Les rythmes circadiens (ou horloge biologique, horloge circadienne) sont des rythmes biologiques d’environ 24 heures qui déterminent l’alternance veille-sommeil et plusieurs autres processus physiologiques. Située dans le cerveau (au niveau de l’hypothalamus), une horloge maîtresse synchronise des horloges secondaires présentes dans les divers organes. L’activité de cette horloge principale est contrôlée par plusieurs gènes.
Le cycle imposé à l’organisme est à peu près de 24 heures. Mais pour que ce rythme soit strictement de 24 heures, l’horloge interne est elle-même resynchronisée principalement grâce à l’exposition à la lumière, qui passe par les yeux.
Le blocage de la sécrétion de mélatonine par la lumière met en jeu des photorécepteurs différents selon l’âge, ce qui peut avoir des implications en matière de lutte contre les troubles du sommeil.
Une horloge interne resynchronisée en permanence
La tombée et le lever du jour, notamment, déclenche et arrête la production de l’hormone mélatonine, qualifiée d’hormone de la nuit ou du sommeil, laquelle influence une diversité de processus biologiques qui sont rythmés de façon circadienne.
Le sommeil est donc induit par la sécrétion de mélatonine, qui est contrôlée par notre horloge interne et par la lumière. Sa sécrétion augmente en fin de journée pour culminer la nuit et chuter avant le réveil. Mais si l’exposition lumineuse a lieu le soir, la production de mélatonine est retardée et avec elle l’endormissement, ce qui peut entraîner des troubles du sommeil.
Des photorécepteurs en cause
Plusieurs études ont mis en évidence le rôle majeur d’un photorécepteur présent dans certaines cellules de la rétine, la mélanopsine, dans le contrôle de la sécrétion de mélatonine. Lors d’une exposition à la lumière, essentiellement la lumière bleue (celle des écrans, des lampes à LED…), c’est ce photorécepteur qui induit la suppression de la production de cette hormone et la synchronisation/désynchronisation de l’horloge biologique.
D’après des travaux de recherche (Claude Gronfier, Inserm/CNRS/Université Claude-Bernard Lyon 1) chez les sujets jeunes (25 ans en moyenne) exposés à la lumière bleue (longueur d’onde d’environ 480 nm), il s’agit du seul photorécepteur bloquant la mélatonine.
Dans le groupe se sujets plus âgés (59 ans en moyenne), d’autres photorécepteurs seraient mis en œuvre, comme les cônes S et M situés dans la rétine externe ; ils permettent la perception du monde en couleurs, et semblent également être impliqués [1].
Lumière bleue et lumière du jour
Ainsi, la perception de la lumière, tout comme les besoins en lumière des individus, évoluent avec l’âge.
Pour synchroniser leur horloge circadienne, une exposition à la lumière bleue peut suffire chez les sujets les plus jeunes, alors que les plus âgés ont besoin d’une lumière plus riche en longueurs d’ondes, comme celle du soleil.
Selon ces résultats, les sujets âgés souffrant de troubles du sommeil doivent donc être encouragés à s’exposer, au cours de la journée, à la lumière naturelle plutôt qu’artificielle.
Les protocoles de luminothérapie actuellement proposés pour traiter certains troubles du sommeil et de l’humeur, tout comme le recours aux filtres anti-lumière bleue, n’ont peut-être pas la même efficacité dans toutes les tranches d’âge et nécessitent d’être adaptés.
De nouveaux travaux de recherche de cette équipe portent sur la quantité et la qualité de lumière nécessaires à chaque individu (sujets sains enfants et adultes, travailleurs de nuit et de jour, patients) pour éviter qu’il ne développe des troubles du sommeil et, plus largement, de la santé.
Sources :
- [1] Najjar RP et al. Melatonin suppression by light involves different retinal photoreceptors in young and older adults.
J Pineal Res., 2023; 76: e12930 - Privilégier la lumière naturelle pour éviter les troubles du sommeil liés à l’âge. Inserm, 30 janvier 2024
