Alcool et rythmes de sécrétion hormonale
publicité
Effets de l’exposition à l’alcool dossier thématique Alcool et rythmes de sécrétion ­hormonale Alcohol and hormonal rhythms Thierry Danel* »»Les hormones ont une sécrétion rythmique circadienne, Hormones have circadian, infradian and ultradian secretion rhythms. »»Les rythmes biologiques sont contrôlés par les gènes, mais sous Biological rhythms are under endogenous gene control but under the influence of external factors such as light, social rhythms or xenobiotics. l’influence de facteurs exogènes tels que la lumière, les rythmes sociaux ou certains xénobiotiques. »»L’alcool est l’un des xénobiotiques susceptibles d’agir sur les rythmes biologiques : rythme veille-sommeil, température centrale ou sécrétions hormonales. »»Si l’alcool trouble les rythmes biologiques, la perturbation de ceux-ci a également une influence sur la consommation d’alcool et, plus généralement, sur les comportements d’addiction. Highlights p o i nt s f o rt s infradienne et ultradienne. Mots-clés : Chronobiologie – Alcool – Cortisol – Mélatonine – Addiction. L * Praticien hospitalier, CHRU de Lille ; EA 1046, université Lille Nord de France. 102 es rythmes biologiques témoignent de l’organisation temporelle des organismes vivants. Certains se donnent à voir aisément, comme l’alternance de la veille et du sommeil ou l’alimentation. D’autres se détectent par des mesures (température, activité, architecture du sommeil) ou avec des dosages biologiques. Les hormones ont une sécrétion discontinue de rythme prévisible circadien, ultradien ou infradien. Le rythme de sécrétion des hormones est d’origine endogène, mais il est influencé par l’environnement, notamment les xénobiotiques. L’alcool est l’un d’entre eux. On distingue l’étude de l’action de l’alcool sur les rythmes biologiques des individus sains et sur ceux des personnes présentant un mésusage d’alcool, dépendants et abuseurs donc utilisateurs régulièrement excessifs. L’action de l’alcool sur le rythme des sécrétions de mélatonine, des axes corticotropes et thyréotropes et de la calcitonine chez l’adulte sain et chez les personnes présentant un mésusage d’alcool est l’objet de cette présentation. Among xenobiotics, alcohol is one which may act on biological rhythms: sleep-wake rhythm, central temperature and hormonal secretions. Beyond alcohol action on biological rhythms, it seems that alteration of these latter may have an influence on alcoholization behavior and more generally on addictive disorders. Keywords: Chronobiology – Alcohol – Cortisol – Melatonin – Addiction. Les rythmes biologiques La chronobiologie est l’étude de la structure temporelle organisée en rythmes des organismes, de ses altérations et de ses mécanismes (1). La fonction sinusoïdale qui modélise un rythme biologique se définit par 4 paramètres : période, acrophase, amplitude et mésor. La période représente la durée d’un cycle complet de la variation rythmique par rapport à la période de référence qu’est le nycthémère. On parle de rythme circadien quand la période est d’environ 24 heures, infradien pour une période inférieure à 24 heures et ultradien pour une période supérieure à 24 heures. L’amplitude du rythme correspond à la moitié de la différence entre le pic et le creux de la sinusoïde. Le mésor correspond à la moyenne arithmétique des valeurs recueillies régulièrement au cours d’une période. L’acrophase est la localisation du sommet de la fonction : pour un rythme circadien, elle correspond à l’heure du pic dans l’échelle des 24 heures. Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XVII - n° 4 - avril 2013 Alcool et rythmes de sécrétion ­hormonale Les rythmes ont des composantes endogène et exogène. La composante endogène a été mise en évidence par suppression de la composante exogène lors d’expériences hors du temps. Dans de telles conditions, les rythmes persistent, et la génétique des rythmes biologiques est aujourd’hui bien documentée (2). Ils sont sous le contrôle d’une ou plusieurs horloges internes ou pacemakers capables de les générer et de les moduler en fonction des informations reçues de l’environnement. Le noyau supra-chiasmatique de l’hypothalamus est modulé notamment par l’information photopériodique. L’horloge interne assure 2 rôles principaux : la synchronisation des rythmes biologiques entre eux et l’adaptation de ces rythmes à l’alternance jour-nuit. La composante exogène est celle des facteurs d’environnement qui ne créent pas les rythmes mais les modulent. L’alternance lumière-obscurité, les horaires de travail, les habitudes sociales sont les principaux synchroniseurs. Certaines conditions conduisent à une désynchronisation des rythmes biologiques, qui cessent de présenter les relations temporelles habituelles (3). La cause de la désynchronisation peut être externe, comme un vol transméridien ou le travail posté. Elle peut être interne comme conséquence du vieillissement, de la dépression ou de certains cancers. La désynchronisation peut être également due à des xénobiotiques. L’alcool est l’un d’entre eux, et les premiers concepts en chronobiologie sont liés aux études concernant l’alcool. Il en est ainsi de la chronocinétique, en 1956, et de la chronotoxicité, en 1959, ainsi que de la chronesthésie, qui rend compte des variations de la sensibilité des organes cibles aux effets de l’alcool (4). L’effet de l’alcool sur le système veille-sommeil, les performances physiques et intellectuelles, la température ou les secrétions hormonales a ainsi fait l’objet d’une abondante littérature (5). Nous développons ci-après les effets de l’alcool sur l’organisation temporelle de la sécrétion d’hormones, et notamment de la mélatonine, et des axes corticotrope et thyréotrope. Mélatonine La mélatonine est sécrétée par la glande pinéale. Sa sécrétion débute vers 22 h, atteint un maximum entre minuit et 2 h, pour s’interrompre entre 4 h et 6 h. Il n’y a pas de sécrétion diurne de mélatonine, elle est inhibée par la lumière. Le rythme de sécrétion est généré directement par l’oscillateur circadien des noyaux supra-chiasmatiques, soumis aux synchroni- seurs photiques. La lumière provoque une avance de sécrétion lorsqu’elle est appliquée en début de journée et un retard lorsqu’elle est appliquée en fin de journée. La mélatonine est un excellent marqueur de la synchronisation circadienne d’un individu, capable d’entraîner les rythmes d’autres systèmes circadiens comme l’humeur, le sommeil ou les cycles de reproduction et d’hibernation chez l’animal (1). Les rapports entre alcool et mélatonine ont été étudiés chez le volontaire sain et chez les personnes ayant un trouble lié à l’alcool. Chez le volontaire sain et en population générale, la sécrétion de mélatonine a été rapportée comme étant inhibée par l’alcoolisation aiguë et chronique (6). Chez les alcoolo-dépendants, il y a également une diminution de la sécrétion nocturne de la mélatonine associée à un retard de la phase d’apparition du plateau de sécrétion. Cette action pourrait être impliquée dans l’augmentation de l’incidence des cancers du sein chez les consommateurs d’alcool, notamment en cas de travail posté (7). Dans un travail mené chez les volontaires sains, nous n’avons pas retrouvé cet effet inhibiteur dans un protocole au cours duquel des volontaires sains recevaient 256 g d’alcool répartis régulièrement sur 24 heures (8). En revanche, dans un travail réalisé chez les alcoolodépendants, nous avons retrouvé une sécrétion diurne inhabituelle de mélatonine lors des 24 premières heures de sevrage chez 4 alcoolodépendants sur 7 au total en dosant dans les urines l’excrétion diurne de 6-sulfatoxymélatonine (6SM) et suggéré les potentialités désynchronisantes de l’alcool (9). Axe corticotrope et alcool La sécrétion du cortisol a une composante circadienne avec un pic maximal le matin, des pics du midi et du soir et un rythme ultradien de 90 mn. Chez le volontaire sain, l’alcool stimule l’axe hypothalamo-­ hypophyso-surrénalien (HHS) lorsque les éthanolémies sont supérieures à 1 g/l et varie en fonction de l’heure d’administration (10). Ainsi, les alcoolisations à partir de 19 h entraînent de manière la plus régulière une élévation des cortisolémies. Chez l’alcoolo-dépendant, les données concernant l’axe HHS diffèrent suivant le moment dans la maladie : consommation active, sevrage, abstinence ou complications de l’alcoolisation chronique (11). L’exposition chronique à l’éthanol peut conduire, chez certains alcoolo-dépendants, à une adaptation de l’axe Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XVII - n° 4 - avril 2013 103 Effets de l’exposition à l’alcool dossier thématique HHS, mais, chez d’autres, elle conduira à un pseudosyndrome de Cushing (12). Lors du sevrage des alcoolo-dépendants, la plupart des études trouvent un hypercorticisme, puis les cortisolémies se normalisent, et l’axe HHS est hyporéactif durant les premiers temps de l’abstinence, en particulier à la corticolibérine, à la naloxone et à l’hypoglycémie induite par l’insuline. La succession de cycles d’intoxication et de sevrage conduit l’axe HHS à des cycles d’hypo- et d’hyper­activité. Par hypercorticisme, le sevrage pourrait avoir des conséquences délétères : ostéoporose, diabète, hypertension artérielle, dysimmunité, neurotoxicité. La diminution de la réactivité de l’axe HHS au stress lors de l’abstinence pourrait en avoir également : dépression, amotivation, craving. Notons que l’étude de l’axe HHS chez l’alcoolo-dépendant est complexe, à cause de nombreux facteurs de confusion : dépression, hépatopathie, malnutrition et autres alcoolopathies. Thyroïde et alcool L’alcoolisation chez le volontaire sain diminue significativement le pic de sécrétion nocturne de la thyréo­ stimuline (TSH), dont le rapport avec une altération du sommeil est discuté (13). En effet, les relations entre le sommeil et la sécrétion de TSH sont ténues. Le sommeil a globalement un effet inhibiteur sur la montée nocturne de la TSH : la sécrétion de TSH diminue lorsque les ondes lentes augmentent. Chez les personnes présentant un trouble lié à l’alcool, une méta-analyse (14) conclut que les données les plus solides sont une réduction des taux de T4 et de T3, et une diminution non systématique de la TSH à l’épreuve de stimulation par la thyréolibérine (TRH). Si le rôle de la thyroïde dans la vulnérabilité à l’alcoolodépendance à travers une hypothyroïdie latente a été avancé, d’autres études sur cette population se sont avérées peu concluantes. En ce qui concerne la calcitonine, nous avons retrouvé des taux supérieurs à ceux des sujets témoins chez 20 personnes consommant quotidiennement plus de 100 g d’alcool pur (15). Ce taux n’a pas diminué avec un sevrage de 21 jours attesté par la mesure des γ-GT. 104 Conclusion Cette brève revue de l’action de l’éthanol sur les rythmes de sécrétion hormonale montre l’un des aspects de l’action de l’éthanol sur les rythmes biologiques en général. Il en est d’autres, comme l’action sur le rythme veille-sommeil et l’architecture du sommeil avec le raccourcissement du délai d’apparition du sommeil paradoxal, le trouble de sa répartition au sein du sommeil, l’altération du sommeil lent (16). Nous avons également montré la réduction significative du creux nocturne de la température centrale chez le volontaire sain, donnée confirmée par d’autres auteurs (17). Tout cela va dans le sens de l’hypothèse qu’un certain nombre de troubles rencontrés chez l’alcoolo-dépendant ou le patient abusant de l’alcool sont au moins en partie la conséquence d’une altération de l’organisation temporelle de l’organisme. Les troubles de l’humeur et les troubles du sommeil qui ont une composante chronobiologique sont de ceux-là. Mais on peut aussi évoquer les troubles de la sécrétion du cortisol ou des hormones thyroïdiennes dans le cas de certaines conséquences métaboliques (diabète, ostéoporose) de l’alcoolisation. L’altération de la sécrétion de mélatonine pourrait, pour certains auteurs, être un facteur favorisant l’apparition de certains cancers en raison des propriétés antioxydantes de la molécule. Cette anomalie de la sécrétion intervient très probablement dans les troubles du sommeil rencontrés lors de l’alcoolisation aiguë ou chronique. De manière plus générale, on peut aussi considérer que les propriétés désynchronisantes de la molécule puissent être une des causes du décalage du rythme des alcoolodépendants par rapport aux rythmes sociaux habituels. De manière plus spéculative, nous avons envisagé avec d’autres que les troubles addictifs, dont l’addiction à l’alcool, pourraient être une conséquence d’une anomalie de l’organisation rythmique des organismes (18). Cette anomalie d’organisation trouve son origine dans des facteurs exogènes de désynchronisation (lumière, travail posté, rythmes sociaux), des conditions morbides désynchronisantes (troubles de l’humeur), voire des facteurs de vulnérabilité génétiques touchant aux gènes d’horloge (19). Ces spéculations ouvrent pour l’addictologie des champs encore inexplorés d’utilisation des méthodes resynchronisantes, médicamenteuses (20), photiques ou comportementales dans la prise en charge des troubles addictifs. ■ Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XVII - n° 4 - avril 2013 Alcool et rythmes de sécrétion ­hormonale Références 1. Touitou Y. Dysfunctions of biological clocks and their treatments. Ann Pharm Fr 2008;66:146-57. 2. Mazzoccoli G, Pazienza V, Vinciguerra M. Clock genes and clock- * Contour® mène à la glycémie systématiquement qualifiée (1) controlled genes in the regulation of metabolic rhythms. Chronobiol Int 2012;29:227-51. 3. Reinberg AE, Touitou Y. [Synchronization and dyschronism of human circadian rhythms]. Pathol Biol (Paris) 1996;44:487-95. 4. Danel T, Touitou Y. Chronopharmacology of alcohol: chronokinetics and chronaesthesia. Chronobiology International 2004;21:923-35. 5. Reinberg A, Touitou Y, Lewy H, Mechkouri M. Habitual moderate alcohol consumption desynchronizes circadian physiologic rhythms and affects reaction-time performance. Chronobiol Int 2010;27:1930-42. 6. Rojdmark S, Wikner J, Adner N et al. Inhibition of melatonin secretion by ethanol in man. Metabolism 1993;42:1047-51. 7. Davis S, Mirick DK. Circadian disruption, shift work and the risk ARSENAL-CDM - PP667028 - 03/13 - Bayer Santé - 220 avenue de la Recherche - 59120 Loos - SIREN : 706 580 149 RCS Lille of cancer: a summary of the evidence and studies in Seattle. Cancer Causes Control 2006;17:539-45. 8. Danel T, Touitou Y. Alcohol consumption does not affect melatonin circadian synchronization in healthy men. Alcohol Alcohol 2006 41:386-90. 9. Danel T, Cottencin O, Tisserand L, Touitou Y. Inversion of melatonin circadian rhythm in chronic alcoholic patients during withdrawal: preliminary study on seven patients. Alcohol Alcohol 2009;44:42-5. 10. Yap M, Mascord DJ, Starmer GA, Whitfield JB. Studies on the chronopharmacology of ethanol. Alcohol Alcohol 1993;28:17-24. 11. Emanuele N, Emanuele MA. Alcohol alters critical hormonal balance. Alcohol Res Health 1997;21:53-64. 12. Danel T, Vantyghem MC, Touitou Y. Responses of the steroid circadian system to alcohol in humans: impor tance of the time and duration of intake. Chronobiol Int 2006;23: 1025-34. 13. Danel T, Touitou Y. Alcohol decreases the nocturnal peak of TSH in healthy volunteers. Psychopharmacology (Berl) 2003;170:213-4. 14. Hermann D, Heinz A, Mann K. Dysregulation of the hypothalamic-pituitary-thyroid axis in alcoholism. Addiction 2002;97:1369-81. Navigation autoguidée Précision de nouvelle génération qui dépasse les critères de la norme ISO 15197:2003 (2) Réapplication de sang possible (3) 15. Vantyghem MC, Danel T, Marcelli-Tourvieille S et al. Calcitonin levels do not decrease with weaning in chronic alcoholism. Thyroid 2007;17:213-7. 16. Danel T, Touitou Y. Alcool, chronobiologie et sommeil. Pathologie Biologie 2001;49:726-31. 17. Danel T, Libersa C, Touitou Y. The effect of alcohol consumption on the circadian control of human core body temperature is time dependent. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2001;28:R52-5. 18. Danel T, Jeanson R, Touitou Y. Temporal pattern in alcohol- dependant persons when they consume their first drink of the day. Chronobiology International 2003;20:1093-102. 19. Falcón E, McClung CA. A role for the circadian genes in drug addiction. Neuropharmacology 2009;56(Suppl.1):91-6. 20. Brower KJ, Conroy DA, Kurth ME, Anderson BJ, Stein MD. Ramelteon and improved insomnia in alcohol-dependent patients: A Case Series. J Clin Sleep Med 2011;7:274-5. Contour® next : Dispositif d’Auto Surveillance Glycémique (ASG) destiné aux patients diabétiques. Utilisation : Le lecteur de glycémie Contour® next s’utilise avec les bandelettes réactives Contour® next. Avant toute utilisation, lire attentivement les instructions figurant dans le manuel d’utilisation du lecteur de glycémie et la notice des bandelettes réactives. L’ASG ne doit pas être une mesure automatiquement généralisée à l’ensemble des diabétiques ; ni une mesure passive, n’entraînant pas de conséquence thérapeutique immédiate. Fabricant : Bayer Consumer Care AG (Suisse). Classification : DMDIV Liste B, conformément à l’annexe II de la Directive 98/79/CE. Organisme notifié : Lloyd’s Register Quality Assurance Ltd (LRQA) – Identification n°0088. Remboursement : Dans les limites suivantes au titre de la LPP : lecteur (adulte : 1/4 ans - enfant : 2/4 ans), bandelettes réactives (200/an pour DT2 non insulinodépendant). (1) Résultat situé par rapport au moment du repas. Fonction Autolog activée par défaut. (2) Résultats d’exactitude et de répétabilité. Manuel d’utilisation du système d’autosurveillance glycémique Contour® next. (3) Jusqu’à 30 secondes pour compléter le 1er échantillon sanguin. * 150 Ans, la science pour une vie meilleure. ® ® Système d’autosurveillance glycémique ® Bandelettes réactives ® BDC30_AP next_G3_PRO_106x266 110313.indd 1 Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XVII - n° 4 - avril 2013 11/03/13 17:24 Système d’autosurveillance glycémique 105
