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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Comprendre le fonctionnement de l’horloge circadienne par l’étude de trois de ses sorties : les rythmes de sécrétion de mélatonine et de corticostérone, et le rythme d’activité locomotrice

TRITSCHLER, Laurent (2006) Comprendre le fonctionnement de l’horloge circadienne par l’étude de trois de ses sorties : les rythmes de sécrétion de mélatonine et de corticostérone, et le rythme d’activité locomotrice. Thèses de doctorat, Université Louis Pasteur.

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Résumé

Chez les Mammifères, l’horloge circadienne principale est située dans les noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus (SCN). Cette horloge délivre une information rythmique à l’ensemble de l’organisme, au travers de nombreuses fonctions hormonales (telles que la sécrétion de mélatonine par la glande pinéale ou la sécrétion de corticostérone par la glande surrénale) et comportementales (telle que l’activité locomotrice). Ces différents rythmes, appelés « sorties » de l’horloge, ont fait l’objet de notre étude pour apprécier le fonctionnement de l’horloge circadienne, en réponse à deux stimulations connues pour l’affecter, à savoir 1) l’application d’une dose pharmacologique de mélatonine à la transition jour/nuit et 2) le changement de la durée de la photopériode. Nous avons utilisé deux rongeurs, l’un nocturne, le Rat, et l’autre diurne, l’Arvicanthis, qui tous deux sécrètent de la corticostérone mesurable par microdialyse intracérébrale. Chez le rat, l’injection sous-cutanée de mélatonine exogène à la transition jour/nuit a induit une augmentation significative de l’amplitude (pratiquement doublée) de la sécrétion de la mélatonine endogène par la glande pinéale et cette augmentation est aussi durable (pendant au moins deux jours après l’injection). Par contre, cette injection de mélatonine exogène n’affecte pas le profil de sécrétion de corticostérone. Ces effets différentiels de la mélatonine exogène montrent qu’elle n’affecte qu’un élément de l’horloge responsable spécifiquement du contrôle de la sécrétion de mélatonine, sans pour cela affecter un autre élément qui lui, serait responsable du contrôle de la sécrétion de corticostérone. Ceci montre clairement l’existence d’une subdivision fonctionnelle de l’horloge. En ce qui concerne le changement de la durée de la photopériode, des rats ont été soumis pendant sept à huit semaines à l’une des trois photopériodes : 16 heures de lumière - 8 heures d’obscurité (LD 16:8), LD 12:12 et LD 8:16 et les profils des trois « sorties » ont alors été mesurés et analysés. Ainsi, par rapport à la transition jour/nuit prise comme référence, le pic nocturne de sécrétion de mélatonine apparaît de plus en plus tardivement lorsque la durée de la nuit augmente. La même observation a été faite pour la sécrétion de corticostérone : en photopériode longue, le pic est situé à la transition jour/nuit, tandis qu’en photopériode courte il apparaît au milieu de la nuit. De la même façon, le pic d’activité locomotrice générale de ces rats se décale aussi de plus en plus vers la fin de la nuit lorsque sa durée augmente. Des Arvicanthis ont également été placés pendant sept à huit semaines, en photopériode longue (LD 16:8) ou courte (LD 8:16). Chez ces animaux, les profils de sécrétion de corticostérone présentent deux pics situés aux transitions jour/nuit et nuit/jour pour les deux photopériodes testées. Placés ensuite dans une cage équipée d’une roue, les animaux ont présenté une activité locomotrice avec deux pics situés à ces mêmes transitions. Ainsi, chez l’Arvicanthis comme chez le rat, la sécrétion de corticostérone varie en fonction de la photopériode. Cette sécrétion endocrine peut donc être considérée, au même titre que la mélatonine, comme une sortie saisonnière de l’horloge. De plus, chez ces deux espèces, les décalages de phases observés avec les changements de photopériode sont identiques pour les trois sorties de l’horloge étudiées, montrant ainsi que l’horloge est affectée de façon globale par les variations photopériodiques. L’application de mélatonine exogène à la transition jour/nuit a un effet spécifique sur la sécrétion de mélatonine endogène. Le changement de photopériode montre un effet plus global sur l’horloge et cet effet retentit de façon équivalente sur au moins trois de ses sorties. Ces différents résultats nous ont permis de proposer un nouveau modèle de l’organisation fonctionnelle de l’horloge, laquelle serait constituée de deux ensembles de neurones. Le premier ensemble représenterait le mécanisme central de l’horloge, alors que le second ensemble contrôlé par le premier, serait lui-même constitué de sous-ensembles pouvant régir chacun une sortie de l’horloge. Dans ce modèle, l’application de mélatonine à la transition jour/nuit n’affecte que le sous-ensemble responsable de la sécrétion de mélatonine. Par contre, la variation de la photopériode affecte le premier ensemble et retentit donc, de façon équivalente, sur plusieurs sorties de l’horloge.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Sujets:CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 573 Anatomie, histologie et physiologie animales > 573.8 Système nerveux. Organes des sens
Classification Thèses Unistra > Santé > Sciences de la vie, biologie, biochimie > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 573 Anatomie, histologie et physiologie animales > 573.8 Système nerveux. Organes des sens

UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-16 Sciences de la vie et de la santé, psychologie
UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-2 Bio-industries, biotechnologies
Code ID:1122
Déposé le :26 Septembre 2006

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