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Influence sur l'horloge interne: une lumière intense vous rend somnolent


L'intensité du sommeil augmente avec l'intensité croissante de la lumière du soleil

Pour beaucoup de gens, le manque de lumière pendant les mois d'hiver les rend fatigués et manquent d'énergie. Cependant, certains insectes deviennent somnolents lorsque la lumière du soleil est particulièrement intense. Les chercheurs l'ont maintenant découvert.

Effets de différentes intensités lumineuses sur le rythme jour-nuit

Les experts en santé conseillent généralement de faire attention à une lumière suffisante, sinon la fatigue vous rattrapera rapidement. Dans le cas de certains insectes, en revanche, l'intensité du sommeil augmente avec l'augmentation de l'intensité du soleil, la pause déjeuner se prolonge et la reprise de l'activité se déplace vers le soir. Telle est la conclusion à laquelle sont parvenus des chercheurs allemands et américains qui avaient étudié les effets de différentes intensités lumineuses sur le rythme jour-nuit de la drosophile.

L'horloge interne est synchronisée

"Nous avons pu montrer que la lumière de faible, moyenne et haute intensité synchronise l'horloge interne dans le cerveau de la mouche avec la journée de 24 heures de différentes manières spécifiques", a expliqué le professeur Dr. Charlotte Helfrich-Förster de l'Université Julius Maximilians de Würzburg (JMU) dans une communication.

Avec son ancienne doctorante Dr. Matthias Schlichting, qui effectue actuellement des recherches dans le laboratoire du lauréat du prix Nobel de physiologie 2017, Michael Rosbash, à l'Université Brandeis de Waltham, Massachusetts (États-Unis), a dirigé l'étude.

Les résultats de l'équipe ont été publiés dans le numéro actuel du Journal of Neuroscience.

Départ différé des activités habituelles du soir

Les expériences montrent que la lumière de haute intensité influence clairement le modèle de comportement des mouches des fruits. Ce qui était particulièrement frappant était une «sieste» beaucoup plus longue de la mouche des fruits d'environ une heure en moyenne, mais au moins de 30 minutes.

Cela s'accompagnait d'un départ différé des activités habituelles du soir, que les mouches prenaient généralement jusqu'à une ou deux heures de retard.

Les chercheurs ont également pu identifier les responsables de ces changements de comportement au niveau moléculaire: des photorécepteurs spéciaux en dehors de la rétine, connus sous les noms de œillets Hofbauer-Buchner-Äuglein ou HB.

Ces «yeux supplémentaires» microscopiques - chacun d'eux ne comprend que quatre cellules sensorielles - ne sont connus que depuis 30 ans. Ils ont été découverts en 1989 par les biologistes de Würzburg Alois Hofbauer et Erich Buchner.

La sieste des mouches est intensifiée par de fortes intensités lumineuses

"Nous avons pu montrer pour la première fois que les yeux de Hofbauer-Buchner réagissent à des intensités lumineuses élevées et renforcent la sieste des mouches", a déclaré Helfrich-Förster.

Le chemin de signalisation qu'ils suivent est en plusieurs étapes: les œillets HB agissent sur un sous-ensemble des neurones d'horloge via des récepteurs spécifiques de l'acétylcholine, ce qui augmente leur taux de calcium.

En conséquence, les neurones de la partie arrière du cerveau de la mouche libèrent un neuropeptide spécial - le «facteur de dispersion des pigments» (PDF).

Là, le PDF influence l'activité d'autres neurones d'horloge, qui régulent l'expression de la sieste et contrôlent le début de l'activité du soir.

Selon les scientifiques, cette réaction à une forte incidence de la lumière chez la mouche des fruits est logique.

"C'est un mécanisme essentiel pour éviter une lumière forte, éventuellement nocive à l'heure du déjeuner", a déclaré le neurobiologiste.

Après tout, des intensités lumineuses élevées vont souvent de pair avec des journées chaudes d'été, ce qui peut être particulièrement dangereux pour les insectes - d'une part parce qu'ils peuvent se dessécher rapidement, d'autre part parce qu'ils sont plus facilement découverts par leurs prédateurs en plein jour.

Structures comparables chez l'homme

Afin d'exclure la possibilité que ce ne soit pas la lumière intense, mais éventuellement le développement de chaleur associé qui déclenche la sieste prolongée, les chercheurs ont également mené leurs expériences pour vérifier des mouches spéciales génétiquement modifiées.

Leur horloge interne ne réagit plus aux changements de température, mais les mouches montrent toujours le changement de comportement. Cela suggère que l'entrée légère est responsable de la sieste prolongée et de l'activité de fin de soirée.

Selon les auteurs, les résultats de leur étude montrent «des parallèles surprenants avec les mécanismes des mammifères».

Les mammifères - et les humains, d'ailleurs - ont également des photorécepteurs spécialisés qui perçoivent une forte lumière et transmettent leurs signaux directement à l'horloge interne dans une zone spéciale du diencéphale (hypothalamus).

On ne sait pas si leur activation conduit également à une prolongation de la sieste chez l'homme. Cependant, les scientifiques considèrent que c'est tout à fait possible. (un d)

Informations sur l'auteur et la source

Vidéo: Lhorloge biologique, Dr C. Gronfier, conf. sommeil et travail à horaires atypiques (Octobre 2020).