Les neurones dopaminergiques peuvent réguler notre horloge biologique

Les chercheurs ont identifié certaines des cellules du cerveau qui contrôlent l'horloge interne de notre corps. Les résultats fournissent de nouvelles informations sur la manière dont le corps humain réagit au décalage horaire, ainsi que sur les raisons pour lesquelles il est si difficile d’éteindre votre émission préférée et de s’endormir.
Il est peut-être plus difficile de s’éteindre et de s’endormir si nous participons à une activité agréable, suggère une nouvelle recherche.

Une équipe de chercheurs de l’Université de Virginie (UVA) de Charlottesville a entrepris d’examiner les fondements neurologiques de notre soi-disant horloge biologique.

L'expression "horloge biologique" désigne le "centre" qui contrôle les différents groupes de molécules en interaction qui se trouvent dans tout le corps humain.

Ces différents groupes sont contrôlés par une "horloge maître" principale constituée de neurones situés dans une zone du cerveau appelée noyau suprachiasmatique (SCN). Le SCN se trouve dans l'hypothalamus du cerveau et se compose de plus de 20 000 neurones.

La nouvelle recherche identifie des neurones supplémentaires qui jouent un rôle clé dans la régulation de nos rythmes corporels. Plus précisément, la nouvelle étude - publiée dans la revue Biologie Actuelle - trouve que les neurones producteurs de dopamine ont une connexion directe avec le SCN du cerveau.

La dopamine est un neurotransmetteur qui contrôle la signalisation, l'apprentissage et le mouvement du plaisir. Il aide également le cerveau à traiter les récompenses et à détecter la disponibilité de nourriture ou d'un partenaire sexuel.

Bien qu'elle ait des racines biologiques profondes, l'activité de l'horloge biologique est également régulée par des stimuli externes, tels que la lumière et l'obscurité.

Les nouveaux résultats peuvent aider les chercheurs à mieux comprendre comment des phénomènes tels que le décalage horaire ou le travail posté affectent le corps et à proposer de meilleurs traitements pour ces effets.

La recherche a été supervisée par Ali Deniz Güler, professeur de biologie et de neurosciences UVA dont le laboratoire a été l’hôte de l’étude, et le premier auteur de cet article est Ryan Grippo, Ph.D. candidat et élève du professeur Güler.

Étudier la signalisation de la dopamine chez la souris

Grippo et son équipe ont examiné deux groupes de souris.

Un groupe a été génétiquement modifié pour avoir un circuit de dopamine perturbé et l'autre groupe a été conservé comme groupe témoin normal.

Plus précisément, le premier groupe de souris présentait la signalisation génétique des récepteurs dopaminergiques au sein du SCN, c'est-à-dire qu'il n'y avait pas de communication entre les neurones dopaminergiques de la zone tegmentale ventrale du cerveau et le SCN.

Ensuite, les chercheurs ont modifié de six heures les programmes d'éclairage des deux groupes de souris, recréant les conditions du décalage horaire.

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Le groupe de souris génétiquement modifié était beaucoup plus lent à s'adapter au décalage horaire que ses homologues témoins. Cela a indiqué aux chercheurs que la signalisation de la dopamine entre le VTA et le SCN est nécessaire pour la régulation du rythme circadien.

En raison du rôle de la dopamine dans le traitement des récompenses, ces résultats offrent des informations uniques sur le fonctionnement de notre horloge biologique.

Se référant aux forces et aux limites de l’étude, le professeur Güler a déclaré: Nouvelles médicales aujourd'hui:

"Nous avons utilisé à la fois des technologies génétiques et des technologies d'actionneurs qui nous ont permis de contrôler l'expression du récepteur dopaminergique exprimé dans le SCN ainsi que l'activité des neurones qui expriment spécifiquement le récepteur. Cette approche à plusieurs volets a permis nous pour découvrir la connexion longtemps recherchée qui a été manquée auparavant. "

Cependant, le chercheur a noté que davantage de travail est nécessaire pour déterminer «la signification éthologique précise de cette connexion, à la fois dans le système modèle (de l’étude) (souris) et dans d’autres mammifères».

Les activités rémunératrices affectent l'horloge biologique

La nouvelle étude peut aider à expliquer pourquoi il semble particulièrement difficile de se coucher tôt lorsque nous regardons notre émission de télévision préférée. Comme l'explique le professeur Güler:

Cela montre que lorsque nous nous engageons dans des activités gratifiantes comme manger, nous affectons par inadvertance nos rythmes biologiques […]. Nous avons peut-être trouvé le lien manquant à la façon dont les choses agréables et le système circadien s'influencent mutuellement. "

Prof. Ali Deniz Güler

Le professeur Güler commente plus avant la signification des résultats en disant:

"Les scientifiques travaillent depuis des décennies pour aider le système circadien du corps à se resynchroniser facilement avec les horaires de travail et de vol variables et les vols à travers plusieurs fuseaux horaires."

"Bien que l'on ait pensé que le système circadien et le système dopaminergique [interagissent], la nature de cette interaction a été assez difficile jusqu'à notre découverte", a déclaré le professeur Güler. MNT.

"Trouver ce lien entre les neurones producteurs de dopamine et le centre circadien nous permet de cibler ces neurones avec des thérapies qui pourraient potentiellement soulager les symptômes des voyageurs et des travailleurs postés, et peut-être des personnes souffrant d'insomnie", explique-t-il.

Le professeur Güler n'espère pas seulement que les résultats conduiront à de nouveaux médicaments pour ces pathologies, mais il pense également que les résultats apportent un éclairage sur toute une gamme de conditions.

"Nous pensons avoir un nouvel aperçu de la façon dont les comportements du système circadien, comme le sommeil, sont affectés par les pathologies dopaminergiques, y compris la maladie de Parkinson, le TDAH, etc. Nous souhaitons également comprendre comment le système circadien affecte ces pathologies" dis-nous.