Comment mesurer les rythmes circadiens ?
Rythme circadiens : comprendre
1/01/2009
Bipo / Cyclo > Bipolarité adulte > Rythmes
L’étude des rythmes biologiques est un axe important de la recherche fondamentale et de l’innovation thérapeutique en psychiatrie, en particulier dans les troubles de l’humeur.
Post rédigé par le Dr Vanessa MILHIET
(récemment en activité de consultante au CTAH - en collaboration avec le Dr Hantouche)
L’altération du sommeil est un des symptômes principaux de la maladie bipolaire et ceci dans les deux pôles de la bipolarité (dépression ou hypomanie/manie). En 2008 dans l’American Journal of Psychiatry, Harvey a évalué à partir de plusieurs études la prévalence des troubles du sommeil (fréquence des troubles du sommeil) dans le trouble bipolaire :
Plusieurs études ont également mis en évidence que la dégradation du sommeil est souvent l’un des premiers symptômes d’une rechute.
Qu’en est-il de la recherche sur les rythmes circadiens dans le spectre du trouble bipolaire ?
L’étude des rythmes biologiques, appelée chronobiologie, est en pleine expansion depuis les années 1950.
Les rythmes biologiques sont, selon leur période (espace de temps entre 2 phénomènes identiques), classés en :
- saisonniers ou annuels (circannuels) (ex : dépressions saisonnières, cycles menstruels chez la femme )
Ainsi un rythme circadien est un type de rythme biologique d’environ 24 heures.
Les rythmes circadiens sont sous la dépendance d’une horloge moléculaire conduite les "gènes clock" (ou gènes horloge) et sont modulés par des facteurs externes ("zeitgebers" (synchroniseurs) et "zeitstorers" (désynchroniseurs) (Gay .,2009) :
Cette horloge est localisée dans les noyaux supra-chiasmatiques de l’hypothalamus antérieur du cerveau. Elle est composée de deux minuscules structures d’environ 20000 neurones dont l’activité est sous la dépendance d’une quinzaine de gènes horloge : Clock, Bmal1, Per, Timeless, Cry (Reppert et al.,2002 ; Wulff et al ., 2009).
Le rythme circadien est donc génétiquement induit. En l’absence de repères jour/nuit et de rythmes sociaux (expériences de vie dans des grottes ou bunker), il est d’environ 25 heures.
La périodicité du rythme veille-sommeil est similaire à celle d’autres constantes biologiques (température corporelle, fréquence cardiaque, sécrétion hormonale ).
La lumière est le principal signal d’entrainement du cycle circadien par l’intermédiaire d’une connexion neuronale entre la rétine de l’oeil et les noyaux supra-chiasmatiques qui sont eux-mêmes connectés à la glande pinéale sécrétant la mélatonine.
Dans la glande pinéale, le tryptophane (acide aminé de l’alimentation) est transformé en sérotonine puis en mélatonine. La sécrétion de la mélatonine est basse la journée et augmente la nuit avec un pic vers 3 heures du matin. La quantité de mélatonine libérée dépend de la durée de luminosité et varie avec les saisons.
Le modèle s’avère encore plus complexe puisqu’il existe des petites horloges moléculaires secondaires dans presque toutes les cellules du corps (foie, rein, surrénales ).
En résumé, on peut imaginer que les noyaux supra-chiasmatiques sont le "chef d’orchestre" du rythme circadien, jouant une "partition" écrite par les gènes horloge et donnant la mesure à des "musiciens" sous ses ordres dans tous les organes du corps.
Les Zeitgeberrs sont des donneurs de temps ou synchroniseurs). Ils ne créent pas les rythmes circadiens mais modulent ces rythmes.
Il s’agit :
Les "Zeitstorers" sont des perturbateurs de temps ou désynchroniseurs.
Il s’agit :
On peut mesurer les rythmes circadiens chez l’homme par plusieurs techniques :
(récemment en activité de consultante au CTAH - en collaboration avec le Dr Hantouche)
Les troubles du sommeil vont de paire avec la bipolarité
L’altération du sommeil est un des symptômes principaux de la maladie bipolaire et ceci dans les deux pôles de la bipolarité (dépression ou hypomanie/manie). En 2008 dans l’American Journal of Psychiatry, Harvey a évalué à partir de plusieurs études la prévalence des troubles du sommeil (fréquence des troubles du sommeil) dans le trouble bipolaire :
- en phase de manie, 69 à 99% des patients font l’expérience d’un besoin réduit de sommeil
- en phase de dépression, l’hypersomnie (trop de sommeil) touche 23 à 78% des patients et l’insomnie (manque de sommeil) jusqu’à 100%...
Plusieurs études ont également mis en évidence que la dégradation du sommeil est souvent l’un des premiers symptômes d’une rechute.
Qu’en est-il de la recherche sur les rythmes circadiens dans le spectre du trouble bipolaire ?
Qu’est-ce qu’un rythme circadien ?
L’étude des rythmes biologiques, appelée chronobiologie, est en pleine expansion depuis les années 1950.
Les rythmes biologiques sont, selon leur période (espace de temps entre 2 phénomènes identiques), classés en :
- Ultradien : période de quelques millisecondes à quelques heures (<20 h) (exemple : cycle de prise de nourriture chez l’homme)
- Circadien : période d’environ 24 h (du latin circa diem "environ 1 jour") (ex : cycle du sommeil)
- Infradien : période de plus de 28 h
- saisonniers ou annuels (circannuels) (ex : dépressions saisonnières, cycles menstruels chez la femme )
Ainsi un rythme circadien est un type de rythme biologique d’environ 24 heures.
Les rythmes circadiens sont sous la dépendance d’une horloge moléculaire conduite les "gènes clock" (ou gènes horloge) et sont modulés par des facteurs externes ("zeitgebers" (synchroniseurs) et "zeitstorers" (désynchroniseurs) (Gay .,2009) :
Une horloge moléculaire interne : "le pacemaker circadien"
Cette horloge est localisée dans les noyaux supra-chiasmatiques de l’hypothalamus antérieur du cerveau. Elle est composée de deux minuscules structures d’environ 20000 neurones dont l’activité est sous la dépendance d’une quinzaine de gènes horloge : Clock, Bmal1, Per, Timeless, Cry (Reppert et al.,2002 ; Wulff et al ., 2009).
Le rythme circadien est donc génétiquement induit. En l’absence de repères jour/nuit et de rythmes sociaux (expériences de vie dans des grottes ou bunker), il est d’environ 25 heures.
La périodicité du rythme veille-sommeil est similaire à celle d’autres constantes biologiques (température corporelle, fréquence cardiaque, sécrétion hormonale ).
La lumière est le principal signal d’entrainement du cycle circadien par l’intermédiaire d’une connexion neuronale entre la rétine de l’oeil et les noyaux supra-chiasmatiques qui sont eux-mêmes connectés à la glande pinéale sécrétant la mélatonine.
Dans la glande pinéale, le tryptophane (acide aminé de l’alimentation) est transformé en sérotonine puis en mélatonine. La sécrétion de la mélatonine est basse la journée et augmente la nuit avec un pic vers 3 heures du matin. La quantité de mélatonine libérée dépend de la durée de luminosité et varie avec les saisons.
Le modèle s’avère encore plus complexe puisqu’il existe des petites horloges moléculaires secondaires dans presque toutes les cellules du corps (foie, rein, surrénales ).
En résumé, on peut imaginer que les noyaux supra-chiasmatiques sont le "chef d’orchestre" du rythme circadien, jouant une "partition" écrite par les gènes horloge et donnant la mesure à des "musiciens" sous ses ordres dans tous les organes du corps.
Les "Zeitgebers"
Les Zeitgeberrs sont des donneurs de temps ou synchroniseurs). Ils ne créent pas les rythmes circadiens mais modulent ces rythmes.
Il s’agit :
- du rythme jour/nuit (rythme nycthéméral), des saisons,
- des rythmes sociaux : heure des repas, réveil fixe le matin, horaires de l’activité physique...
Les Zeitstorers
Les "Zeitstorers" sont des perturbateurs de temps ou désynchroniseurs.
Il s’agit :
- des vols transméridiens (surtout vers l’est, de plus de 3 fuseaux horaires)
- du travail posté (travail de nuit, en trois huit )
- de l’anesthésie générale
- de certains toxiques, stupéfiants
Comment mesurer les rythmes circadiens ?
On peut mesurer les rythmes circadiens chez l’homme par plusieurs techniques :
- les questionnaires validés internationalement, remplis par les patients : ces questionnaires permettent notamment d’analyser le profil de sommeil du sujet (comme le questionnaire de Horne et Ostberg Morningness-Eveningness élaboré en 1976)
- la mesure de la température corporelle, de la fréquence cardiaque sur 24 heures
- le dosage de la mélatonine sur 24 heures (dans la salive et le sang) : pic de sécrétion vers 3 heures du matin (cette mesure n’est actuellement pas réalisée en routine)
- la mesure de certaines hormones comme le cortisol plasmatique (pic entre 6 et 8 heures du matin)
- l’enregistrement de l’activité motrice par un appareil porté au poignet pendant quelques jours (actigraphie)
- l’enregistrement de l’activité électrique cérébrale par électroencéphalographe (polysomnographie) : cette mesure permet de plus l’enregistrement de l’architecture du sommeil (4 à 6 cycles par nuit de 1h30 à 2h alternant entre sommeil lent, lent profond et paradoxal).