Horloge circadienne et fonctions non visuelles : rôle de la lumière chez l’Homme

Circadian clock and non-visual functions: the role of light in humans

Inserm U846, Institut Cellule Souche et Cerveau, Département de Chronobiologie, 69500 Bron, France
Université Claude Bernard Lyon I, Lyon, France

Auteur correspondant : Claude Gronfier, claude.gronfier@inserm.fr

Reçu : 3 Mars 2015

Résumé

L’horloge biologique circadienne est un système physiologique permettant le contrôle temporel des activités physiologiques de l’organisme. Les concentrations hormonales, les performances cognitives, la puissance musculaire, le cycle veille-sommeil, le métabolisme, et plus récemment mises en évidence, la division cellulaire et la réparation de l’ADN sont des fonctions biologiques contrôlées par l’horloge interne. Leur activité appropriée au cours des 24 h nécessite la synchronisation de l’horloge, qui est obtenue par les effets de la lumière au niveau de l’œil. Ce sont les cellules ganglionnaires à mélanopsine de la rétine qui transmettent l’information lumineuse à l’horloge, ainsi qu’à un ensemble de fonctions non visuelles (humeur, vigilance, cognition, etc.). Un défaut de synchronisation de l’horloge circadienne se traduit par l’altération des fonctions sous son contrôle, et conduit à des altérations de la veille, du sommeil, de l’humeur, des processus neurocognitifs et du cycle cellulaire. L’importance de la synchronisation du système circadien et la nature des fonctions non visuelles activées durant la journée mettent en évidence de manière indiscutable que la lumière est un besoin biologique indispensable au bon fonctionnement de l’organisme. Sans une hygiène de lumière appropriée, l’horloge perd le tempo, et c’est la cacophonie!

Abstract

Hormonal secretion, cognitive performance, motor activity, metabolic processes, the sleep wake cycle and, most recently shown, cell division and ADN repair show a 24 h rhythmicity that is driven by the circadian timing system (the biological clock). Their appropriate activity over the 24 h requires appropriate entrainment of the circadian clock, which is achieved through the synchronizing effects of ocular light exposure. The activation of melanopsin-expressing ganglion cells in the retina depends on timing, quality, intensity, and history of light exposure. Inappropriate lighting leads to inappropriate synchronization of the clock, and activation of non-visual functions (mood, wakefulness, cognition, etc.). In turn, a deficit of circadian entrainment to the 24 h is responsible for alterations of a large number of functions, and leads to altered sleep, wake, mood, neurobehavioral processes and cell division, but also to pathologies. The crucial role of the circadian clock and the nature of the non-visual functions activated by light give rise to the concept that light is a biological need fundamental to health. Without an appropriate light hygiene, the clock receives an odd tempo, and it is cacophony!