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Une horloge dans nos muscles

Une horloge centrale se trouve dans le cerveau et synchronise l'ensemble des horloges secondaires présentes dans les divers organes, dont les muscles.

Photo : Getty Images

Radio-Canada

Les cellules musculaires abritent une horloge biologique qui jouerait un rôle important dans la régulation de notre métabolisme et même dans le développement du diabète.

Un texte d'Alain Labelle

Cette percée intervient au moment où trois chercheurs américains reçoivent le prix Nobel de médecine pour avoir – justement – démonté les mécanismes complexes de l'horloge biologique (Nouvelle fenêtre).

Le corps humain possède plusieurs horloges biologiques qui le régulent.

Par exemple, elles libèrent l'hormone de la mélatonine pendant le sommeil, favorisent la sécrétion d'enzymes digestives au moment des repas et nous tiennent éveillés aux heures les plus intenses de la journée.

C’est une horloge qui se trouve dans le cerveau qui synchronise l'ensemble des horloges secondaires présentes dans les divers organes.

Tic tac musculaire

Or, des chercheurs européens des universités de Genève (Suisse), de Bath (Royaume-Uni) et Claude Bernard (Lyon, en France) viennent d’établir qu’une telle horloge circadienne est également à l’œuvre dans les muscles.

Leurs travaux ont aussi révélé que des perturbations de ce mécanisme peuvent jouer un rôle important dans le développement des diabètes de type 2.

Ils ont d’abord montré que les différents types de graisses contenus dans les cellules musculaires connaissent des variations au cours de la journée, selon le type de lipide favorisé.

Ils se sont ensuite demandé si ce processus ne serait pas lié à une horloge biologique.

Pour le vérifier, ils ont synchronisé les horloges biologiques des sujets de leur étude en les soumettant à des conditions identiques de lumière, d'alimentation et d'exercices pendant deux jours.

Ensuite, toutes les quatre heures, les scientifiques ont prélevé un échantillon très réduit de tissu musculaire au niveau de la cuisse afin d'en analyser la composition en lipides.

Une corrélation claire entre la composition en lipides des cellules et l'heure de la journée a été observée.

Howard Riezman, Université de Genève

Pour s’en assurer, les auteurs de ces travaux publiés dans les Annales de l’académie américaine des sciences (PNAS) ont isolé en culture des cellules musculaires humaines et les ont artificiellement synchronisées en l'absence d'horloge maîtresse, en utilisant une molécule de signalisation normalement sécrétée dans le corps.

Ils ont pu constater une variation périodique de la composition lipidique des cellules, identique à celle constatée chez les sujets humains.

Toutefois, lorsqu'ils ont déréglé le mécanisme de l'horloge en inhibant les gènes responsables, les variations périodiques dans les lipides n'ont plus été traçables.

Nous avons clairement montré que cette variation des types de lipides dans nos muscles est liée à notre rythme circadien.

Ursula Loizides-Mangold, Université de Genève

Quel rôle joue cette horloge?

En raison de son impact sur les lipides, cette horloge pourrait contribuer à réguler la sensibilité des cellules à l'insuline. Les lipides étant une composante de la membrane cellulaire, ils influencent le passage des molécules dans les cellules musculaires et en dehors de celles-ci.

Ainsi, tout changement de composition peut ajuster la sensibilité du muscle à l'hormone et sa capacité à absorber le sucre contenu dans le sang.

Or, une faible sensibilité du muscle à l'insuline mène à une situation de résistance à l'insuline, connue pour son rôle dans les diabètes de type 2.

Si nous parvenons à établir un lien entre les mécanismes circadiens et les diabètes de type 2 au travers du métabolisme des lipides, cette découverte pourrait avoir d'importantes répercussions thérapeutiques.

Charna Dibner, Université de Genève

Déjà, en 2008 (Nouvelle fenêtre), des chercheurs affirmaient que la variation de l'hormone mélatonine, qui intervient dans le rythme éveil/sommeil, était liée à l'augmentation du risque de diabète. La raison restait toutefois incertaine.

Biologie

Science