Le noyau suprachiasmatique (SCN) est une paire de structures de la taille d’une tête d’épingle de l’hypothalamus, une partie du cerveau située au-dessus du chiasma optique, la région où se croisent les nerfs optiques. Il contrôle le rythme circadien, la répétition rythmique de certains phénomènes à peu près à la même heure chaque jour. Aussi appelée horloge biologique, elle contient environ 20,000 24 neurones qui génèrent des signaux neuronaux et hormonaux qui régulent les différentes fonctions du corps dans un cycle d’environ XNUMX heures. Certains signaux générés par les neurones du noyau suprachiasmatique comprennent l’acide gamma-aminobutyrique, la vasopressine, le peptide intestinal vasoactif et la somatostatine. Les différentes fonctions du corps synchronisées avec les signaux générés sont le cycle veille-sommeil, la température corporelle, les changements de pression artérielle, la production d’urine et la sécrétion d’hormones.
Les rythmes circadiens peuvent être entraînés par le cycle de lumière et d’obscurité de l’environnement. Une fois que la lumière provenant de l’environnement atteint les yeux, des cellules rétiniennes spécialisées sensibles à la lumière, appelées photorécepteurs, convertissent la lumière en signaux électriques, puis la transmettent au cerveau. Ces signaux qui voyagent le long du tractus rétinohypothalamique produisent un entraînement. L’entraînement est le déplacement de la phase d’activité du noyau suprachiasmatique de sorte qu’il se synchronise avec le cycle de lumière et d’obscurité de l’environnement de la même fréquence. Pendant la journée subjective, l’entraînement est médié par l’adénosine monophosphate cyclique et le peptide d’activation de l’adénylcyclase hypophysaire, tandis que pendant la nuit subjective, il est médié par la guanosine monophosphate cyclique et l’acétylcholine.
Outre les signaux lumineux environnementaux, le noyau suprachiasmatique est influencé par la mélatonine. La mélatonine est une hormone synthétisée à partir du neurotransmetteur sérotonine par la glande pinéale. C’est à la fois un agent et un régulateur du noyau suprachiasmatique. Sa synthèse est circadienne, dans laquelle il est inhibé par la lumière et stimulé par l’obscurité. À mesure que son niveau augmente pendant l’obscurité ambiante, la mélatonine envoie des informations au cerveau indiquant que la nuit est arrivée et l’entraînement des fonctions corporelles est évoqué en conséquence.
Plusieurs gènes ont été identifiés qui régulent le rythme circadien. Ce sont les gènes intemporels, période, dclock et cycle. Ils contrôlent l’expression des protéines, conduisant à un système complexe de rétroaction négative intracellulaire. Le système de rétroaction négative rend compte de la périodicité du noyau suprachiasmatique.
La variation du rythme de la signalisation neuronale et hormonale se produit de façon saisonnière. Cela peut refléter l’influence de la variation de la longueur, des marées, de la température et de l’ensoleillement de la lumière du jour. Dans le décalage horaire, l’horloge biologique est perturbée en raison d’un changement artificiel soudain de l’heure de l’horloge qui se déplace vers un fuseau horaire différent, ce qui entraîne un changement brusque des signaux neuronaux et hormonaux. Souvent, il faut plusieurs jours pour réinitialiser le fonctionnement du corps à un cycle normal de 24 heures.