La chaleur et la lumière peuvent perturber l''horloge biologique

Les changements au niveau de la lumière et de l''obscurité peuvent perturber l''horloge biologique en provoquant un «décalage horaire», mais une recherche financée par l''UE se concentrant sur la mouche des fruits (drosophile) a montré que les changements de température ambiante peuvent également perturber les rythmes circadiens naturels ou l''horloge biologique.

Les niveaux de températures quotidiens étant souvent étroitement liés aux heures de luminosité, les chercheurs ont découvert qu''un mauvais alignement de la chaleur et de la lumière altérait considérablement les niveaux d''activité des mouches des fruits qui sont normalement de plus en plus actives tout au long des 12 heures de luminosité, atteignant leur maximum le soir juste avant que les niveaux de lumière et de température ne baissent.

L''effet de la température sur les rythmes circadiens ayant été moins étudié que l''effet de la lumière, la recherche menée par l''University College London (UCL) et financée par le projet CLOCK MECHANICS pourrait aider à optimiser les conditions de travail – comme réguler le chauffage et la climatisation pour améliorer la productivité, ainsi qu''améliorer la santé mentale des individus.

«Nos découvertes révèlent une pertinence biologique plus élevée pour les effets de la température sur les rythmes comportementaux quotidiens que l''on ne le pensait précédemment», affirment les chercheurs dans un document publié en octobre dans la revue Cell Reports.

Désynchroniser la chaleur et la lumière

Dans une série d''expériences, le cycle naturel de 12 heures de lumière et de chaleur suivi de 12 heures d''obscurité et de froid a été désynchronisé afin que le cycle de la lumière soit décalé de 2 à 10 heures en arrière par rapport au cycle de la température. Un petit décalage inférieur à quatre heures entre les cycles de chaleur avait un effet relativement faible sur l''horloge biologique, et les indices de température dominaient les taux d''activité.

Néanmoins, avec un grand décalage entre les deux, l''horloge biologique se règle par rapport à la lumière, ignorant la température - une indication du fait que l''horloge biologique d''une mouche peut «orchestrer» des changements dans une certaine mesure dans un environnement multisensoriel, plutôt que de traiter la lumière et la température complètement séparément.

Les expériences ont également découvert qu''un décalage «modéré», d''environ six heures de différence entre les indices de chaleur et de lumière provoquait une confusion au niveau de la fonction de l''horloge biologique, conduisant à des perturbations majeures du comportement de la mouche; un résultat qui n''avait pas été enregistré avant. Les mouches n''étaient actives que pendant les six heures où l''atmosphère était à la fois froide et lumineuse.

Phénomène de résistance

Avec un mauvais alignement des différentes phases, l''horloge biologique d''une mouche résiste à certaines phases mais s''adapte aux d''autres, ce qui indique une résistance dans certaines circonstances. Cela pourrait suggérer des habitudes comportementales pouvant jouer également un rôle dans la façon dont les mouches s''adaptent à la perturbation.

Les signes de résistance pourraient être importants puisque les liens entre le dysfonctionnement de l''horloge biologique et les troubles mentaux ont été établis par d''autres chercheurs, bien que la cause et l''effet sous-jacents restent flous. Une meilleure compréhension de la perturbation de l''horloge biologique pourrait également «faciliter de nouvelles approches dans le traitement et la prévention de troubles mentaux», selon les chercheurs.

Bien que les humains et autres mammifères, contrairement aux insectes, régulent la température intérieurement, la réplication de cette recherche sur les mammifères pourrait avoir des implications sur une une régulation plus optimale de l''environnement de travail humain, en fonction de l''impact du chauffage et de la climatisation sur le travail et la productivité.

Le projet CLOCK MECHANICS a reçu un peu moins de 2 millions d''euros de financement européen et s''achèvera en août 2020.

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