La chronobiologie est un domaine d’étude émergent dans le domaine de la biologie. Elle s’intéresse à la façon dont les cycles physiques, mentaux et émotionnels des humains et des animaux sont affectés et régulés par divers rythmes naturels, notamment ceux de la lune et du soleil. Parfois appelée « biologie circadienne », la chronobiologie est une étude multidisciplinaire qui peut toucher à de nombreux éléments de la science et de la médecine, tels que :
- anatomie et physiologie
- génétique
- comportement
- reproduction
- endocrinologie
- gériatrie
- médecine spatiale
- médecine du sommeil
L’importance de la chronobiologie
L’étude de la chronobiologie est essentielle à la compréhension du comportement et des processus naturels sur Terre. Tout sur la planète a un rythme et le fait de connaître le fonctionnement de ces rythmes permet de mieux comprendre le rôle de l’homme. Les bactéries et les champignons ont des cycles, tout comme les plantes avec la photosynthèse. L’alimentation, la migration et l’hibernation des animaux sont toutes le résultat de rythmes naturels. L’étude de la chronobiologie peut même aider les humains à s’adapter à des systèmes non naturels, lorsqu’ils tentent d’adapter leurs habitudes de sommeil au travail posté ou de faire face aux effets du temps passé à l’intérieur, loin des repères naturels comme les phases du soleil et de la lune.
Rythmes circadiens
Les rythmes circadiens sont l’une des composantes les plus fondamentales de la chronobiologie. Il s’agit de rythmes quotidiens développés de manière endogène, ce qui signifie que les humains ou les animaux naissent en suivant ces schémas de manière innée. Par exemple, les animaux diurnes sont actifs pendant la journée, tandis que les animaux nocturnes sortent la nuit. Les crépusculaires, comme les cerfs ou les chauves-souris, sont plus actifs pendant les périodes de l’aube et du crépuscule.
Les êtres humains ont également des rythmes circadiens. La plupart des gens se décriraient comme étant orientés « matin » ou « nuit », et cela pourrait être en grande partie génétique. C’est une bonne chose lorsque l’horaire de travail coïncide avec le rythme circadien, mais des problèmes peuvent survenir lorsqu’ils sont incompatibles, comme dans le cas d’une personne matinale qui doit travailler en troisième équipe dans un hôpital ou une usine (voir ci-dessous).
Autres types de rythmes naturels
Il existe bien d’autres types de rythmes naturels que les rythmes circadiens. Les marées océaniques ont deux rythmes. Le premier est un cycle quotidien de 12,4 heures qui oscille entre marée haute et marée basse. L’autre est un cycle de 29,5 jours qui suit les rythmes lunaires (les phases de la lune) et détermine les extrêmes des marées hautes et basses pendant la pleine lune.
Parmi les autres types de rythmes souvent étudiés en chronobiologie figurent les rythmes ultradiens, qui sont ceux qui durent moins de 24 heures, comme les cycles du sommeil humain, et les rythmes infradiens. Les rythmes infradiens régissent des choses comme la migration saisonnière des animaux ou les cycles menstruels mensuels des femmes.
Une fois que les cycles ont été cartographiés pour divers processus biologiques, il est utile de pouvoir les visualiser. Un autre aspect de la chronobiologie consiste à représenter graphiquement les cycles biologiques sous forme de diagrammes de phase, comme les courbes ascendantes et descendantes que l’on observe sur un graphique de marée quotidienne.
Applications populaires de la chronobiologie
En comprenant le fonctionnement de la chronobiologie, les scientifiques et les médecins peuvent appliquer ses principes pour améliorer la vie. L’un des principaux domaines où la chronobiologie est utilisée est la médecine du sommeil. Il existe de nombreux troubles du sommeil, dont beaucoup sont dus au fait que l’homme essaie de mener une vie éveillée 24 heures sur 24, alors qu’il ne serait naturellement éveillé que lorsque le soleil est levé. Par exemple, le trouble avancé de la phase du sommeil amène les gens à s’endormir tôt dans la soirée et à se réveiller avant le lever du soleil chaque jour. Bien que cela ne soit pas propice à la vie urbaine moderne, c’est ainsi que les gens vivaient avant l’électricité et que de nombreux agriculteurs du monde entier dorment encore.
Les chronobiologistes ont contribué à mettre au point une thérapie par la lumière pour les personnes dont le rythme de sommeil interfère avec leur mode de vie moderne. En simulant les effets de la lumière du soleil en début de soirée avec des lampes à spectre complet, on peut stimuler artificiellement les gens pour qu’ils restent éveillés plus longtemps. De même, les travailleurs postés qui ont besoin de dormir à la lumière du jour peuvent être équipés de lunettes noires pour faire croire au cerveau qu’il fait nuit. La compréhension des rythmes saisonniers grâce à la chronobiologie peut aider les professionnels de la santé à traiter d’autres troubles, comme le trouble affectif saisonnier, qui provoque une légère dépression chez les individus pendant les mois les plus sombres de l’année.
La gestion de votre régime alimentaire à l’aide d’une application chronobiologique est l’un des plus récents domaines d’étude secondaire dans ce domaine. Les régimes chronobiologiques optimisent les cycles d’hormones dans le sang (comme l’insuline, le glucagon et les hormones thyroïdiennes) pour planifier l’alimentation au moment où les aliments seront le plus efficacement digérés et utilisés pour la nutrition. Cela a d’énormes applications dans tous les domaines, de la médecine sportive au traitement de l’obésité.
L’étude de la chronobiologie connaît une croissance astronomique. De nombreuses universités ont désormais des départements consacrés à la chronobiologie et de nombreuses conférences sont organisées chaque année dans le monde entier sur ce thème. Les applications de la chronobiologie en médecine et dans les sciences naturelles sont pratiquement illimitées.