RYTHMES DU VIVANT ET RYTHME DE VIE : VERS UN DÉCROCHAGE?

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RYTHMES DU VIVANT ET RYTHME DE VIE : VERS UN DÉCROCHAGE ? Albert Goldbeter

De Boeck Supérieur | « Cahiers critiques de thérapie familiale et de pratiques de réseaux »

2016/1 n° 56 | pages 233 à 252 ISSN 1372-8202

ISBN 9782807390164 DOI 10.3917/ctf.056.0233

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familiale-2016-1-page-233.htm

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vers un décrochage ?

Albert Goldbeter¹

Résumé

L’accélération de nos vies quotidiennes, dans un monde hyperconnecté, met notre rythme de vie sous la pression de l’urgence. Le but de cet article est d’explorer le lien entre rythme de vie et rythmes du vivant à la lumière de cette accélération.

Abstract: Biological rhythms and the tempo of life

The acceleration of our daily life in a hyperconnected world puts our life- style under the pressure of immediacy. The goal of this article is to explore the link between the tempo of life and biological rhythms in the light of this acceleration.

Mots-clés

Accélération – Rythmes biologiques – Horloge circadienne – Syndrome de burn-out – Resensibilisation.

Keywords

Acceleration – Biological rhythms – Circadian clock – Burn-out syndrome – Resensitization.

1. Accélération, rythme de vie, et rythmes du vivant L’accélération de la vie quotidienne due aux avancées technolo- giques permettant l’immédiateté des communications représente un thème émergent dans nos sociétés modernes. Cette question fait l’objet de nombreux ouvrages dont le rythme de publication clairement s’accélère, depuis les travaux de Paul Virilio (1995) et Zygmunt Bauman (2013) jusqu’à la somme présentée par Hartmut Rosa (2010) dans son livre « Accélération.

Une critique sociale du temps », en passant par des ouvrages consacrés au culte ou à la dictature de l’urgence (Aubert, 2009 ; Finchelstein, 2011). Des

1 Université libre de Bruxelles (ULB). Unité de Chronobiologie théorique, Faculté des Sciences.

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articles se multiplient dans les magazines et les journaux. Pour ne prendre qu’un exemple, Le Monde Magazine du 28/9/2010 titrait un entretien avec Rosa : « Au secours ! Tout va trop vite ! ». Des colloques sont consacrés à ce problème. Ainsi, le Forum organisé en 2011 par le journal Le Monde au Mans portait sur le thème « Où va le Temps ? » — la question au futur se conjugue au passé dans le titre du volume publié l’an suivant (Birnbaum, 2012), comme pour mieux souligner que le temps s’est perdu —, tandis qu’une réunion a lieu en juin 2016 à Paris sur le thème « Individus hyper- connectés, société accélérée. Tensions et transformations ». L’emprise crois- sante de la vitesse des communications et l’instantanéité dans la propagation des informations, de même que la pression des tâches à accomplir avec toujours moins de temps contribuent à l’accélération de nos rythmes de vie.

Pour contrecarrer l’emprise de cette accélération et le stress qui lui est associé, un lien est souvent suggéré, de manière diffuse, avec les rythmes du vivant. Ainsi, Jean Birnbaum introduisant dans Le Monde des Livres du 11/11/2011 le forum « Où va le Temps ? » conclut son article par une exhor- tation « (…) il s’agit toujours de préserver, au cœur même de la frénésie, un tempo qui s’accorde avec sa propre pulsation comme avec celle d’autrui. » Cette phrase résonne en nous, mais de quelle pulsation intérieure s’agit-il ? Quelle est la nature du rythme qu’il convient de préserver « au cœur de la frénésie » ? Y a-t-il un lien entre cette pulsation intérieure et les rythmes du vivant ou, tout au moins, certains d’entre eux, et si oui, lesquels ?

La multiplicité des rythmes représente l’une des caractéristiques les plus marquantes de la vie. Qu’ils nous soient perceptibles ou non, les rythmes jouent des rôles essentiels en physiologie — nous baignons dans les rythmes. Dès la conception, quand un spermatozoïde rencontre un ovule et fusionne avec lui, les rythmes biologiques nous inscrivent dans le temps.

Quel est par ailleurs le lien entre les rythmes du vivant et ce qu’on désigne, dans le langage courant, par l’expression « rythme de vie », qui s’accom- pagne souvent du qualificatif « effréné » ? Alors que le temps semble s’ac- célérer dans une société sous l’emprise de l’immédiateté et de l’urgence, un hiatus paraît se creuser entre rythmes de vie et rythmes du vivant. Se pourrait-il qu’un tel hiatus soit source de mal-être et de dysfonctionnement, pouvant aller jusqu’au burn-out, l’épuisement émotionnel résultant d’un excès de stress au travail ? Le but de cet article est de synthétiser brièvement les connaissances sur les rythmes du vivant, leur origine, leurs rôles, leurs principales propriétés, puis de questionner leur lien avec l’accélération de notre vie quotidienne, source d’un décrochage possible. L’accent sera mis sur les propriétés des rythmes du vivant susceptibles d’éclairer et de préve- nir les effets délétères de l’accélération sur nos rythmes de vie.

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2. Ces rythmes qui nous accompagnent

Pour se convaincre que nous baignons dans les rythmes, il suffit de citer quelques-uns d’entre eux qui jouent des rôles majeurs dans de multiples aspects de notre physiologie : rythme cardiaque, rythme de la respiration, rythmes qui interviennent à des niveaux multiples dans la reproduction, rythmes des contractions intestinales ou utérines, rythmes neuronaux et cérébraux, rythmes circadiens qui régissent le cycle veille-sommeil ainsi que le métabolisme et la nutrition, et rythmes grâce auxquels nos cellules se divisent. Sans ces rythmes nous ne pourrions respirer, nous reproduire, nous nourrir, nous développer, détecter et traiter nos sensations, penser, ni vivre : la vie est un réseau de rythmes. Nous survolons brièvement ci-dessous les principaux rythmes du vivant, en renvoyant pour les détails et les références bibliographiques à un livre (Goldbeter, 2010) et en insistant dans les sec- tions suivantes sur ce qui les relie à l’accélération de la vie quotidienne.

Le rythme cardiaque

Le battement cardiaque est sans doute le premier rythme qui nous vient à l’esprit. Notre cœur est formé de quatre chambres, deux oreillettes et deux ventricules, dont la contraction périodique propulse le sang au sein de l’organisme. On sait, depuis Harvey (1578-1657), que ce rythme est endogène, c’est- à-dire que sa source se trouve dans le cœur même. Il a fallu attendre le début du vingtième siècle pour localiser de manière précise dans le muscle cardiaque l’origine du signal électrique qui, généré de manière répétitive et spontanée, sous-tend la contraction périodique du cœur. C’est dans l’oreillette droite, à proximité de l’arrivée de la veine cave qui ramène le sang non oxygéné vers le cœur, que se trouve le nœud sinusal, un ensemble de cellules capables de générer, de manière spontanée, toutes les secondes environ, le signal électrique qui va se propager aux ventricules en provoquant leur contraction périodique.

Si le nœud sinusal ne fonctionne pas correctement, un second nœud, dit auri- culo-ventriculaire, situé près de la jonction avec le ventricule droit, prend le relais et produit, avec une fréquence plus faible, le signal périodique menant aux contractions cardiaques. Si chacun de ces deux nœuds vient à faillir dans la genèse des battements du cœur, l’implantation d’un pacemaker artificiel produisant le signal électrique à la fréquence physiologique permet de pallier la défaillance des sources naturelles du rythme cardiaque.

L’éléctrophysiologie cardiaque a permis de clarifier la nature des dif- férents courants ioniques impliqués dans la genèse du rythme. Ces connaissances expérimentales ont permis la construction de modèles mathématiques

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capables de rendre compte du comportement rythmique du cœur dans des conditions normales ou pathologiques. À raison d’une contraction par seconde, ou plus fréquemment en cas d’effort physique ou de tension de nature psychologique, le cœur peut ainsi battre spontanément de 2 à 3 milliards de fois au cours de la vie. Il s’agit donc d’un oscillateur biologique extrêmement robuste. Des troubles du rythme peuvent toutefois survenir, allant des plus bénins à la fibrillation cardiaque.

Rythmes neuronaux et cérébraux

C’est en neurobiologie que l’on rencontre le plus de rythmes. La ca- pacité des neurones à produire des rythmes est certainement l’une de leurs principales caractéristiques. En dépit de son titre général, le livre Proprié- tés rythmiques de la matière vivante publié par Alfred Fessard en 1936 est consacré au comportement oscillatoire des neurones. Le cerveau produit des rythmes avec une grande variété de fréquences. L’excitabilité et les oscillations neuronales sous-tendent de multiples processus physiologiques, au nombre desquels la transmission des informations sensorielles et la faculté même de penser.

L’électroencéphalogramme (EEG), qui mesure l’activité électrique globale du cerveau, met en lumière la multiplicité des rythmes céré- braux dont la fréquence varie selon l’aire d’activité, le moment, et l’état de conscience. Pendant la phase d’éveil, l’activité cérébrale est dominée par les ondes alpha et bêta, dont les fréquences sont de l’ordre de 10 et 15 cycles par seconde — c’est-à-dire 10 et 15 Herz (Hz) —, respectivement.

Les ondes thêta, plus lentes, d’une fréquence de 4 à 8 cycles par seconde, surviennent lors de l’endormissement. Le sommeil profond est dominé par les ondes delta, de grande amplitude, et de fréquence plus lente encore, de l’ordre de 1 à 4 cycles par seconde. Lors du sommeil paradoxal, qui corres- pond à la phase du rêve, le cerveau retrouve une activité rapide incluant des ondes bêta. Enfin, des ondes gamma, d’une fréquence de 30 à 60 Hz, accompagnent les processus cognitifs. Les rythmes cérébraux se manifestent aussi dans des conditions pathologiques. Ainsi, les crises d’épilepsie sont marquées par des variations périodiques lentes de masses neuronales qui se mettent à osciller de manière synchrone.

Si un neurone isolé peut déjà présenter un comportement pério- dique, des rythmes peuvent également résulter des interactions, excitatrices ou inhibitrices, entre cellules faisant partie d’un même réseau neuronal.

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Certaines cellules de ce réseau peuvent osciller de manière autonome alors que d’autres sont simplement excitables. Ainsi, un réseau neuronal oscillant sous-tend le rythme de la respiration. Chez des invertébrés, comme la sangsue, un réseau de neurones contrôle le rythme locomoteur. Les rythmes neuronaux se subdivisent en deux types principaux : ceux qui résultent des interactions entre neurones couplés dans un réseau et ceux qui surviennent au sein de neurones isolés. Les deux types d’oscillations se conjuguent lorsque des comportements périodiques sont observés dans un réseau et dans certaines des cellules qui le composent.

Comme on le rappellera plus loin le cycle veille-sommeil est contrôlé par l’horloge circadienne, d’une période proche de 24 heures, qui permet aux organismes de s’adapter à l’alternance du jour et de la nuit. Mais la phase de sommeil est elle-même caractérisée par une organisation cyclique, de période plus courte, entre différents stades correspondant à différents types d’activité corticale mesurée par l’EEG. On distingue quatre phases de sommeil lent, dont deux (1 et 2) de sommeil léger, et deux autres (3 et 4) de sommeil profond. Le sujet qui s’endort passe successivement des phases 1 à 4 puis 4 à 1 ; ce cycle se conclut par une brève phase de sommeil paradoxal, d’une durée de quelque vingt minutes, menant à un nouveau cycle de sommeil lent. Ces cycles se répètent 4 à 5 fois au cours d’une nuit de sommeil, avec une période proche de 90 minutes chez l’homme. Des structures neuronales distinctes contrôlent l’activité cérébrale au cours du sommeil lent et du sommeil paradoxal. L’alternance périodique entre ces deux états suggère qu’ils sont liés par une inhibition mutuelle.

Des oscillations corticales d’une fréquence proche de 40 Hz, qui est celle des ondes gamma, sous-tendent la perception des stimuli sensoriels, par exemple, olfactifs ou visuels. Ces oscillations sont également liées aux processus d’intégration cognitive et surviennent au cours de tâches impli- quant divers modes d’activité mentale. Pour de nombreux chercheurs, les propriétés rythmiques des neurones sont les piliers sur lesquels s’appuient les bases neurophysiologiques de la conscience. Les théories neurophysiologiques récentes de la conscience sont fondées sur ces comportements rythmiques et sur leurs propriétés de synchronisation.

Le rythme respiratoire

Notre cœur bat, de manière répétitive, spontanément. De même nous respirons périodiquement, sans devoir y penser, en état de veille aussi bien

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que de sommeil. L’automaticité du rythme respiratoire provient d’un ré- seau neuronal situé dans la moelle épinière. Ce fut le physiologiste français Flourens (1794-1867) qui identifia, dans le bulbe rachidien, « le nœud vital, le point premier moteur du mécanisme respiratoire », dans une note publiée en 1851 dans le Compte Rendu des séances de l’Académie des Sciences.

Des études qui se poursuivent depuis une trentaine d’années ont établi que des neurones oscillants, initiateurs de la phase d’inspiration, se trouvent dans une structure neuronale du bulbe rachidien appelée « complexe (pré-) Bötzinger ». Un second oscillateur neuronal, le « groupe respiratoire para- facial », a récemment été identifié ; il commande la phase d’expiration.

Le couplage entre les deux oscillateurs responsables, respectivement, des phases d’inspiration et d’expiration produit le rythme respiratoire.

Rythme des contractions intestinales

Sous-tendant la fonction digestive, une onde de contraction, dite péris- taltique, propulse le bol alimentaire au long de l’intestin. Cette onde est pro- duite par des oscillateurs présents au sein du tissu intestinal. La nature de ces oscillateurs n’a été découverte que récemment, alors qu’on savait depuis longtemps qu’un fragment d’intestin isolé en solution saline continue à se contrac- ter spontanément, avec une période de l’ordre d’une dizaine de secondes.

Décrites dès la fin du 19^e siècle par Ramon y Cajal, les cellules instertitielles ont été identifiées il y a une vingtaine d’années comme étant à l’origine de l’automatisme —c’est-à-dire du comportement périodique spontané — des fibres musculaires de l’intestin. Les cellules interstitielles de Cajal produisent des ondes électriques lentes, à raison de quelque dix pulsations par minute, qui sous-tendent la contraction donnant naissance à l’onde péristaltique.

Rythmes de la reproduction et contractions utérines De multiples rythmes sont associés, à divers niveaux, à la fonction de reproduction. Aux débuts mêmes de la vie, le spermatozoïde qui fusionne avec l’ovule déclenche des oscillations de calcium, d’une période de quelques minutes, qui vont permettre à l’ovule fécondé de se diviser et d’entamer ainsi le chemin qui mène de l’embryon à l’organisme adulte. En l’absence de ces oscillations de calcium, point de développement. Le cycle ovarien ou cycle menstruel, d’une durée de quelque 28 jours, représente un autre rythme marquant de la reproduction. Au cours de ce cycle, l’ovulation

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est suscitée par des signaux hormonaux de nature pulsatile. Ainsi, l’hormone GnRH est sécrétée par l’hypothalamus à raison d’une pulsation par heure.

Seule cette fréquence physiologique permet la sécrétion pulsatile des hormones gonadotropes LH et FSH à des niveaux capables d’induire l’ovulation. La plupart des hormones, y compris celles impliquées dans des processus physiologiques autres que la reproduction, sont sécrétées de manière pulsatile, en plus de variations au cours de la journée.

Une fois le développement du fœtus achevé, l’accouchement est dé- clenché par des contractions utérines qui font intervenir, cette fois encore, des oscillations de calcium. Comprendre leur mécanisme est essentiel pour prévenir le déclenchement intempestif des contractions utérines, afin d’évi- ter les accouchements prématurés.

Une horloge contrôle le cycle cellulaire

Pour qu’un ovule fécondé se développe il doit pouvoir se diviser, de manière répétitive, jusqu’à la formation d’un organisme adulte. Le cycle cellulaire est régi par un ensemble de réactions biochimiques dont l’enchaînement se répète spontanément, de manière ordonnée, pour conduire à la division cellulaire. Ce processus est régi par un oscillateur : l’ensemble des réactions impliquées dans le cycle cellulaire s’auto-organise dans le temps sous forme d’oscillations entretenues. La transition entre état de quiescence (arrêt de la division) et prolifération cellulaire peut être vue comme une transition entre un état stationnaire stable, correspondant à l’arrêt du cycle cellulaire, et un régime d’oscillations entretenues correspondant à des divisions répétées au cours du temps.

La périodicité du cycle cellulaire varie selon le type de cellule. Rapide aux premiers stades de développement des embryons de grenouille où les divisions se succèdent toutes les 30 minutes, le cycle cellulaire dure plus d’une dizaine d’heures, jusqu’à 24 heures, voire plus, dans les cellules so- matiques de l’organisme adulte. Le rythme de division cellulaire se retrouve chez les organismes unicellulaires comme les levures ou les bactéries. Le mécanisme du cycle de division bactérien présente des différences signifi- catives par rapport aux autres types de cellules.

Pourquoi tant de rythmes ?

On connaît en chimie un certain nombre de réactions oscillantes, dont le prototype demeure la réaction de Belousov-Zhabotinsky, du nom

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des deux chercheurs russes qui l’ont caractérisée il y a plus d’un demi- siècle. L’essor des études des réactions oscillantes à la fin des années 1960 doit beaucoup aux travaux d’Ilya Prigogine qui montra que les rythmes représentent un processus d’auto-organisation temporelle, une « structure dissipative », qui s’établit loin de l’équilibre, quand un état stationnaire devient instable. L’instabilité provient de cinétiques non linéaires associées à des processus d’auto-amplification comme l’autocatalyse (l’effet « boule de neige » connu aussi sous le nom de rétroaction positive, ou « feedback » positif), ou à des rétroactions négatives. De tels processus de régulation sont fort répandus en biologie, car ils permettent d’optimiser la gestion des ressources cellulaires, raison pour laquelle ils ont été sélectionnés au cours de l’évolution. La multiplicité des rythmes du vivant résulte ainsi de la pro- fusion d’interactions régulatrices régissant la dynamique des organismes, des niveaux cellulaire et supra-cellulaire à celui des populations. Ce vaste domaine peut être étendu (Goldbeter, 2009, 2010) pour inclure des rythmes à composante psychologique.

3. L’horloge circadienne et son entraînement par l’alternance jour/nuit

Les exemples évoqués ci-dessus montrent que les rythmes se ren- contrent à tous les niveaux de l’organisation biologique, avec des périodes couvrant plus d’une douzaine d’ordres de grandeur (Goldbeter, 2010), de la fraction de seconde pour les rythmes musculaires ou neuronaux à quelques heures pour les sécrétions d’hormones, sans compter les rythmes annuels caractérisant la floraison des plantes, ou les migrations et la reproduction de nombre d’espèces animales. Des rythmes de périodes plus longues sont observés pour les oscillations prédateurs-proies en écologie, ou la récur- rence de certaines épidémies avec des périodicités d’une ou de plusieurs an- nées. Quand on pense aux horloges biologiques, les premières qui viennent à l’esprit sont toutefois celles qui permettent aux organismes de s’adapter à la caractéristique la plus marquante de la vie sur Terre : l’alternance du jour et de la nuit en 24 heures, due à la rotation de notre planète sur son axe. Le terme « circadien » (du latin circa, « environ », et dies, « jour ») est utilisé depuis les années 1960 pour caractériser les rythmes biologiques qui se produisent au sein des organismes vivants, y compris certaines espèces de bactéries, avec une période proche de — sans être exactement égale à — 24 heures. Comme on le verra plus loin, les rythmes circadiens sont sans doute ceux qui sont le plus liés à ce qu’on désigne, de manière quelque peu floue, par l’expression « rythmes de vie ».

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Nature endogène de l’horloge circadienne

On sait depuis le XVIII^e siècle, grâce aux expériences menées par un astronome français, Jean-Jacques d’Ortous de Mairan, que les mouvements des feuilles d’une plante au cours de la journée persistent en obscurité constante : ces rythmes circadiens ont donc une origine endogène, c’est-à- dire qu’ils trouvent leur origine dans des mécanismes internes à la plante et ne résultent pas d’un couplage passif avec l’alternance du jour et de la nuit.

Les connaissances sur le mécanisme moléculaire et cellulaire des rythmes circadiens ont beaucoup progressé au cours des vingt dernières années. On sait à présent qu’au sein de chaque cellule un réseau de gènes oscillant sous-tend le fonctionnement de l’horloge circadienne. Le comportement périodique est fondé sur l’autorégulation négative de certains de ces gènes, en particulier les gènes Per et Cry codant pour les protéines PER et CRY. Celles-ci forment un complexe qui, dans le noyau cellulaire, inhibe de manière indirecte l’expression de ces gènes. Cette régulation négative conduit, dans des conditions précises —c’est-à-dire dans un domaine de valeurs des paramètres mesurant, par exemple, les vitesses de synthèse et de dégradation des protéines PER et CRY— à l’apparition d’oscillations entretenues d’une période proche de 24 heures.

Chez les mammifères, y compris l’homme, l’horloge circadienne principale se trouve dans les noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus, lesquels sont contrôlés par la lumière. Des horloges périphériques de même pé- riode, mais avec leur propre phase, existent dans chaque tissu de l’organisme.

Entraînement et force de couplage avec la périodicité externe

La principale propriété de l’horloge circadienne est d’être entraînée par le cycle lumière-obscurité. Le jour et la nuit se succèdent avec une pé- riode exactement égale à 24 heures. Certains des processus biochimiques au sein du mécanisme de l’horloge circadienne sont sensibles à la lumière.

Ainsi, la vitesse d’expression du gène Per chez les mammifères augmente au cours de la phase lumineuse. En raison de ce couplage avec le cycle lumière-obscurité, la période de l’horloge circadienne passe d’une valeur proche de 24 heures —période du rythme en libre cours, c’est-à-dire en conditions de lumière ou d’obscurité constante— à 24 heures exactement.

Cette propriété dénote l’entraînement de l’horloge circadienne par le cycle lumière-obscurité. L’entraînement permet aux organismes d’être en phase

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avec l’alternance périodique du jour et de la nuit, qui caractérise les conditions de vie sur Terre. La lumière agit comme Zeitgeber, c’est-à-dire comme

« donneur de temps » (nombre de termes dans la littérature circadienne proviennent de l’allemand, en raison des origines des premiers chercheurs en ce domaine). L’entraînement de l’horloge circadienne dénote l’accrochage de sa période à celle du cycle lumière-obscurité, qui agit comme un forçage périodique externe de l’horloge biologique.

La force du couplage entre l’horloge circadienne et son environne- ment, par l’entremise de la lumière, possède bien sûr une influence prépon- dérante sur l’entraînement de l’horloge par l’alternance du jour et de la nuit.

Si la force du couplage est minime, voire négligeable, l’entraînement ne peut survenir. Un couplage trop important produit parfois un effet similaire.

L’étude d’un modèle mathématique pour l’horloge circadienne des mammi- fères a permis de mettre en lumière un phénomène inattendu : dans un large domaine de valeurs des paramètres, quelle que fût la force de son couplage au cycle lumière-obscurité, l’horloge circadienne ne pouvait être entraînée par ce dernier. Le modèle montra qu’il suffisait d’augmenter la vitesse de synthèse de la protéine CRY pour permettre l’entraînement de l’horloge par le forçage périodique par la lumière (Leloup & Goldbeter, 2003). L’absence d’entraînement est un syndrome relativement rare qui existe chez certaines personnes dont l’horloge circadienne, tout comme chez les aveugles, oscille en libre cours, c’est-à-dire avec une période autonome légèrement diffé- rente de 24 heures.

Quand l’horloge circadienne n’est plus en phase

Un autre syndrome remarquable lié à l’horloge circadienne a été identifié il y a une quinzaine d’années (Toh et al., 2001). Dans une famille étudiée aux États-Unis sur plusieurs générations, certains membres de la famille tombent de sommeil aux alentours de 19h30 et se réveillent vers 4h30 du matin. La durée du sommeil est donc dans la moyenne, mais la phase du sommeil est avancée de plusieurs heures. C’est la raison pour laquelle ce syndrome est appelé Syndrome familial d’avance de phase du cycle du som- meil. De manière remarquable, les auteurs ont pu caractériser l’origine gé- nétique de ce syndrome : il s’agit d’une mutation du gène Per2, un gène de l’horloge circadienne codant pour l’une des trois protéines PER présentes chez l’homme. La mutation affecte la structure de la protéine PER2 et sa modification biochimique par une enzyme appelée caséine kinase, ce qui a pour effet de diminuer la période autonome de l’horloge. Cette diminution de période n’empêche pas l’entraînement de l’horloge circadienne par le

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cycle lumière-obscurité, mais la phase de l’horloge est avancée de plusieurs heures lors de son accrochage au cycle externe.

L’entraînement de l’horloge circadienne par la lumière agissant comme Zeitgeber n’est pas unique dans le domaine des rythmes biolo- giques. Un autre exemple est fourni par l’entraînement du cycle cellulaire par l’horloge circadienne, qui contrôle la synthèse de certains composants biochimiques actifs dans le mécanisme du processus de division cellulaire. Ici aussi l’entraînement se produit seulement lorsque la force de couplage possède une valeur suffisante. Chaque rythme oscille en libre cours, avec sa période autonome, quand la force de couplage tombe en-deçà d’une valeur critique.

Effets délétères d’une perturbation prolongée de l’horloge circadienne

Comme nous nous pencherons dans la section 5 sur le lien entre rythme de vie et rythmes circadiens, il est utile de résumer ici les travaux récents sur les effets d’une perturbation brève ou prolongée de l’horloge circadienne. Chacun connaît l’effet d’une perturbation transitoire due au passage à travers plusieurs fuseaux horaires lors de voyages en avion. Le décalage horaire qui en résulte, connu sous le nom de jet lag, se résorbe gé- néralement après quelques jours, temps mis par l’horloge circadienne pour se recaler sur le cycle lumière-obscurité à destination.

Plus nocives peuvent s’avérer les perturbations majeures de l’horloge circadienne. À cet égard, deux types de données proviennent respectivement des études chez l’animal et des recherches épidémiologiques chez l’homme. Chez la souris, l’horloge circadienne peut être supprimée par lésion des noyaux suprachiasmatiques ou perturbée de manière perma- nente par un décalage horaire chronique dans lequel l’animal est soumis à un cycle de 12h de lumière suivi de 12h d’obscurité, avec une avance de 8h de ce cycle effectuée tous les deux jours en réduisant la durée de la phase d’obscurité de 12h à 4h. La croissance de tumeurs est accélérée par les deux types de perturbation (Filipski et al., 2002, 2009). Ces études montrent, parmi d’autres, qu’une horloge circadienne fonctionnelle exerce un effet protecteur par rapport à la survenue de cancers. Par ailleurs les études épi- démiologiques chez l’homme ont montré que le travail de nuit augmente les risques de développer certains types de cancer ou d’autres maladies comme le diabète de type II. Ces résultats sont importants car de 15 à 20 % des personnes actives travaillent de nuit et sont exposées à la lumière pendant

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ce qui devrait être leur phase de sommeil. Les résultats de ces études chez l’animal et chez l’homme ont conduit le Centre International de Recherches sur le Cancer, à Lyon, à conclure aux risques probablement cancérogènes du travail de nuit chez l’homme (Straif et al., 2007).

Les mécanismes par lesquels la perturbation de l’horloge circadienne favorise la croissance tumorale n’ont pas encore été élucidés, même si des travaux récents ont établi que l’horloge circadienne contrôle la prolifération cellulaire. Une clé pourrait être fournie par des résultats qui montrent chez l’animal que le stress perturbe l’horloge circadienne et affecte la réponse immunologique par l’entremise des glucocorticoïdes dont la sécrétion est contrôlée par l’horloge (Castanon-Cervantes et al., 2010 ; Bartlang et al., 2015 ; Cuesta et al., 2015 ; Dumbell et al., 2016).

On sait par ailleurs que les rythmes circadiens sont liés aux troubles de l’humeur comme la dépression ou les troubles bipolaires, sans que l’on connaisse encore la nature précise de ce lien (McCarthy et al., 2012). Le stress psychologique affecte cette interaction (Landgraf et al., 2014). L’horloge circadienne est donc un rythme biologique majeur qui intervient dans la régu- lation de la plupart de nos fonctions physiologiques, du cycle veille-sommeil et de la nutrition à la réponse immunitaire ainsi qu’aux troubles de l’humeur.

4. Fréquence optimale des communications intercellulaires par signaux pulsatiles

Parmi les rythmes biologiques ayant des implications pour les effets psycho-physiologiques de l’accélération du rythme de vie, les communications intercellulaires de nature pulsatile présentent un intérêt particulier. Deux exemples sont riches d’enseignements : celui de l’agrégation des amibes sociales et le codage par fréquence des signaux hormonaux (pour une liste de ré- férences et un traitement plus détaillé, voir Goldbeter (2010), chapitres 4 et 5).

Des signaux pulsatiles contrôlent l’agrégation des amibes sociales

Les amibes de l’espèce Dictyostelium sont dites sociales, car elles sont capables de passer d’un stade unicellulaire à un stade multicellulaire suite à une carence en nourriture. Les amibes s’agrègent alors en réponse à des signaux chimiques émis de manière pulsatile, avec une période de quelque 5 minutes, par des cellules se comportant comme des centres d’agrégation.

Le signal pulsatile doit être émis à la bonne fréquence pour que l’agrégation

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survienne : si le signal est émis de manière constante ou toutes les deux minutes, les cellules ne sont pas capables d’y répondre de manière efficace.

De même l’agrégation ne peut survenir si le signal chimiotactique (il s’agit d’une molécule connue sous le nom d’AMP cyclique, ou AMPc) est émis avec une fréquence plus faible que la fréquence physiologique.

Un rythme cellulaire commande la sécrétion pulsatile du signal chimiotactique d‘AMPc toutes les 5 minutes environ. Le mécanisme du rythme repose sur l’auto-activation de la synthèse du signal suite à la liaison de l’AMPc à son récepteur situé sur la face externe de la membrane cellulaire. Une telle régulation autocatalytique ne peut produire un rythme que si elle est couplée à une régulation négative limitant l’effet « boule de neige » de l’auto-amplification. Cette régulation négative prend la forme d’une transition du récepteur vers un état inactif en présence d’AMPc. Un tel phé- nomène, fort répandu dans les communications intercellulaires ainsi qu’en pharmacologie, est connu sous le nom de « désensibilisation du récepteur ».

Signaux hormonaux de nature pulsatile

La plupart des hormones sont sécrétées de manière pulsatile. Ainsi, l’insuline est sécrétée avec une périodicité d’une dizaine de minutes, l’hormone de croissance avec une périodicité de quelques heures, et l’hormone GnRH, comme indiqué plus haut, à raison d’une pulsation de 5 minutes toutes les heures. La fréquence des pulsations de GnRH s’avère détermi- nante pour la réponse physiologique suscitée par le signal hormonal. Les expériences ont ainsi montré que le signal de GnRH à la fréquence physiologique est seul capable d’induire les niveaux des hormones gonadotropes LH et FSH nécessaires à l’ovulation. Un signal constant de GnRH, de même qu’un signal trop ou pas assez fréquent ne réussit pas à induire les niveaux adéquats de LH et FSH, ce qui empêche l’ovulation. Ces résultats ont été mis en œuvre depuis une trentaine d’années dans des approches thé- rapeutiques : chez des patientes stériles en raison de troubles de sécrétion de GnRH, l’injection d’une forme synthétique de l’hormone à la fréquence physiologique d’une pulsation par heure permet de rétablir les niveaux de LH et FSH requis pour l’ovulation.

Désensibilisation des récepteurs et fréquence optimale des signaux pulsatiles

Comment se fait-il que dans les deux cas évoqués plus haut, le signal pulsatile n’exerce son effet optimal que s’il est administré à la

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fréquence adéquate ? Ce codage par fréquence repose sur la désensibilisa- tion du récepteur induite par sa stimulation. Lorsque le signal chimique — l’hormone, ou l’AMPc dans le cas des amibes sociales — se lie à son récep- teur situé à la surface de la cellule cible, cette liaison provoque une réponse sous forme de synthèse d’un composé qui va agir au sein de la cellule en suscitant, par exemple, la sécrétion d’un neurotransmetteur ou l’expression de certains gènes. Dans un second temps, la stimulation induit la transition du récepteur vers un état désensibilisé dans lequel la réponse cellulaire ne peut plus survenir, ou est significativement réduite, en dépit de la présence maintenue du signal extracellulaire.

Pour assurer le retour d’une réponse maximale, il est nécessaire que la stimulation cesse pendant un laps de temps suffisant, afin de permettre au récepteur de se resensibiliser en retournant à son état actif. Ce laps de temps est spécifique ; dans le cas des amibes, il est de quelques minutes, et dans le cas de l’hormone GnRH il est de l’ordre d’une heure. Ceci cadre bien avec la période du rythme de communication intercellulaire, qui est proche de 5 minutes pour la sécrétion du signal chimiotactique chez les amibes, et d’une heure pour la sécrétion pulsatile de GnRH par l’hypothalamus.

La modélisation de la stimulation pulsatile d’un récepteur soumis à désensibilisation a permis de préciser le lien entre la réponse cellulaire d’une part, et, d’autre part, l’amplitude et la durée d’une stimulation, de même que l’intervalle entre deux stimuli successifs. Cette approche montre qu’il existe une fréquence optimale de stimulation : une stimulation trop importante ou à trop haute fréquence conduit à la désensibilisation du récepteur et à la perte de la réponse à la stimulation. De même que l’effort excessif du coureur conduit à l’essoufflement s’il n’a pas l’occasion de se ménager des plages pour respirer, la sur-stimulation ou l’hyperstimulation au niveau cellulaire conduit à la réduction drastique de la capacité de réponse physiologique. Une stimulation périodique s’avère plus efficace qu’une stimulation continue, car elle donne au système le temps de se resensibiliser entre deux stimuli successifs.

La perte de réponse due à la désensibilisation – phénomène connu en physiologie sous d’autres noms comme la fatigue ou l’adaptation — pré- sente des analogies avec l’existence d’une période réfractaire dans les sys- tèmes excitables, bien que le mécanisme sous-jacent soit en partie différent car associé à la capacité de produire des oscillations, comme on le voit dans le cas des cellules nerveuses. Suite à une stimulation dont l’amplitude dé- passe un seuil, les cellules excitables sont capables de produire une réponse

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transitoire de grande amplitude — un potentiel d’action dans l’exemple neuronal ; pendant un laps de temps appelé période réfractaire, la cellule ne peut répondre à une nouvelle stimulation.

5. Rythmes biologiques et rythme de vie : sources d’un possible décrochage

Ce qu’on appelle « rythme de vie » ne désigne pas un rythme au sens d’un processus qui se répète, après un intervalle de temps égal à une période, et qui se reproduit régulièrement, de manière oscillante. Plutôt qu’un processus périodique, le rythme de vie désigne, de manière intuitive et quelque peu floue, l’organisation temporelle ou le tempo de notre vie dans le monde. On associe souvent un adjectif pour qualifier le rythme de vie, le plus souvent pour souligner une frénésie d’activité — ainsi, on dira d’une personne qu’elle mène un rythme de vie effréné. Contrairement aux rythmes du vivant évoqués plus haut, les rythmes de vie n’ont rien de périodique. Ils font plutôt référence au nombre d’actes que l’on pose au cours d’un laps de temps qui se mesure en heures, en jours, en semaines ou en mois, voire en années. Certains donnent l’impression de courir à tout moment sans jamais être en repos. Hyperactivité et hyperstimulation, souvent liées à l’hyperconnexion, vont de pair avec l’accélération du rythme de vie (Rosa, 2010). Le téléphone portable, dans sa forme à présent la plus répandue de « smartphone » ou téléphone intelligent, est devenu un auxiliaire de vie quasi-permanent dont beaucoup ne peuvent plus se passer.

Son usage peut mobiliser jusqu’à 30 % du temps d’activité de ses utili- sateurs, soit quelque 5 heures par jour avec en moyenne 85 connexions (Andrews et al., 2015). Au-delà des apports de cette invention technolo- gique, une telle utilisation intensive, source de distraction et de mobilisa- tion constantes, entraîne une fragmentation de l’attention et rend malaisée la réflexion (Wayne, 2016).

Le smartphone est appelé à remplacer de plus en plus les écrans d’or- dinateur et la télévision ; la réduction de la taille d’écran entraîne la parcel- lisation toujours plus grande des contenus alors que le raccourcissement des messages va de pair avec leur multiplication. Même les articles de journaux se voient contaminés par des insertions de messages à moins de 140 carac- tères. Le monde se numérise à vitesse grand V. En économie, l’échelle de temps des transactions à haute fréquence gérées par des algorithmes informatiques est de quelques microsecondes. Cette accélération se poursuit : l’Ericsson Mobility Report paru en juin 2016 annonce l’évolution vers une

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société en réseau d’objets connectés produisant une quantité croissante de messages, l’accumulation des données (« big data ») allant de pair avec le développement des capacités à les traiter par des moyens informatiques. La civilisation du numérique bouleverse l’organisation même de nos vies et modifie notre rapport au présent et au passé.

L’échelle de temps de nos rythmes de vie est celle de la journée, de la semaine et de l’année. Si un lien existe entre rythme de vie et rythmes du vivant, il semble à première vue que les plus concernés parmi ceux-ci soient les rythmes circadiens, plus encore que les rythmes annuels qui ont largement disparu chez l’homme. On ne connaît pas de périodicité biologique d’une période de l’ordre d’une semaine, même si l’organisation sociale est fondée sur le repos hebdomadaire, lequel permet une resensibilisation dont l’importance a été soulignée plus haut dans le cas des réponses cellulaires à une stimulation externe (voir section 4). Cette resensibilisation survient après plusieurs jours d’activité et implique ainsi notre horloge circadienne, alors que les vacances prolongées, de manière similaire mais sur une échelle de temps plus longue, permettent de se ressourcer après des mois d’activité. Il n’en reste pas moins que, sur une échelle de temps plus courte, par l’entremise d’hormones et de neurotransmetteurs, le stress lié à l’accélération du rythme de vie peut influer sur d’autres rythmes physiologiques comme celui du cœur ou les rythmes cérébraux. Par rapport à l’horloge circadienne, on sait que l’hyperconnexion — les adolescents utilisent en moyenne quatre types d’appareils électroniques après 21h — perturbe le cycle veille-sommeil en entraînant une réduction significative de la durée de la phase de sommeil, surtout chez les adolescents et les jeunes adultes (Owens et al., 2014).

Au-delà du lien direct avec tel ou tel rythme du vivant, l’étude des rythmes biologiques ouvre des pistes de réflexion quant aux effets délé- tères de l’accélération et de l’hyperstimulation dues à l’exposition continue aux sources d’information et à l’instantanéité des communications électro- niques qui demandent des réponses de plus en plus rapides. En premier lieu, le stress lié à l’accélération perturbe le fonctionnement de l’horloge circadienne. Ces perturbations, en plus de l’effet direct du stress, sont susceptibles — quand elles deviennent importantes et soutenues dans le temps

— d’augmenter le risque de développer des troubles du sommeil ou de l’humeur, des maladies cardiovasculaires, voire des cancers, pour ne citer que les exemples de troubles physiologiques les plus marquants. Le fait que le stress psychologique affecte l’horloge circadienne et que celle-ci contrôle la dynamique de la réponse immunitaire ouvre des perspectives sur la manière

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dont le stress pourrait influer sur la santé physique et mentale. Pour les auteurs d’une étude récente (Dumbell et al., 2016), stabiliser la régulation circadienne de l’axe neuro-hormonal régissant la sécrétion des glucocorti- coïdes en réponse au stress pourrait nous protéger contre certains des dan- gers les plus fréquents de la société globalisée qui nous mobilise 7 jours sur 7, 24 heures sur 24 (« protecting the body against some of the most frequent threats of the 24/7 globalized society »). De manière générale, le main- tien d’une horloge circadienne fonctionnelle semble assurer une protection contre les troubles physiologiques les plus divers. Eviter de soumettre cette horloge à des perturbations prolongées — et l’hyperconnexion pourrait en être une source — semble être une attitude raisonnable et recommandable.

À part l’horloge circadienne, d’autres rythmes du vivant qui paraissent avoir des implications pour les effets d’une accélération de nos rythmes de vie sont ceux qui régissent les communications intercellulaires de nature pulsatile, tels qu’on les observe dans l’agrégation des amibes sociales et dans les sécrétions pulsatiles d’hormones. Comme on l’a vu plus haut (voir section 4), l’hyperstimulation entraîne souvent une chute de la réponse des cellules cibles : la stimulation constante ou à trop haute fréquence conduit à la désensibilisation du récepteur et à la perte de la réponse qui s’ensuit.

Au niveau cellulaire, cette situation est en quelque sorte l’équivalent du syndrome de burn-out au travail. Une stimulation pulsatile à la fréquence adéquate donne au récepteur le temps de se resensibiliser, ce qui permet à la cellule de continuer à répondre de manière optimale.

Il est tentant de transposer ces observations au plan psychologique : pour éviter le stress — voire, dans un cas extrême, le burn-out — lié à l’hyperstimulation et à l’accélération du rythme de vie, il serait indiqué de réduire tant que faire se peut les sources de stimulation excessive et de se ménager des plages de récupération quotidienne, hebdomadaire, et tous les quelques mois, tout en se déconnectant aussi longtemps et dès que cela s’avère possible. Dans le flux incessant de la vie sociale, il importe de s’ar- rêter de temps en temps pour trouver l’apaisement. Comme l’écrit Michaux dans Passages (1963), « L’eau coule. Moi je m’accoude. » La recherche du silence, la célébration de la flânerie et de la lenteur (Sansot, 1998) de même que l’essor récent de mouvements qui prônent celle-ci en de multiples do- maines — slow food, slow cities, …etc., sans compter des applications, de nature lucrative, dans la gestion des ressources humaines — répondent à ce besoin de réduire la pression de l’accélération sur nos vies, afin de se réapproprier le temps et, comme l’écrit Birnbaum (2012), de « repartir à la conquête du temps long ».

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Même si le rythme de vie ne représente pas un processus périodique au sens rigoureux qu’on applique aux rythmes du vivant, une autre propriété de ceux-ci pourrait s’appliquer à lui de manière au moins métaphorique.

Nous avons vu comment l’horloge circadienne endogène est entraînée par le cycle lumière-obscurité qui agit sur elle comme un forçage périodique externe. Si l’écart entre la période externe et la période du rythme endogène devient trop important, l’entraînement ne peut se produire et survient le dé- crochage. Le rythme autonome peut alors être perturbé si le couplage avec le forçage externe est suffisamment fort. Face à la pression croissante qui mène à l’accélération de nos activités et nous met sous tension sans relâche, un tel décrochage finira-t-il par se produire entre l’organisation rythmique de notre physiologie, fixée par l’évolution, et notre rythme de vie ?

Dans la phrase de Birnbaum citée plus haut : « il s’agit de préser- ver, au cœur même de la frénésie, un tempo qui s’accorde avec sa propre pulsation », le « tempo » se rapporte au rythme de vie, et « (notre) propre pulsation » à nos rythmes biologiques, considérés de manière globale dans leur multiplicité, même si l’horloge circadienne semble être la plus concer- née, à côté de circuits neuronaux aux propriétés rythmiques impliqués dans l’activité mentale, l’attention, et le traitement des informations cognitives et sensorielles. Si la nature de cette pulsation intérieure demeure floue quand on cherche à la préciser, il n’en reste pas moins que la nécessité d’accorder le tempo de nos vies à nos rythmes face à l’accélération du monde fait sens et résonne en nous, profondément.

Dans l’ouvrage « Où est passé le temps ? », Marielle Macé (2012) débute sa contribution intitulée « Le rythme des autres » en citant une phrase d’Henri Michaux mise en exergue d’un texte de Passages, à laquelle la dis- cussion qui précède fait écho : « Le mal, c’est le rythme des autres ». Plus loin elle commente des extraits d’un autre texte de Michaux publié dans le même livre sous le titre « Dessiner l’écoulement du temps », texte initia- lement publié sous le titre « Vitesse et tempo » dans Quadrum III, Revue Internationale d’Art Moderne, à Bruxelles, en 1957. Michaux écrit :

« Peut-être avais-je peur aussi de changer de tempo. (…) Chacun cherche, sans que personne le lui ait indiqué, à maintenir son tempo. à travers tout, à travers événements, émotions, aventures, comme il lui faut à travers saisons froides, lieux torrides, maintenir égale sa température. / Par une balance très savante et constante, entre les entraînements qu’on accepte et les entraînements auxquels on tourne le dos, par un équilibre complexe, où les petits ralentissements et les petites accélérations se trouvent ingé- nieusement compensés. »

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Qu’aurait pensé Michaux de l’accélération majeure survenue au cours des dernières décennies, et qui semble mettre en question la possibi- lité même qu’elle se trouve compensée ? La suite de son texte nous éclaire à ce sujet, même si, comme le note l’auteur, elle fut composée sous l’emprise de la mescaline ou de l’acide lysergique (LSD) :

« Je devais apprendre moi-même l’horrible, trépidante expérience que c’est de changer de tempo, de le perdre subitement, d’en trouver un autre à la place, inconnu, terriblement vite, dont on ne sait que faire, rendant tout différent, méconnaissable, insensé, décoché, faisant tout filer, qu’on ne peut suivre, qu’il faut suivre (…). / Arraché à son tempo, dans l’orage des infinies vagues forcenées, ou dans l’enfer d’impulsions pareillement soudaines, saccadées et démentes, on ne peut imaginer que cessera jamais l’inhumaine vitesse… »

Cette conclusion formulée il y a six décennies dans un état certes extrême, atteint sous l’effet d’une drogue, ne serait-elle pas prémonitoire ? Une chose est sûre : aux fluctuations près, nos rythmes ne bougent pas, ils sont une donnée biologique, produits d’une longue évolution à présent sta- bilisée, alors que le temps social s’accélère et avec lui notre rythme de vie.

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