Les organismes vivants ne s'adaptent parfaitement non seulement à l'espace, mais aussi à la structure du temps. Bien avant l'invention de l'horloge, l'homme savait se réveiller à une heure bien précise. En outre, il ignorait rien du rythme des saisons et celui de la vie des animaux domestiques.
Aujourd'hui, rares sont ceux qui savent sans aide, s’éveiller au moment désiré. Hélas ! Nous ne pouvons fournir aucune explication sérieuse à ce phénomène nous connaissons pourtant de nombreux exemples d'horloge biologique fonctionnant à divers moments de l'organisation de la vie. Il est impossible de décrire l’homéostasie (en physiologie tendance des organismes vivants à maintenir constant leurs paramètres biologiques de modification en fonction du milieu ambiant et extérieur) d’un organisme sans prendre en contre les paramètres de temps et de périodicité.
Pline l'Ancien (naturaliste et écrivain latin, né à Côme 23 après J.-C. auteur d'une histoire naturelle - vaste compilation en 37 volumes), disait : « Il semble que la nature crie aux laboureurs. Pourquoi regardes-tu le ciel ? je t'ai donné les plantes qui t’indiquent les heures.
Une plante originaire de Madagascar, Kalanchoe blossfediana, ouvre ses fleurs le matin et les ferme le soir. Son rythme est maintenu même en absence de lumière. Une plante indienne Desmmondium Gyrans, dénommé plante télégraphe, offre la particularité de feuilles qui se tournent chaque minute et la rapidité de ce mouvement fait de cette plante un modèle pour les études de biorythmes. Signalons qu'on distingue les biorythmes endogène (cardiaque, respiratoire, menstruel etc.) et les biorythmes exogène (diurne annuelle etc).
certaines plantes portent des noms qui définissent leurs spécificités
comme par exemple la dame de 11 heures Ornithologum umbellatum ; la belle de jour, la belle de nuit etc.
On peut aussi rappeler les efforts faits par les observateurs et les naturalistes pour inventer une horloge florale, aujourd'hui totalement délaissée. À Upppsola en Suède, Carl von Linné, naturaliste du 18e, proposa une horloge basée sur des fleurs s'ouvrant à diverses heures précises : le liseron des haies - Convolvulus sepium, à trois heures ; le salsifis à quatre heures, la chicorée à cinq heures, le nénuphar à sept heures, le mouron rouge à huit heures, le souci des champs calendula officinalis à neuf heures, l'ornithogale à 11 heures, la scille Marine à 14 heures, la Silène nocturne à 17 heures, le grand cierge péruvien à 20 heures, le liseron rouge à 22 heures.
Meeuse, quant à lui suggéra une horloge odorante en raison du fait que les fleurs exhalent des parfums très régulièrement à des heures différentes. Maryland, quant à lui concevait une horloge bien précise composée uniquement de graminées..
Nous rencontrons des phénomènes particuliers liés à l'horloge biologique dans tous les grands groupes d'organismes. Les divisions cellulaires des levures et la luminescence des algues du Pacifique ainsi que les nombreux événements du métabolisme des insectes et des animaux (reproduction, hibernation etc.) sont réglés comme les rouages d'une belle comtoise.
L'horloge biologique gouverne aussi divers processus de la vie biologique humaine.
référons-nous à la cytogénétique, branche de la génétique qui étudie les structures des chromosomes à l'état normal et à l’état pathologique, ainsi que le caractère des maladies héréditaires qui en résultent. Nous utiliserons par exemple des sels de lithium en psychiatrie comme régulateur de l'humeur, pour soigner la dépression endogène.
Les rythmes sont synchronisés avec le cycle de 24 heures calqué sur celui de la rotation de la Terre, mais à plusieurs reprises, on a observé que dans les conditions d'absence d’indicateurs physiques (jour, nuit etc.) de temps, (dans des souterrains, pendant la nuit polaire), l'homme conserve néanmoins son horloge interne. Toutefois les périodes des rythmes s'allongent et atteignent des valeurs de 25,26, 27,28 heures. Le rythme circadien est normalement d'une périodicité d'environ 24 heures.
Applications possibles dans la santé humaine :
le facteur du temps est primordial dans diverses maladies. Les états de dépression se caractérisent par une forte périodicité. Le plus souvent, la dépression se manifeste en octobre novembre et en mars. On suppose que le manque de lumière est la cause de l'interruption du fonctionnement de l'horloge biologique humaine, si cette hypothèse est juste, il sera possible d’adjoindre ou de remplacer les médicaments par la luminothérapie.
On a également constaté, que l'action de nombreux médicaments dépend du moment de leur absorption ou de leur application. En effet, la sensibilité des cellules et des tissus varient au cours de la journée. Le même médicament pris à des heures non identiques peut avoir une action différente et aussi limiter ses effets secondaires. La réaction de l'organisme provoqué par l'histamine (amine dérivée de l'histidine, que l'on trouve dans l'ergot de seigle) est plus importante le soir que le matin. C'est ainsi que certains thérapeutes modifient leurs prescriptions en fonction des heures de prise. L'aspirine est plus efficace absorbée le soir que le matin.
La sensibilité des cellules normales et cancéreuses varie cours de la même journée. Tous les traitements anticancéreux se devraient d'être effectués dans des périodes d'hypersensibilité des cellules à traiter. En outre, le risque de destruction de cellules saines diminue durant cette période. Il est fort regrettable, qu'à l'heure actuelle, peu de thérapeutes tient compte de ces données.
Certains chercheurs supposent que l'analyse des variations périodiques de la pression sanguine des nouveaux-nés permet de prévoir les maladies qui surviendront à l’âge adulte. Si l’on note une importante variation journalière de pression sanguine, les enfants courent un plus grand risque d’être exposés adultes, aux crises cardiaques à l'hypertension, aux maladies rénales. Des mesures régulières de tension et un régime alimentaire adéquat diminuent ces risques.
Les études de périodicité et de variations temporelles du processus physiologique, et d'autres études faites sur la théorie du chaos de physique théorique ont mis en cause certains dogmes de la médecine et révèlent de possibles signes avant-coureurs de maladies non décelées jusqu’alors par les moyens classiques de diagnostic.
Le paradigme (ensemble de problèmes à étudier et des techniques propres à leur étude) de la médecine classique relie la maladie et le vieillissement à des forces qui dérèglent un système en ordre. Mais paradoxalement, le cœur malade ou celui du vieillard, est beaucoup moins chaotique qu'un cœur jeune et en bonne santé.
Les recherches sur la dynamique des processus physiologiques démontrent que les systèmes commandés par le système nerveux manifestent une dynamique chaotique. D'après Ary Goldberger, chercheur américain, la dynamique du chaos offre plusieurs avantages fonctionnels car les systèmes cardiaques acceptent des conditions plus variées et imprévisibles que les systèmes périodiques et rigides.
La perte de la structure chaotique, caractérise divers états pathogènes, épilepsie, maladie de Parkinson, dépression. Dans certaines leucémies, les variations chaotiques énumérations des globules blancs devient régulière.
Il est caractéristique que les travaux sur la structure temporelle et dynamique des processus physiologiques soient menés en grande partie par les physiciens et les biologistes souvent spécialistes des invertébrés. C'est probablement l'une des causes principales de l’indifférence de la majorité des médecins pour les phénomènes qui se rapportent à l'horloge biologique.
Alexandre Bienert – Jean Aikhenbaum
Sources sélectives :
chaos et fractales en physiologie humaine, Ary Goldberger et all. Pour la science 150 1990
Biorytmy, Bronislaw Cymbrovski, Wiedza i Zycie 1962.
Les horloges florales, la Garance voyageuse.
Circadian rythms in man ,Ashoff science148/1965
The timing of sleep and walkfulness ; Enright j. 1980.
Vircadian system property Aschoff 1981 etc.
