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l
Neurone
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Vol 17
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N°9
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2012
dérer; le signal mélatoninergique (sécré-
tion nocturne):
·
impose directement les rythmes;
·
ou entraîne un oscillateur périphé-
rique.
Le signal mélatoninergique impose
directement un rythme
La présence de récepteurs de la MLT
dans de nombreuses structures péri-
phériques explique les effets rapportés
de l'hormone sur ces structures (28).
Ceci ne veut toutefois pas dire que la
MLT a un rôle dans leurs fonctionne-
ments temporels. Dans la pars tuberalis
(PT) de l'adénohypophyse, des «gènes-
horloges» sont exprimés, mais, à la dif-
férence des NSC ou des oscillateurs
périphériques, le rythme observé
semble directement dépendant de la
MLT. En effet, il disparaît après pinéa-
lectomie (p. ex. Per1) et est rétabli après
administration de MLT (p. ex. Cry1) (29,
30). Ce résultat démontre que c'est le
rythme de MLT qui impose l'oscillation
à cette machinerie moléculaire. Cette
régulation par la MLT de l'expression
d'un rythme circadien dans un tissu
qui par ailleurs n'a pas de connections
nerveuses avec les SCN est-elle spéci-
fique à la PT ou constitue-t-elle un
mécanisme général présent dans un
grand nombre de structures? De nom-
breux autres travaux sont nécessaires
pour répondre complètement à cette
question.
Le signal mélatoninergique entraîne
les oscillateurs périphériques
Les oscillateurs centraux et périphé-
riques sont des éléments importants du
système circadien et une régulation tissu
spécifique de la phase des rythmes entre
ces oscillateurs est nécessaire pour un
fonctionnement normal de l'organisme
(par exemple, la corticostérone doit être
secrétée quelques heures avant le réveil
pour préparer ce réveil, les horaires de
prise de nourriture doivent correspondre
à la période d'éveil, l'hormone de crois-
sance doit être sécrétée et la température
corporelle doit baisser pendant la pé-
riode de repos, etc.).
Des études in vitro et in vivo ont déjà
démontré que de nombreux signaux
(glucocorticoïdes, activité physique,
prise alimentaire) jouaient un rôle
important. La MLT, très probablement,
est aussi un acteur majeur dans cette
synchronisation interne. Aujourd'hui,
toutefois, les redondances du système
(messages circadiens distribués par diffé-
rentes sorties de l'horloge) rendent les
expérimentations in vivo extrêmement
difficiles. Les résultats sont inconsistants
et des conclusions fermes ne peuvent
être tirées.
Toutefois, récemment, Torres- Frafan, et
al. (31) ont montré, dans des cultures de
surrénales foetales, que la MLT induit un
changement de phase dans le cycle de
24h d'expression de Bmal1 et Per2. Ce
travail démontre que définir le pouvoir
synchronisateur potentiel de la MLT sur
les oscillateurs centraux ou périphé-
riques est possible et ouvre de nouvelles
perspectives pour le futur.
Effets chronobiotiques de la
mélatonine exogène
Chez de nombreux mammifères,
Homme compris, des récepteurs de la
MLT sont présents dans les NSC. La MLT
circulante est donc capable d'agir sur
l'horloge.
Aujourd'hui, le rôle physiologique exact
de ce rétrocontrôle n'est pas connu,
ESPECES NOCTURNES
(Rat)
Jour subjectif
Nuit subjective
T
emps (
jours)
Temps (h)
Temps (h)
Obscurité
constante
(DD)
DD +
Infusion
quotidienne
de Mélatonine
DD +
Infusion
quotidienne
du solvant
Obscurité
constante
(DD)
DD +
Infusion
quotidienne
de Mélatonine
DD +
Infusion
quotidienne
du solvant
ESPECES DIURNES
(Arvicanthis)
Note: Le rythme d'activité locomotrice chez les rongeurs est l'homologue du cycle veille/sommeil chez l'Homme.
Dans cette expérience, l'entraînement se fait quand la présence de mélatonine coïncide avec le début de l'activité
(le crépuscule subjectif). Chez une espèce diurne (Arvicanthis), l'e et de la mélatonine s'observe quand
l'administration de l'hormone coïncide avec la n de l'activité. Ceci indique que la fenêtre de sensibilité à la
mélatonine est la même pendant le crépuscule subjectif. Dans les deux expériences, l'entraînement à 24h
n'est plus observé quand l'administration de mélatonine est arrêtée.
Redessiné et modi é à partir d'une gure de l'article de Pevet, et al. 2011 (6).
Jour subjectif
Nuit subjective
Figure 2: Chez le rat (espèce nocturne) placé en conditions constantes (obscurité totale),
les rythmes s'expriment toujours, mais l'horloge n'étant pas synchronisée à 24h par
l'alternance jour/nuit, ils s'expriment avec la période propre de l'horloge: ici supérieure
à 24h. Une administration quotidienne de mélatonine entraîne à 24h le rythme d'activité
locomotrice du rat (schématisé par les lignes noires horizontales.