L’observation scientifique des phénomènes biopériodiques date du 18ème siècle. Un rythme biologique peut être décrit comme l’oscillation stable et régulière d’une variable entre des valeurs hautes et des valeurs basses dans l’échelle du temps. Il est le plus souvent représenté schématiquement par une variation sinusoïdale de la variable d’intérêt sur une période donnée.
Les rythmes les plus étudiés et les mieux décrits, en raison de leur résonnance dans notre vie quotidienne, sont les rythmes circadiens dont la période est proche de 24h. On les caractérise par des valeurs minimales et maximales qui bornent l’amplitude sur rythme sur la période.
Ces rythmes biologiques trouvent une origine endogène principalement au niveau du Noyau Suprachiasmatique de l’Hypothalamus. Celui-ci pourrait intervenir comme le « chef d’orchestre » de plusieurs oscillateurs indépendants dévolus chacun à une ou plusieurs fonctions biologiques.
Les rythmes circadiens seraient donc régulés par une horloge biologique interne qui détermine la fluctuation des fonctions physiologiques sur une période de 24h. Les rythmes observés résultent de ces facteurs internes et de l’influence de facteurs d’influence externes ou internes.
Les facteurs exogènes sont principalement constitués par l’alternance du jour et de la nuit mais aussi à l’alternance de phase d’activité et de repos liée aux impératifs horaires de notre vie en société.
La relative plasticité des phénomènes bio périodiques permet une anticipation sur les changements rythmiques de notre environnement.
Les phénomènes biologiques présentent donc des variations temporelles dictées par des facteurs endogènes et influencées par des donneurs de temps externes, autrement appelés Zietgebers.
Cependant des différences d’acrophase ou d’amplitude peuvent être observées entre des individus soumis aux mêmes conditions environnementales. On parle de chronotype pour identifier le profil circadien d’une personne désignant ainsi des individus « du soir » ou « du matin » selon leurs habitudes de vie. L’âge de l’individu est souvent un déterminant de l’amplitude circadienne et de la robustesse des rythmes. Enfin le niveau d’activité physique peu lui aussi influencer les rythmes.
Rythmes circadiens de température
La température centrale présente un rythme structuré et reproductible, permettant de caractériser le profil circadien de chaque personne en raison de l’ensemble de ses interactions avec une part importante des fonctions physiologiques ou cognitives. Classiquement, la température centrale, atteint des valeurs minimales en début de matinée (batyphase du rythme) et présente un pic en fin d’après-midi ou en soirée (acrophase) La déstructuration du rythme de température peut être le témoins de perturbations liées à la privation de sommeil, au jet-lag ou encore au travail posté.
Impact du décalage circadien
Dans des conditions de vie stables, l’ensemble des rythmes biologiques d’un individu évolue de manière synchronisée en cohérence avec son environnement.
Certaines situations de la vie courante peuvent entrainer une perturbation ponctuelle ou prolongée de la rythmicité circadienne. Le changement de fuseau horaire dans le cadre d’un déplacement vers l’est ou vers l’ouest génère une période de transition pendant laquelle la synchronisation des rythmes est perturbée, connue sous le nom de Jet-lag. Au cours de cette période transitoire de quelques jours, les rythmes biologiques sont en décalage avec les facteurs environnementaux, générant des problèmes de sommeil, de gestion de l’appétit…
Le travail posté constitue l’une des sources de perturbation chronique les plus importante. L’inversion régulière des phases d’éveil et de sommeil provoque des perturbations continues des processus circadiens.
Dans ce contexte la mesure régulière de la Température centrale constitue un indicateur du rythme de l’individu, témoignant de l’éventuelle désynchronisation des rythmes. Lorsque la température centrale ne s’aligne pas sur les signaux environnementaux, il peut entraîner des troubles du sommeil, des perturbations métaboliques et des troubles de l’humeur. Par exemple, les personnes ayant un travail avec des horaires irréguliers subissent souvent des perturbations de leur rythme circadien, entraînant un manque de sommeil mais aussi un risque accru de développer des maladies chroniques comme l’obésité, le diabète et les maladies cardiovasculaires.
Les interventions peuvent alors être adaptées pour remédier à ces perturbations.