Hypoxie et horloge biologique

Dans cet article nous parlons de la présentation de Gad Asher sur l’ hypoxie et l’ horloge biologique au congrès du sommeil. 

Si vous souhaitez améliorer votre hygiène de sommeil grâce à des défis hebdomadaires, vous pouvez consulter cet article.

Introduction hypoxie horloge biologique

Jean-Louis Pépin le président de séance nous présente Gad Asher. C’est un scientifique mondialement reconnu qui a obtenu de nombreux prix et récompenses pour ses travaux et recherches. 

Hypoxie et horloge biologique

Les rythmes circadiens

Gad Asher présente le contexte en faisant quelques rappels sur les rythmes circadiens. Chez les mammifères, l’horloge maitresse se trouve dans le noyau suprachiasmatique du cerveau avec des oscillation d’environ 24H. Ainsi ce noyau reçoit une intonation de voie rétino-hypothalamique selon les cycles de lumière obscurité dans l’environnement. Nous avons longtemps pensé qu’il n’y avait qu’une seule horloge mais nous savons maintenant que toutes les cellules ont une horloge. Aussi elles fonctionnent de façon autonome et ont des rythmes différents fonctionnant tous en harmonie. Il y aurait donc une communication entre les cellules pour qu’elles puissent osciller de façon harmonieuse. 

On s’attend à ce que ce régulateur remplisse les critères suivants :

  • Qu’il soit facilement disponible et reconnu par toutes les cellules du corps
  • Aussi qu’il expose des rythmes quotidiens
  • Qu’il synchronise les horloges dans les cellules périphériques

Les rythmes alimentaires et de température répondent à ces critères mais qu’en est-il de l’oxygène ?

L’oxygène régulateur des horloges biologiques ? (hypoxie horloge biologique)

L’oxygène est facilement disponible et reconnu par toutes les cellules. Mais les autres critères ne sont pas forcément évidents. Il présente donc différentes études réalisées qui mettent en évidence les autres critères. Ainsi l’oxygène expose bien des rythmes circadiens et il synchronise les horloges des cellules périphériques. L’une des voies les mieux connue de l’oxygène est HIF1- α. Il cherche donc à savoir si HIF1- α est impliqué dans l’effet de l’oxygène sur l’horloge circadienne. Les études qu’il réalise montre qu’HIF1- α n’est pas un composant essentiel de l’horloge biologique mais plutôt un moyen de communiquer les informations de l’environnement aux cellules.

Pourrait-il aider à resynchroniser les horloges en cas de jet lag ?

Pour tester cette hypothèse il constitue un protocole particulier inspiré des tentes à oxygène bas. Ce protocole finalement pas si simple à mettre en place comporte un appareil pour contrôler l’oxygène, le rythme lumière obscurité et un monitoring de l’activité de l’animal. Lorsqu’on avance le rythme lumière obscurité de 6h pour provoquer un jet lag, on constate qu’il faut environ 8 jours pour resynchroniser les horloges. Une exposition à un taux d’oxygène de 14% raccourci ce délais à environ 5 jours. 

Différentes études réalisées permettent de conclure que l’horloge biologique régule les rythmes d’activité et alimentaires. De même les rythmes d’activité régulent la production de CO2 mais plus particulièrement la consommation d’oxygène. Tandis que les rythmes alimentaires régulent la consommation d’oxygène mais plus particulièrement la production de CO2.

Qu’en est-il lorsque l’oxygène est réduit comme en haute altitude ? (hypoxie horloge biologique)

Il a voulu savoir si une réduction de l’oxygène de manière pathologique comme dans l’apnée du sommeil pouvait impacter la synchronisation de ces horloges biologiques. En condition d’hypoxie ou d’hypoxie intermittente les horloges biologiques du foie ne sont pas impactée tandis que les horloges des poumons et des reins ont une avance de phase d’environ 2h. Cela entraine donc une désynchronisation des horloges. 

Pour étudier les effets de cette hypoxie sur l’homme, une étude a été mise en place à Puno au Pérou (3800 m d’altitude), à Larinconada au Pérou (5300 m d’altitude) ainsi qu’au niveau de la mère. Malheureusement la crise sanitaire liée à la COVID-19 à interrompu cette étude. Affaire à suivre donc. 

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