LA CHRONOBIOLOGIE HUMAINE

LA CHRONOBIOLOGIE HUMAINE
Introduction
Du principe d’homeostasie (Claude Bernard, fin XIX ème siècle) vers l’émergence de la
chronobiologie.
L’homéostasie dit qu’un organisme était à un niveau stable tout le temps.
La notion de rythmicité, de chronobiologie a donc mis du temps à émerger (années 50).
Dans les années 50, c’est en Europe qu’il y a eu les plus grandes avancées :
 Halberg et Aschoff : ont montré les principes endogène des rythmes  horloges biologiques
et synchroniseurs.
 Dans les années 60 : Reinberg a été l’un des premiers à parler de chronobiologie humaine et
de chromopharmacologie.
RYTHMES CHEZ L’HOMME
Rythmes ultradien : <20h
Rythmes infradiens > 28h
 cycle menstruel = rythme circamensuel
 rythme saisonnier = rythme circannuel
rythme saisonnier : (deux chez l’homme)
 naissances
 suicides
Rythme saisonnier de naissances
On a recensé 10 milliards de naissances dans le monde (fin XVIIIème à nos jours)
Europe de l’ouest : Maxi de conception au printemps (naissances en hiver)
10 millions de naissances en France : 1968-1974
 maximum de conception en été (naissances au printemps)
Etude française : 1983-1989
maximum de conceptions en septembre- octobre (naissances en juin juillet).
Pourquoi ?
 origines biologiques ?
cycle de la femme varient au cours de l’année ? (aucun travaux)
variation de spermatogénèse chez l’homme ? (on a montré un rythme saisonnier de niveau
de testostérone avec un pic en fin d’été)
 facteurs sociaux ?
1936 = arrivée des congés payés
Maitrise de la contraception depuis la fin des années 60

LES RYTHMES JOURNALIERS CHEZ L’HOMME
A. LES MARQUEURS DES RYTHMES
La fonction principale des rythmes est de faire en sorte que l’organisme soit synchronisé.
1) Le cycle veille sommeil
On le mesure à l’aide d’un actimètre (bracelet qui va enregistrer tous les mouvements du bras
comme un indicateur de l’activité de la personne). Les personnes portent l’actimètre en continu
pendant 7 jours.
On l’étudie avec un agenda du sommeil, réalisé par le patient.
Grâce au questionnaire de Horne et Ostberg, on va pouvoir définir un chronotype (publié en 1976)
Pour savoir si on est plus du matin ou du soir. En général, les gens sont entre les deux.
Avec l’âge on a une modification du chronotype.
L’adolescent a un retard de phase qui se fait spontanément (se couche plus tard).
2) Un cycle physiologique : rythme de température
Température corporelle : la plus basse est vers 3-4h du matin.
3) Cycles hormonaux mélatonine- cortisol
Mélatonine = hormone du temps. Forte sécrétion la nuit
Le cortisol est également très rythmé. En début de nuit, le niveau est faible. Un pic est atteint en
début de matinée.
B. PROPRIETE, COMPOSANTE ENDOGENE ?
En conditions constantes = en conditions de libre cours.
Expérience
Hors du temps » (labo ou grotte)
Années 50 : premiers essais
 Michel Siffre a expérimenté cela :
1962 : 2 mois (22 ans)
1972 : 7 mois
2000 : 2 mois
Première expérience : au bout de deux mois, il avait totalement perdu la notion du temps (dormait
14 heures alors qu’il pensait dormir 4h.
On remarque un rythme circadien avec un rythme endogène de 24.8h.
Récemment, ces périodes ont été ajustées en labo avec une pénombre permanente de 0.5 lux. La
période est ici de 24.2h.

Synchronisation interne :
Euchronisme = Etat physiologique au cours duquel toutes les variables étudiées ont des rythmes de
période de 24.2h en conditions constantes (ou de 24h en conditions d’alternance jour-nuit), et des
paramètres normaux de rythmes (amplitudes, valeur max, emplacement du pic …).
Lors d’anomalies, Chez 25% des personnes, le rythme devient anormal au bout de deux semaines. Le
rythme veille sommeil devient irrégulier alors que les autres marqueurs restent corrects. L’organisme
devient en désynchronisation interne.
On parle d’allochronisme.
Allochronisme = Etat physiologique, sans trouble objectif ou subjectif, au cours duquel un u plusieurs
paramètres de certains rythmes révèlent des différences par rapport aux valeurs moyennes
normales.
C. LES FACTEURS DE SYNCHRONISATION EXTERNE
La lumière est le synchroniseur le plus puissant.
Pendant une semaine, des sujets reçoivent de la lumière de 5h à 8h du matin. Puisqu’on fait allumer
la lumière trois heures avant, on fait une avance de phase. On remarque que le pic de mélatonine et
que le pic de cortisol se font également plus tôt du coup.
Pour être un synchroniseur maximal, la lumière doit ête à 2500lux.
Influence des facteurs sociaux :
Des groupes de jeunes femmes ont été mises ensembles en conditions constantes. Elles ont toutes
montré le même rythme circadien. On a donc une influence sociale avec plusieurs causes possibles :
 Entrainement total : un individu entraine les autres
 Mécanismes de synchronisation mutuelle : ajustement à un rythme moyen.
On parle de facteurs socio écologiques.
La prise alimentaire n’a pas d’effet synchroniseur assez puissant chez l’homme.
L’effet synchroniseur de l’activité physique sur la vigilance la nuit lors de la conduite a été très étudié.
D. L’ONTOGENESE DU RYTHME JOURNALIER
On a trois phases dans cette mise en place :
 Le premier mois : seulement un rythme ultradien observé avec une période de 4h
 2ème -4ème mois : un rythme commence à s’organiser avec un rythme circadien de l’ordre de
25h
 5ème – 7ème mois : rythme journalier
Au cours des trois premiers mois, on n’a aucun rythme de mélatonine. Il apparait entre 9 et 12
semaines et atteint sa maturation au bout de 24 semaines.

LES APPLICATIONS MEDICALES
A. TROUBLES DES RYTHMES
Dyschronisme = altération de l’organisation temporelle associée à un ensemble de symptômes,
temporaires ou persistants, qui témoignent du trouble d’une ou de plusieurs fonctions.
Syn : chronopathologie
Le but de la chronothérapie est de restaurer ces problèmes.
1) Troubles de la phase
a) Troubles du retard de phase
Appel aussi syndrôme de l’endormissement retardé. Il touche 3.5% de la population. Cela touche
principalement les adolescents (7.3%) et les jeunes adultes. Il n’y a pas de différence liée au sexe.
l’endormissement est retardé mais le sommeil est de qualité normale.
Il est associé dans 50% des cas à une dépression. Il n’a pas de conséquence négative en soi
b) Troubles d’avances de phase
Moins fréquent que les retards de phases.
Ils touchent seulement 1% de la population, pas de différence homme-femme avec un risque accru
avec le vieillissement. Personnes qui se couchent très Tôt (18-21h). ils vont se réveiller entre 3 et 6h
du matin.
Cas familial étudié à Lyon :
Un adolescent a montré qu’il s’endormait à 18h30 et se réveillait entre 3-6h. la qualité et la quantité
du sommeil ne sont pas atteints. Les rythmes de mélatonine sont en avance.
C’est un cas familial car plusieurs membres de la famille sont en avance de phase. On a découvert
qu’ils avaient une mutation sur le gène per.
Ils ont une période endogène plus courte : τ= 23.3h
Pour se recaler, ils sont traités par luminothérapie appliquée en fin de journée (taux de succès de
80%).
La chronothérapie hormonale par la mélatonine est également théoriquement possible. Pour eux, il
faudrait faire une administration de mélatonine le matin. Cette dernière a des effets hypnotiques et
atteint la vigilance donc ce traitement n’est pas réalisé en pratique.
La chronothérapie comportementale est également possible : on fait vivre aux patients des journées
de 21h en renforçant les heures de coucher pendant une semaine.
c) Trouble affectif saisonnier
Cette dépression arrive en hiver avec la diminution de la photophase et la baisse de la luminosité.
Certaines personnes développent un trouble qui inclut un retard de phase associé à une
hypersomnie, avec une qualité du sommeil moindre (interrompu) et non réparateur.
On a aussi une baisse de l’activité physique, combiné avec un appétit accru, envie de glucides 
prise de poids.
Il y a également des troubles de l’humeur : tristesse, anxiété, irritabilité.
On a aussi une baisse de la libido ou troubles menstruels.
Ces symptômes disparaissent au printemps.
On explique ce comportement par la luminosité trop faible et la photophase trop courte.
En traitement, on utilise la luminothérapie en faisant 2h d’exposition matinale

2) Troubles de la période
a) Trouble de type en libre cours
Peu de cas connus. Dans les quelques cas, on compte plus d’hommes que de femmes. Ils contractent
ce trouble avant 30 ans. Dans 25% des cas, ce sont déjà des patients qui ont des troubles
psychiatriques tels que la dépression ou la schizophrénie.
50% des aveugles seraient atteints de ce trouble : ils ne perçoivent pas les variations lumineuses
donc peuvent être désynchronisés par rapport à l’environnement.
On leur donne de la mélatonine le soir. Chez les voyants, on conseille d’y additionner la
luminothérapie (la luminothérapie seule ne donne pas de résultats concluants).
Il y a également une chronothérapie comportementale qui ca renforcer les synchroniseurs matinaux
(heure de réveil fixe, douche froide  1min à 14°C, petit dej riche en protéines  50% ration
quotidienne, pris avec deux personnes pour renforcer les synchroniseurs sociaux, exercice physique
modéré).
b) Troubles de type irrégularité de la veille et du sommeil
Ce sont des cas encore plus rares. Ils sont souvent associés à d’autres pathologies neurobiologiques
(Alzheimer, démence, déficience mentale chez l’enfant).
On peut retrouver ce type de trouble avec le vieillissement.
C’est la disparition d’une période unique du sommeil. Il est morcelé en au moins trois périodes
irrégulières sur 24h.
Les autres rythmes sont aussi morcelés. On a essayé la luminothérapie en exposition le matin et
l’après midi.
3) Troubles de l’amplitude
On les diagnostique souvent avec le vieillissement. En condition normale de vie, il y a bien une baisse
de l’amplitude, du rythme, avec le vieillissement.
En situation contrôlée (repose couché). L’amplitude de rythme, ici, n’est plus différente. Cela veut
dire que l’activité physique général des personnes influence l’amplitude de ce rythme.
L’amplitude du rythme de mélatonine des personnes de plus de 60 ans est beaucoup plus basse que
celle des plus jeunes. Il y a bien un effet du vieillissement sur le système circadien.
B. CHRONOPHARMACOLOGIE
C’est une science qui étudie les effets des médicaments selon le moment de l’administration dans
un cycle journalier.
L’objectif est de savoir quand l’effet thérapeutique est maximal et un effet toxique minimal.
Chronergie = variations périodiques des effets (positifs ou négatifs) d’un médicament.
Quand on parle d’un effet positif, on parle de chronoefficacité.
Cette chronoefficacité dépend de deux concepts :
 Chronocinétique
 Chronesthésie