Qu'est-ce que le noyau suprachiasmatique?

Le noyau suprachiasmatique (SCN) est une paire de structure de la taille d'une tête d'épingle de l'hypothalamus, une partie du cerveau située au-dessus du chiasma optique, la région où les nerfs optiques se croisent. Il contrôle le rythme circadien, la répétition rythmique de certains phénomènes à peu près au même moment chaque jour. Également connue sous le nom d'horloge biologique, elle contient environ 20 000 neurones qui génèrent des signaux neuronaux et hormonaux qui régulent les différentes fonctions du corps selon un cycle d'environ 24 heures. Certains signaux générés par les neurones du noyau suprachiasmatique comprennent l'acide gamma-aminobutyrique, la vasopressine, le peptide intestinal vasoactif et la somatostatine. Les différentes fonctions du corps synchronisées avec les signaux générés sont le cycle veille-sommeil, la température corporelle, les variations de la pression artérielle, la production d'urine et la sécrétion d'hormones.

Les rythmes circadiens peuvent être entraînés par les cycles sombre et clair de l'environnement. Une fois que la lumière provenant de l'environnement atteint les yeux, des cellules rétiniennes sensibles à la lumière, appelées photorécepteurs, convertissent la lumière en signaux électriques, puis la transmettent au cerveau. Ces signaux qui circulent dans le tractus rétino-hypothalamique produisent un entraînement. L'entraînement modifie la phase de l'activité du noyau suprachiasmatique de sorte qu'elle se synchronise avec les cycles clair et sombre de l'environnement à la même fréquence. Pendant le jour subjectif, l'entraînement est médié par l'adénosine monophosphate cyclique et le peptide activant l'adénylcyclase hypophysaire, tandis que pendant la nuit subjective, il est médié par le guanosine monophosphate cyclique et l'acétylcholine.

Outre les signaux lumineux environnementaux, le noyau suprachiasmatique est influencé par la mélatonine. La mélatonine est une hormone synthétisée à partir du neurotransmetteur sérotonine par la glande pinéale. C'est à la fois un agent et un régulateur du noyau suprachiasmatique. Sa synthèse est circadienne, dans laquelle il est inhibé par la lumière et stimulé par l'obscurité. À mesure que son niveau augmente au cours de l'obscurité de l'environnement, la mélatonine envoie des informations au cerveau indiquant que la nuit est arrivée et que l'entraînement des fonctions corporelles est évoqué en conséquence.

Plusieurs gènes régulant le rythme circadien ont été identifiés. Ce sont les gènes intemporels, de période, d'horloge et de cycle. Ils contrôlent l'expression des protéines, conduisant à un système de rétroaction négatif intracellulaire complexe. Le système de rétroaction négative explique la périodicité du noyau suprachiasmatique.

Le rythme de la signalisation neuronale et hormonale varie de façon saisonnière. Cela peut refléter l'influence de la variation de la longueur, des marées, de la température et de l'ensoleillement du jour. Dans le décalage horaire, l'horloge biologique est perturbée par un changement artificiel soudain du temps passé dans un fuseau horaire différent, ce qui entraîne un changement brusque des signaux neuronaux et hormonaux. Souvent, il faut plusieurs jours pour réinitialiser le fonctionnement du corps à un cycle normal de 24 heures.