horloge biologique au sein du vivant
Que découvre Augustin de Candolle?
Le mouvement des feuilles de mimosa dans l’obscurité sur une période de 22-23 heures
Après toutes ces expériences et observations sur les plantes, que peut-on conclure?
Qu’il semble avoir une horloge interne à l’intérieur du vivant = Rythme circadien endogène
Qui fait la première étude avec des volontaires humains vivants dans une cave en absence d’indices environnementaux?
Jurgen Aschoff et Rutger Wever
Qui est Michel Siffre?
C’est l’homme qui a vécu seul dans une caverne souterraine pendant 2 mois (Son travail a montré que notre horloge interne fonctionne même en l’absence de repères extérieurs comme la lumière du jour ou les horaires sociaux.)
De part ces deux expériences de chronobiologie chez l’humain, que peut-on conclure par rapport aux rythmes circadien endogène?
Il existe à l’intérieur des organismes vivants une horloge biologique/horloge endogène
qui suit un décours temporel s’apparentant à de celui du cycle lumière-obscurité de la Terre
(autour de 24h, mais pas tout à fait)
Quels sont les fonctions modulées par la présence d’une horloge biologique endogène à l’intérieur du corps?
1- Physiologiques
2- Comportementales
3- Psychologiques
Comment appel-t-on aussi ces fonctions?
Rythmes biologiques
C’est quoi la définition des rythmes biologiques?
Ce sont des variations périodique/ cyclique d’une fonction particulière
Comment peut-on représenté mathématiquement les rythmes biologiques?
Par une fonction sinusoïdale
Est ce qu’il y’a des rythmes biologiques chez les bactéries?
oui, chez tous les êtres vivants
Quels sont les espèces sur qui on a beaucoup étudié les rythmes biologiques?
1- Souris
2- Drosophile
3- Singe
4- Humain
On peut classer les rythmes biologiques selon quoi?
Ils peuvent être classés en fonction de leur période (circadiens, ultradiens, infradiens)
C’est quoi la période des rythmes circadiens?
24 heures
Donne moi un exemple de rythmes circadiens.
- Cycle sommeil et éveil
- Sécrétion de mélatonine
Vrais ou Faux. Une minorité d’être vivant ont des rythmes circadiens.
Faux, ils sont observés chez la plupart des êtres vivants
C’est quoi la période des rythmes ultradiens?
Courte période = quelques secondes à quelques heures
Donne moi un exemple de rythmes ultradiens.
Stades du sommeil : REM (sommeil paradoxal) vs NREM (sommeil lent)
C’est quoi la définition des rythmes infradiens?
Période supérieure à 24 heures; adaptation saisonnière de l’organisme à l’environnement
Donne moi une exemple de rythme infradien
comportement reproducteur annuel de certaines
espèces animales
Vrai ou faux? Ces différents rythmes se superposent et se coordonnent
vrai
Nomme-moi des fonctions physiologiques comportementales et psychologiques qui suivent un rythme circadien.
-Température corporelle
-Rythme cardiaque
-Pression sanguine
-Hormone de croissance (sécrétée la nuit)
-Cortisol
-Volume urinaire
Nomme moi les autres fonctions qui varient au cours d’une journée selon une variation circadienne
vigilance
performances cognitives
somnolence
fatigue
Comment les rythmes circadiens s’organisent entre eux?
Il y’a synchronisation des différents rythmes biologiques entre eux (ex: relation inverse de la mélatonine et du cortisol)
Quels sont les effets de la désynchronisation des rythmes circadiens avec l’environnement?
1- Fatigue
2- Cycle veille-sommeil dérégler
3- Trop faim ou pas faim
4- Désynchronisé
Est ce que notre horloge biologique se réajuste directement à un nouvel horaire?
Non, elle a besoin d’un certain temps pour se réajuster à un nouvel horaire (exemple du dimanche soir= on va avoir plus de misère à s’endormir car on a dormis tard le week-end)
Que se passe-t-il lorsqu’un travailleur changent souvent d’horaire?
Troubles de sommeil fréquents
C’est quoi l’impact dans la vie des travailleurs de nuit?
Les études montrent plus de
troubles de santé, y compris une prévalence plus
importante de cancer dans ces populations
(désynchronisation fréquente des rythmes circadiens)
Il c passé quoi quand on a mit des souris dans des décalages horaires fréquents?
mort prématurée des souris
C’est quoi le rapport entre les rythmes biologiques et le traitement pour le cancer?
efficacité plus importante
chez certains individus lorsque le temps
circadien a été considéré.
Quelle structure du cerveau est à l’origine des
variations dans le temps de certaines fonctions ?
L’horloge biologique interne est une région qui génère des fluctuation rythmique (oscillateur)
L’horloge maître= Noyaux suprachiasmatiques (hypothalamus) qui contient 20 000 neurones
Qu’est ce qui est à la base du fonctionnement de l’horloge?
des mécanismes génétiques
Est ce que notre horloge biologique suit un rythme de exactement 24h?
Non, c’est plutôt entre 24h30 et 25h30 (il y’a des variations individuelles)
Notre cerveau se synchronise avec l’environnement à l’aide de synchroniseurs (indicateur de temps). Quel sont-ils?
- alternance jour/nuit (cycle lumière-obscurité de la Terre)
- Lumière (naturelle et artificielle)
- activités physiques et sociales
- heures de repas
Qui est le scientifique qui a découvert l’indice temporel environnemental pouvant synchroniser un oscillateur?
Zeitgeber
C’est quoi l’entrainement circadien?
Synchronisation entre l’horloge interne et le cyle lumière-obscurité de la Terre
Pourquoi est ce que l’entrainement circadien est nécessaire?
car notre horloge biologique à une période un peu plus longue chez l’être humain (plus que 24h) donc il faut synchroniser avec l’environnement avec la lumière
Est ce qu’il y’a qu’une seule horloge dans le cerveau?
non il y’en a plusieurs (horloges secondaires) qui interagissent avec l’horloge biologique principale qui se trouve dans les Noyaux suprachiasmatiques
Les effets de la lumière sur l’horloge circadienne
dépendent de 5 paramètres principaux, quels sont-ils?
1- l’heure de l’exposition lumineuse
2- l’intensité lumineuse
3- la durée de l’exposition à la lumière
4- le spectre de la lumière
5- l’historique lumineux
À quoi ressemble le cycle veille sommeil en isolation d’indicateur de temps (expérience de Michel Siffre)?
Le cycle de sommeil sans synchroniseur
chez l’être humain évoluera sur plusieurs mois vers un cycle de 30 à 36 h (aspect de notre comportement)**
Aspect de notre biologie (mécanismes moléculaires d’une région cérébrale)**
L’horloge biologique (NSC) à une période
de 24.2 (23.5 à 24.5 selon les individus)
Donne moi un exemple de cycle de veille sommeil chez le rongeur (ils sont éveillés la nuit et dorment le jour)**
Diapo 20**
Comment est ce qu’on a pu confirmé l’importance cruciale des NSC dans la rythmicité circadienne (à l’aide des études animales)?
Ablation des noyaux suprachiasmatiques en
isolation de zeitgebers chez le singe = Absence
de rythme circadien endogène
C’est quoi la conclusion suite à l’étude animale sur l’importance des NSC?
Les NSC sont fondamentaux dans la rythmicité sur 24h des rythmes circadiens.
Une ablation/destruction de ceux-ci entrainent une perte de la fonction sinusoïdale sur 24h
Les noyaux suprachiasmatiques (horloge maître) est aussi considéré comme l’horloge périphérique. Pourquoi?
Car ces noyaux sont les chefs d’orchestre de différents tissus du foie, des muscles squelettiques, des tissus adipeux, du pancréas
Comment communique les horloges biologiques avec les indices environnementaux?
Via la sécrétion hormonale et les systèmes de neurotransmission
Quels sont les indices environnementaux qui informent les horloges biologiques?
1- la lumière
2- la température
3- les activités
4- la prise de nourriture
Quels sont les deux systèmes qui permettent de détecter la lumière?
1- Système visuel (formation des images)
2- Système non visuel/ circadien ( -Modulation de plusieurs fonctions physiologiques, psychologiques et
comportementales fondamentales
-Détection de l’irradiance, de la luminosité, dans l’environnement )
Comment fonctionne le système visuel classique?
on forme des images grâce aux bâtonnets et aux cônes dans l’œil
C’est quoi la sensibilité maximale du système visuel classique?
550nm (vert)
Quels sont les cellules qui ont un rôle fondamentale dans le système circadien?
Cellules ganglionnaires à mélanopsine (-1% CGR) pour détecter l’irradiance
C’est quoi la sensibilité maximale du système circadien ?
480nm (bleu)
C’est quoi le rapport entre la grenouille et les cellules mélanopsine?
- Provencio et collègues découvrent en
1998 des cellules sensibles à la
lumière au niveau de la peau des
grenouilles (mélanophore). - Ces cellules contiennent un gène
appelé OPN4 (mélanopsine) - Ce même groupe montre ensuite
(2000), la présence de ce
photopigment, la mélanopsine, chez
les mammifères, présent au sein de
certaines cellules ganglionnaires de
la rétine.
En quoi les Cellules ganglionnaires rétiniennes à
mélanopsine sont différentes des autres cellules ganglionnaires?
1- Les cellules à mélanopsine sont photosensibles
2- Elles prennent un certain temps avant de commencer à décharger
3- Leur réponse persiste après la fermeture du stimulus lumineux
C’est quoi la proportion des cellules ganglionnaires rétiniennes à
mélanopsine?
Très petit nombre (moins de 1% des cellules ganglionnaires de la rétine)
Les cellules à mélanopsine projettent les axones, via la voie rétino-hypothalamique (VRH), vers…
1- NSC (horloge biologique maître)
2- Aire préoptique ventrolatérale (VLPO)
3- Noyau olivaire prétectal (OPN)
Qu’est ce que les études sur l’exposition à la lumière verte monochromatique vs lumière bleue monochromatique ont démontré?
ils ont démontré que on a plus de sensibilité pour les réponses non visuelles sous expositions à des lumières à longueurs d’onde courtes (bleu) vs plus longue (vert, orange, rouge) pour plusieurs variables.
C’est quoi les effets de l’exposition à la lumière (bleue) sur les fonctions physiologiques, psychologiques et comportementales?
1- Suppression immédiate de la sécrétion de mélatonine (Quand tu es exposé à de la lumière bleue, cette hormone est freinée, donc tu restes plus éveillé)
2- Augmentation de la vigilance (La lumière bleue te rend plus alerte donc tes temps de réaction sont bonifiés)
3- Modulation des réponses cérébrales cognitives (La lumière influence certaines régions du cerveau impliquées dans les émotions comme l’amygdale et l’hypothalamus et régule les émotions et le stress)
Quel groupe d’âge bénéficient davantage de l’exposition à la lumière bleue pendant l’exécution d’une tâche cognitive?
Les jeunes adultes (20-30 ans) et pas les personnes plus âgées (60-80 ans)
diapo 36
diapo 36
Dans quel contexte/ circonstances peut-on administrer des suppléments de mélatonine?
1- Pour les personnes âgées insomniaques (Avant le coucher: doses entre 0,1 mg et 6 mg)
2- Administration ponctuelle pour éviter un jet lag ou pour qqun qui a un trouble de sommeil passager)
3- Pour les personnes aveugles qui n’ont pas d’indice lumineux naturel pour caler leur horloge biologique.
Est ce que l’efficacité des suppléments de mélatonine est stable?
Non, c’est variable d’un individu à l’autre ou pour le même individu d’un moment à l’autre
C’est quoi un effet secondaire possible de l’administration de mélatonine?
Augmentation de la somnolence le jour
C’est quand qu’on administre le puissant anti-oxydant endogène (mélatonine) et qu’on fait donc de l’entraînement circadien?
Pour induire avance ou délais de phase si le cycle veille sommeille est irrégulier
Quels sont les recommandations de la commission internationale de l’éclairage par rapport à la lumière et la santé?
- Le jour : exposition à la lumière, le plus possible la lumière naturelle
- Le soir : au moins 3h avant le coucher, diminuer la lumière, les niveaux de lumière bleue au minimum, remplacer les lampes à la maison au besoin (couleur orangée)
- La nuit : l’environnement de sommeil doit être le plus en noirceur possible
C’est quoi le conseil qu’on donne par rapport à la lumière et le sommeil?
On sort les écrans lumineux des chambres à coucher car la lumière envoie un signal d’éveil au cerveau
Pourquoi la température corporelle est importante quand on veut utiliser la lumière pour modifier ses heures de coucher et de lever?
Parce que la température corporelle a un impact sur certains aspects moléculaires de l’horloge (p. ex. gènes de l’horloge), le minimum et le maximum de température corporelle sont les moments où notre organisme
est plus sensible à l’exposition lumineuse pour l’entrainement circadien
Ton minimum de température corporelle est comme un point pivot pour ton horloge biologique. C’est le moment où ton corps est le plus froid pendant la nuit (généralement quelques heures avant ton réveil naturel). À ce moment-là, ton corps est ultra-sensible à la lumière :
🔆 Lumière avant ce minimum → Tu avances ton cycle.
🔆 Lumière après ce minimum → Tu retardes ton cycle.
Est ce qu’on peut utiliser la lumière pour moduler le cycle veille-sommeil?
oui à l’aide d’intervention non-invasive/ entraînement circadien
Chez quel type de personne peut-on utiliser la lumière et l’entraînement circadien?
1- Pour les gens souffrant de dépression saisonnière
2- Pour les personnes âgées en institution et exposition à des niveaux adéquats de lumière (effets positifs sur la cognition)
3- Traitements pour divers troubles neurodégénératifs (Parkinson, Alzheimer)
Quels sont les effets de l’exposition à 4h d’écran d’ordinateur de type LED en soirée, en comparaison à la lecture traditionnelle
(livre papier) à une distance entre 30 et 45 cm dans un éclairage ambiant à 4100K?
1- réduit considérablement la sécrétion de mélatonine en soirée (> 50%)
2- retarde l’endormissement
3- diminue la quantité et la qualité de sommeil
4- diminution du temps passé en sommeil paradoxal
5- réduction de la quantité de sommeil lent profond en début de nuit
