Circadian Rhythm : La science derrière votre horloge interne

Les rythmes circadiens sont les cycles quotidiens de nos processus corporels, tels que le sommeil, l'appétit et la vigilance.

D'une certaine manière, nous les connaissons tous parce que nous en faisons tous l'expérience. Nous nous sentons plus alertes à certains moments de la journée et plus fatigués à d'autres.

Mais nous ne comprenons pas toujours comment fonctionne notre horloge interne, quelle est son importance et comment nous pouvons la faire fonctionner au mieux. Lisez ce qui suit pour tout savoir sur votre rythme circadien et sur la façon de travailler de manière optimale en fonction de votre horloge circadienne.

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Comprendre le fonctionnement des rythmes circadiens

Il a toujours été évident que les êtres humains et les autres organismes sont en phase avec le cycle de 24 heures de la rotation de la Terre. Ce qui est moins évident, c'est que ces cycles quotidiens ne sont pas seulement une réponse à des indices environnementaux, tels que le lever et le coucher du soleil, mais qu'ils sont également régis par une horloge interne (Albrecht, 2012).

Rythme circadien : Une définition

Notre horloge interne est dite "circadienne" parce qu'elle signifie "à peu près un jour" et, en l'absence de repères externes tels que le lever et le coucher du soleil, elle suit par défaut un cycle de 24,2 heures par jour (Czeisler et al., 1999).

Grâce à des signaux externes, il est réinitialisé chaque jour sur un cycle exact de 24 heures afin de suivre la rotation de la Terre sur 24 heures.

Entraînement

Le processus par lequel l'horloge biologique est réinitialisée à exactement 24 heures est connu sous le nom d'entraînement, et il se produit par l'intermédiaire des zeitgebers (qui se traduisent par "donneurs de temps"). Il s'agit des indices environnementaux que notre corps utilise pour déterminer l'heure, le plus important d'entre eux étant la lumière du jour (Albrecht, 2012).

Horloge circadienne et horloge biologique

Les termes horloge circadienne et horloge biologique peuvent être utilisés de manière interchangeable. L'horloge circadienne ou biologique d'un organisme est le mécanisme à l'intérieur de l'organisme qui contrôle ses rythmes circadiens. Il s'agit d'un système complexe de protéines présentes dans les cellules de l'ensemble de l'organisme et contrôlées par des milliers de gènes (Klein et al., 1991).

Chez les vertébrés, une horloge maîtresse régule ces gènes et ces protéines. Chez l'homme, il s'agit d'une structure du cerveau appelée noyau suprachiasmatique (SCN ; Klein et al., 1991).

Le SCN communique avec des "horloges" situées dans d'autres parties du corps (par exemple, le cœur et le foie) pour s'assurer que tous les tissus du corps sont synchronisés avec lui (Dibner & Schibler, 2015).

Pourquoi le rythme circadien est crucial pour le bien-être mental et physique

Le rythme circadien est quelque chose que nous avons tendance à considérer comme acquis, jusqu'à ce qu'il se dérègle. Non seulement le dérèglement du rythme circadien n'est pas agréable à vivre, mais pire encore, à long terme, il est préjudiciable à la santé.

Le chercheur Satchin Panda présente ici une vue d'ensemble utile :

Sommeil

Nos rythmes circadiens sont essentiels à un bon sommeil, et un bon sommeil est essentiel à une bonne santé. La perturbation du sommeil à long terme est associée à l'obésité, au diabète, au cancer et au déclin cognitif, entre autres (Knutson & Van Cauter, 2008 ; Mogavero et al., 2021 ; Wennberg et al., 2017).

Dans des conditions optimales, l'hormone cortisol atteint son maximum peu après le réveil, déclenchant le cycle de vigilance et de fatigue qui vous ramènera au sommeil plusieurs heures plus tard (Dickmeis, 2009).

Mais ce processus peut facilement être perturbé. La lumière du soleil est le principal déclencheur du pic de cortisol dans l'organisme, même si l'alimentation et l'activité physique y contribuent également. Sans exposition à la lumière du soleil dans l'heure qui suit le réveil, notre horloge circadienne risque de ne pas être correctement réglée. Les lumières artificielles, que nous sommes plus susceptibles de voir le matin, ne sont généralement pas assez lumineuses pour faire le travail (Potter et al., 2016).

Et ce n'est pas tout. Si nous voyons trop peu de lumière le matin, nous en voyons trop le soir. Les lumières artificielles de nos maisons, de nos téléphones portables et de nos écrans d'ordinateur brillent le soir après le coucher du soleil, ce qui pousse notre horloge circadienne à nous maintenir anormalement alertes, de sorte que nous ne dormons pas aussi tôt ou aussi profondément que nous le devrions (Potter et al., 2016).

Pour en savoir plus sur ce sujet, nous vous suggérons de lire La science du sommeil.

Fonctionnement corporel optimal

Outre le sommeil, les rythmes circadiens influencent divers aspects du métabolisme tels que la libération d'hormones, l'appétit, la digestion et la température corporelle, qui sont tous essentiels au bon fonctionnement de notre organisme (Potter et al., 2016).

Les perturbations de ces systèmes dues à un dérèglement des rythmes circadiens augmentent le risque de problèmes de santé physique, notamment les maladies cardiovasculaires, l'obésité, le diabète et le cancer. Cela est dû en partie aux effets directs de la perturbation du rythme circadien sur le métabolisme et en partie à son influence sur les préférences alimentaires. Les personnes privées de sommeil sont plus tentées par les aliments gras et sucrés (Simon et al., 2015).

Performance

Comme on peut s'y attendre, les effets du rythme circadien sur le fonctionnement de notre corps ont des implications sur les performances physiques et mentales.

Dans une étude, les chercheurs ont constaté que les nageurs étaient plus rapides 90 minutes après la chute de la température corporelle qui se produit chaque soir (Kline et al., 2019). Dans d'autres, ils ont constaté que les athlètes présentaient des variations diurnes (quotidiennes) dans des indicateurs clés de la performance tels que la VO2 max, la force, la flexibilité, la vitesse de sprint et le temps de réaction (Knaier et al., 2019 ; Vitale & Weydahl, 2017).

En ce qui concerne les performances mentales, il est prouvé que les fonctions cognitives sont affectées par les niveaux d'éveil, qui sont eux-mêmes affectés par les rythmes circadiens. Cela est particulièrement vrai pour les fonctions cognitives impliquées dans le contrôle cognitif descendant, telles que l'inhibition, la mémoire de travail, le changement de tâche et la vigilance psychomotrice (Xu et al., 2021). Ces fonctions cognitives sont souvent impliquées dans des tâches telles que le rappel d'informations et le maintien de l'attention au travail, par exemple.

Santé mentale

Les cycles circadiens perturbés sont la règle plutôt que l'exception dans toutes les catégories de maladies mentales (Baglioni et al., 2016). Dans une étude portant sur 121 adultes recevant un traitement dans un centre de santé mentale communautaire, plus de 85 % d'entre eux répondaient aux critères de deux ou plusieurs problèmes liés au cycle circadien du sommeil (Sarfan et al., 2021).

La relation entre le rythme circadien et la santé mentale semble aller dans les deux sens. Les perturbations du rythme circadien contribuent aux problèmes de santé mentale, tandis que les problèmes de santé mentale contribuent à leur tour aux perturbations du rythme circadien (Meyer et al., 2024).

Plusieurs mécanismes peuvent contribuer à cette relation, notamment le manque d'exposition à la lumière du jour, la perturbation du sommeil et son rôle important dans le traitement des émotions et la neuroplasticité, ainsi que les effets sur le microbiome (Meyer et al., 2024).

L'insomnie et l'hypersomnie (qui impliquent une perturbation circadienne) sont si fréquentes dans la dépression qu'elles font partie des critères de diagnostic de la maladie (Organisation mondiale de la santé, 2019), et environ un tiers des personnes souffrant de dépression majeure souffrent des deux (Geoffroy et al., 2018).

À côté de ces faits sombres, nous pouvons toutefois entrevoir des perspectives de traitement de la dépression par des interventions ciblant l'horloge circadienne. Il est prouvé que l'exposition à une lumière artificielle très intense le matin peut être efficace pour traiter la dépression saisonnière (ou trouble affectif saisonnier) et la dépression en général (Lewy et al., 2006 ; Al-Karawi & Jubair, 2016).

Comme pour d'autres problèmes de santé mentale, il existe un lien étroit entre l'anxiété et les troubles du sommeil, 24 % des personnes souffrant de troubles anxieux étant également insomniaques et 28 % souffrant d'hypersomnie (Ford & Kamerow, 1989).

Là encore, comme pour d'autres problèmes de santé mentale, la relation entre le sommeil et l'anxiété est complexe. Les rythmes circadiens peuvent affecter la santé mentale, et la santé mentale peut affecter les rythmes circadiens. Un sommeil perturbé se traduit par une altération du traitement des émotions pendant le sommeil, ce qui signifie, dans la journée, davantage d'anxiété, d'hyperexcitation, de rumination et de réactivité émotionnelle (Van Someren, 2021).

Troubles du rythme circadien

Bien que les troubles du rythme circadien soient classés dans la Classification statistique internationale des maladies et des problèmes de santé connexes (Organisation mondiale de la santé, 2019) comme des troubles du sommeil et de l'éveil plutôt que comme des troubles mentaux et comportementaux, ils sont, comme indiqué ci-dessus, très souvent associés à des problèmes de santé mentale de diverses natures.

Un trouble du rythme circadien est un problème qui survient lorsque le rythme circadien est en décalage avec l'environnement (National Heart, Lung, and Blood Institute, 2022). Voici quelques exemples de troubles du rythme circadien :

• Trouble avancé de la phase veille-sommeil : Se coucher très tôt et se lever très tôt
• Trouble de la phase veille-sommeil retardé : Se coucher très tard et se lever très tard
• Trouble irrégulier de la phase veille-sommeil : Lorsque le sommeil est fractionné en plusieurs courtes périodes tout au long de la nuit et de la journée.
• Trouble de la phase veille-sommeil de moins de 24 heures : Lorsque le cycle veille-sommeil ne dure pas 24 heures.
• Trouble du décalage horaire : Lorsque le passage d'un fuseau horaire à l'autre en voyage vous désynchronise lorsque vous arrivez à destination.
• Trouble du travail posté : Lorsque le passage du travail de jour au travail de nuit vous désynchronise par rapport à vos horaires de travail ou au monde qui vous entoure.

Reconnaître les différences individuelles dans les rythmes circadiens

Il est facile d'observer que les gens ont des rythmes circadiens différents - les plus évidents étant les matinaux et les noctambules. Ces différents profils sont appelés chronotypes (Roenneberg et al., 2003).

Le chronotype d'une personne n'est pas fixe, mais peut changer sous l'influence de facteurs tels que l'exposition à la lumière, la saison, la routine et l'âge. Les jeunes enfants se lèvent généralement tôt, tandis que les adolescents ne peuvent pas être réveillés avant midi. Il existe toutefois une influence génétique sur le chronotype, ce qui lui confère une certaine stabilité et signifie qu'il est héréditaire (Kalmbach et al., 2017).

Comment identifier votre rythme personnel

Beaucoup d'entre nous peuvent dire assez facilement s'ils sont du matin ou du soir, mais pour une évaluation plus rigoureuse, il existe un certain nombre de questionnaires scientifiquement validés mis au point par des chercheurs.

Le site propose également des outils de recherche et de formation, notamment le Munich Chronotype Questionnaire (Roenneberg et al., 2007), le Morningness-Eveningness Questionnaire (Horne & Östberg, 1976) et le Composite Scale of Morningness (Smith et al., 1989).

Les effets de l'exposition à la lumière sur le rythme circadien

Notre corps utilise une série d'indices pour régler son horloge interne.

Le plus important d'entre eux est la lumière, qui est reçue par des cellules spécialisées de la rétine appelées cellules ganglionnaires de la rétine, qui transmettent des informations sur les niveaux de lumière à notre horloge circadienne centrale, le SCN dans le cerveau (Blume et al., 2019).

L'effet précis de la lumière sur l'horloge circadienne dépend toutefois de l'heure d'exposition à la lumière et de la fréquence (c'est-à-dire de la couleur) de la lumière (Wahl et al., 2019).

Lumière du matin

Comme nous l'avons mentionné plus haut, l'exposition à une lumière vive le matin fait avancer l'horloge circadienne et rapproche le sommeil. En d'autres termes, elle indique à l'organisme que le jour est arrivé et règle l'horloge interne sur l'heure de la nuit et du coucher. Cependant, n'importe quelle lumière n'est pas suffisante. La lumière du jour est beaucoup plus lumineuse que la plupart des lumières artificielles, et c'est à la lumière du jour que notre système circadien a évolué pour répondre (Spitschan et al., 2016).

Lumière du soir

L'exposition à la lumière le soir fait croire à l'horloge interne qu'il fait encore jour, ce qui retarde l'arrivée du sommeil. Malheureusement, cette réaction peut être déclenchée par la lumière artificielle, de sorte qu'allumer la lumière ou regarder l'écran d'un ordinateur ou d'un téléphone le soir risque de vous tenir éveillé.

Lumière bleue

La lumière bleue a une longueur d'onde courte et a l'effet le plus important sur le rythme circadien. En effet, le pigment mélanopsine, présent dans les cellules rétiniennes qui influencent le rythme circadien, réagit le plus à la lumière à cette fréquence (Wahl et al., 2019).

Les appareils électroniques tels que les téléphones, les tablettes et les ordinateurs produisent de la lumière bleue - un élément à prendre en compte au moment de se coucher.

Lumière rouge

La lumière rouge a une longueur d'onde plus grande que la lumière bleue et a donc moins d'effet sur le pigment mélanopsine de l'œil - et donc sur le rythme circadien (Tähkämö et al., 2019). Parce qu'elle n'a pas l'effet de la lumière bleue, une faible lumière rouge le soir peut être une bonne option pour protéger votre rythme circadien.

2 protocoles scientifiques pour réinitialiser votre horloge circadienne

Si vous êtes alarmé par la nouvelle selon laquelle le dérèglement des rythmes circadiens est mauvais pour la santé et pourtant courant dans les conditions de la vie moderne, sachez qu'il existe des moyens de le combattre.

Décalage horaire

Le moyen le plus efficace de lutter contre le décalage horaire est de provoquer un déphasage, c'est-à-dire d'avancer ou de retarder votre rythme circadien pour l'adapter à votre destination. Un moyen efficace de provoquer un déphasage est de s'exposer à une lumière vive, soit le matin pour dormir et se réveiller plus tôt, soit en fin de journée pour dormir et se réveiller plus tard. Cela peut se faire avant ou après le voyage.

La procédure est la suivante (Burgess et al., 2003) :

1. Déterminez le moment où votre température corporelle atteint un minimum. Il s'agit généralement de deux à trois heures avant le réveil.
2. Si vous devez avancer votre cycle circadien pour vous réveiller plus tôt, exposez-vous à la lumière du jour ou à une boîte à lumière artificielle pendant quatre heures avant votre température corporelle minimale et évitez de le faire pendant les quatre heures suivantes. Si vous avez besoin de retarder votre cycle circadien, faites le contraire.
3. Essayez de déplacer votre température corporelle minimale d'une heure chaque jour si vous essayez d'avancer votre cycle circadien et d'une heure et demie si vous essayez de le retarder.

Pour vous aider, il existe plusieurs calculateurs de décalage horaire en ligne et même une application de décalage horaire pour les grands voyageurs.

Travail posté

Le travail posté peut être particulièrement préjudiciable à un rythme circadien sain parce qu'il est souvent continu. Heureusement, les Centers for Disease Control and Prevention proposent une formation fondée sur des données probantes aux infirmières qui travaillent de nuit, dans laquelle figurent les suggestions suivantes (Jones & McAuliffe, 2023) :

1. Donnez la priorité au sommeil. Dormez immédiatement après un quart de nuit, plutôt que de céder à la tentation de vous occuper des tâches ménagères et d'autres affaires.
2. Passez autant de temps que possible dans des endroits bien éclairés pendant la première moitié d'un quart de nuit et plus de temps dans des endroits plus sombres pendant la seconde moitié, afin de favoriser la transition vers un nouveau rythme circadien.
3. Essayez de porter des lunettes qui bloquent la lumière bleue lorsque vous rentrez chez vous après avoir travaillé de nuit à la lumière du jour. Cela n'éliminera pas complètement les effets de la lumière du jour sur votre horloge circadienne, mais c'est déjà une bonne chose.
4. Faites en sorte que votre chambre à coucher soit aussi sombre que possible pour favoriser le sommeil.
5. En dernier recours, envisagez de prendre un supplément de mélatonine à l'heure du coucher. Il s'agit d'une hormone qui aide à induire le sommeil.

Améliorez votre cycle circadien grâce à ces 6 conseils

L'exposition à la lumière est le plus grand zéitgeur, mais voici quelques autres habitudes pour renforcer votre rythme circadien, avec l'aimable autorisation d'Andrew Huberman (2021), dont le podcast sur la santé et les performances optimales a beaucoup fait pour attirer l'attention du grand public sur le rythme circadien et une bonne hygiène du sommeil.

1. Faites de l'exercice en début de journée. Une activité physique intense plus tard repoussera l'heure du coucher.
2. Consommez de la caféine tôt dans la journée, mais pas trop.
3. Ne mangez pas trop le soir ou la nuit. La consommation d'aliments est un signal envoyé à l'organisme pour lui indiquer qu'il est temps d'être actif et alerte.
4. Ne buvez pas (beaucoup) d'alcool. L'alcool peut vous aider à vous endormir, mais il nuit à la qualité de votre sommeil, ce qui perturbe votre rythme circadien.
5. Ne faites pas de sieste trop longue ou trop tardive.
6. Pensez aux médicaments et aux compléments. Nous avons déjà mentionné la mélatonine, mais Huberman (2021) suggère plutôt des suppléments tels que le thréonate de magnésium, l'apigénine et la théanine.

Un message à emporter

Nous espérons que vous avez maintenant une idée de l'importance des rythmes circadiens et de ce que vous pouvez faire pour préserver ou améliorer les vôtres.

C'est une tâche difficile car une grande partie de la vie moderne, avec ses soirées bien éclairées, ses appareils séduisants et sa caféine stimulante, semble conçue pour nous arracher à notre rythme naturel.

Mais armé des connaissances et des outils présentés dans cet article, vous pouvez trouver un équilibre entre faire ce que vous voulez et prendre soin de vous.

Nous espérons que cet article vous a plu. N'oubliez pas de télécharger gratuitement nos cinq outils de psychologie positive.