Presque chacune de vos cellules fait tourner une horloge moléculaire dont la période est proche de 24 heures. Un chronomètre maître dans l'hypothalamus maintient ces horloges synchronisées, en lisant la lumière à travers un petit ensemble de cellules rétiniennes spécialisées. La lumière est le principal signal qui règle le système.
La lumière du matin avance l'horloge et la lumière du soir la retarde. C'est pourquoi la même lampe est bénéfique à 7 h et néfaste à 23 h. L'alimentation est un second signal qui règle les horloges du foie et de l'intestin sans déplacer l'horloge maîtresse du cerveau.
Findings & Outcomes
Ce que c'est
L'entraînement circadien est la correction quotidienne qui verrouille votre horloge interne sur le jour extérieur. L'horloge garde le temps par elle-même : laissée dans l'obscurité constante, le chronomètre principal du cerveau ne dérive que de quelques minutes par jour. L'entraînement maintient cette horloge en libre cours sur le rythme de 24 heures, et la lumière en fournit le signal principal.
Comment l'horloge garde le temps
Sous tout cela se trouve une boucle d'activité génique à l'intérieur d'une seule cellule. Deux protéines, CLOCK et BMAL1, activent les gènes Period et Cryptochrome. Les protéines PER et CRY qu'ils produisent s'accumulent au cours de la journée, s'associent par paires, et retournent dans le noyau. Là, elles désactivent le mécanisme qui les a produites, puis sont marquées et dégradées pour que le cycle redémarre. C'est la boucle de rétroaction transcription-traduction, et un tour complet prend près de 24 heures.
How a cell keeps a day
1A loop that runs on its own
Grow these cells in a dish and they keep their rhythm for days with no input from the rest of the body. This autonomous loop is the base every layer above it is built on.
2One amino acid can advance sleep by hours
In familial advanced sleep phase syndrome, an inherited condition, people wake and sleep about four hours early, with their temperature and melatonin rhythms advanced by the same amount. The cause is a single changed building block in PER2, a serine swapped for glycine, right where a tagging enzyme should attach, so the protein ends up with too few tags. That one change moves sleep four hours earlier, direct evidence that this loop sets human sleep timing.
3The loop runs in almost every tissue
The same machinery sits in liver, muscle, gut, pancreas, kidney and fat. Across 13 tissues from 632 human donors, nearly half of all protein-coding genes cycle in at least one tissue. An algorithm found this by reconstructing sample order with no time-of-day information. About a thousand of those genes encode drug targets or the proteins that handle drugs.
L'heure de décès des donneurs était inconnue. La méthode ne peut donc que classer les gènes dans ces 13 tissus selon lequel culmine avant lequel, sans indiquer l'heure de l'horloge à laquelle un organe fonctionne.
La période intrinsèque est d'environ 24.2 heures. Presque tous les récits populaires avancent 25 heures, généralement avec l'affirmation que l'horloge humaine tourne naturellement plus lentement que le jour de 24 heures. Ce chiffre provient d'études d'isolement anciennes où les participants vivaient sous terre pendant des semaines, allumant et éteignant eux-mêmes les lumières de leur pièce. La lumière qu'ils choisissaient rétroagissait sur l'horloge mesurée et allongeait l'estimation. Sous désynchronie forcée, un protocole qui contrôle la lumière, la période intrinsèque moyenne est de 24.18 heures, aussi bien chez les jeunes que chez les personnes âgées. Chez 157 adultes âgés de 18 à 74 ans étudiés lors de protocoles hospitaliers d'un mois, l'écart type était d'environ 12 minutes. La correction a été publiée en 1999. Une horloge de 25 heures nécessiterait une heure de correction chaque jour ; une horloge tournant environ 12 minutes de trop n'a besoin que de 12 minutes de correction, une quantité que la lumière du jour ordinaire fournit.
Les horloges périphériques, et la nourriture comme second signal de synchronisation. Dans un corps intact, l'horloge maîtresse maintient les horloges d'organes alignées par le comportement, les hormones, le système nerveux et la variation quotidienne de la température corporelle. La nourriture peut faire sortir ces horloges périphériques de cet alignement. Chez la souris, restreindre la nourriture au mauvais moment de la journée a décalé l'expression des gènes de l'horloge dans le foie, le rein, le cœur et le pancréas jusqu'à 12 heures. L'horloge maîtresse est restée en place, et le foie s'est resynchronisé le plus vite. L'effet chez l'humain est plus faible. Quand dix jeunes hommes ont retardé chaque repas de cinq heures, leur rythme de glycémie plasmatique s'est retardé de 5.69 heures et un gène de l'horloge du tissu adipeux s'est retardé d'environ une heure. La mélatonine et le cortisol, marqueurs de l'horloge maîtresse, sont restés stables. Comme les repas déplacent ainsi les horloges d'organes, le moment où l'on mange est en soi un moyen de décaler l'horloge, le mécanisme sur lequel s'appuie la page alimentation à horaires restreints. L'effet chez la souris est bien plus large que chez l'humain, et la plupart des affirmations populaires sur le moment des repas proviennent des études sur la souris.
Un second signal : le mouvement. La lumière est le signal dominant, et l'horloge répond aussi au rythme quotidien de l'activité. Quand 51 adultes plus âgés et 48 plus jeunes ont fait une heure d'exercice modéré sur tapis roulant à des heures fixes pendant trois jours, la séance a décalé leur rythme de mélatonine. L'exercice à 7 h, puis de nouveau de 13 h à 16 h, a avancé l'horloge ; l'exercice de 19 h à 22 h l'a retardée. L'exercice est un signal de synchronisation plus faible que la lumière et agit à ses côtés. Le rythme quotidien du muscle est en partie déterminé par des signaux venus d'ailleurs dans le corps, au-delà de ses propres cellules. Des biopsies répétées au cours de la journée montrent une activité génique rythmique étendue, mais une grande partie disparaît lorsque des cellules provenant des mêmes personnes sont cultivées en boîte.
Le chronotype désigne à quel point votre horloge tourne tôt ou tard une fois calée sur la journée, du lève-tôt au couche-tard. Il est en partie héréditaire et change avec l'âge. Une étude pangénomique portant sur 697,828 personnes a fait passer de 24 à 351 le nombre de sites géniques liés à la préférence matinale. L'effet sur la synchronisation est faible : les 5 % porteurs du plus grand nombre de variants de matinalité dormaient environ 25 minutes plus tôt que les 5 % en portant le moins. Sur 53,689 journaux américains d'usage du temps, le chronotype devient plus tardif au cours de l'adolescence, atteint son pic à 18.4 ans chez les filles et 19.2 ans chez les garçons, puis avance pour le reste de la vie. Le retard adolescent est biologique, et il se corrige de lui-même.
Les différences liées au sexe dans l'horloge vont toutes dans le même sens partout où elles ont été mesurées directement : l'horloge des femmes tourne légèrement plus tôt. Dans le même jeu de données de 157 personnes, la période intrinsèque moyenne des femmes était de 24.09 heures contre 24.19 heures chez les hommes, soit une différence d'environ six minutes. Une période inférieure à 24.0 heures apparaissait chez 35 % des femmes, contre 14 % des hommes. Dans une étude distincte appariant 28 femmes et 28 hommes sur l'heure de réveil, les rythmes de mélatonine et de température des femmes se situaient plus tôt par rapport au sommeil. Sur le même emploi du temps quotidien, un homme et une femme se trouvent en réalité à des stades différents de leur propre nuit interne. Le reste de ce domaine est en grande partie orienté vers les hommes.
Comment la lumière la règle
L'horloge maîtresse est le noyau suprachiasmatique, environ 10,000 neurones de chaque côté de l'hypothalamus, situé directement au-dessus du croisement des nerfs optiques. Il conserve son rythme en culture, il maintient les horloges périphériques alignées, et il est réglé par la lumière via une voie distincte de celle qui sert à voir.
Aux côtés des bâtonnets et des cônes, la rétine comporte une petite population de cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles, qui contiennent le pigment mélanopsine et projettent directement vers le noyau suprachiasmatique. Elles répondent le plus fortement à la lumière bleue de courte longueur d'onde. Deux études distinctes ont testé quelles couleurs de lumière suppriment le mieux la mélatonine. Les deux ont abouti à la même réponse, une réponse qui ne correspond pas à ce que détectent les bâtonnets ou les cônes. L'une a trouvé le meilleur ajustement pour un photopigment culminant près de 459 nm chez 22 volontaires. L'autre a trouvé que la région 446 à 477 nm était la plus efficace chez 72 personnes. Cette voie fonctionne indépendamment de la vision. Chez onze patients sans perception consciente de la lumière, une lumière vive a supprimé la mélatonine chez trois d'entre eux, et ces trois-là ont conservé un rythme circadien normal. Les huit autres n'ont montré aucune réponse et ont rapporté des antécédents d'insomnie et de perturbation circadienne.
C'est aussi pourquoi le lux ordinaire est la mauvaise unité pour l'horloge. Le lux pondère la lumière selon la vision diurne, qui culmine dans le vert. Le lux mélanopique pondère la même lumière selon ce à quoi répond la mélanopsine, et deux lampes d'apparence également lumineuse peuvent différer de plusieurs fois sur cette mesure.
La courbe de réponse de phase détermine comment l'horloge réagit à une impulsion lumineuse, et la réaction change de sens selon le moment où la lumière survient, mesuré par rapport à la phase propre de l'horloge. Le point de référence est le minimum de température corporelle centrale, qui chez un dormeur régulier survient environ deux heures avant le réveil.
- La lumière reçue avant le minimum de température, c'est-à-dire en soirée et dans la première partie de la nuit, retarde l'horloge. Le sommeil et le réveil se déplacent plus tard.
- La lumière reçue après le minimum de température, c'est-à-dire tard dans le sommeil et pendant la matinée, avance l'horloge. Le sommeil et le réveil se déplacent plus tôt.
- Le point de bascule se situe au minimum lui-même, et la courbe est la plus abrupte de part et d'autre de celui-ci, et presque plate au milieu de la journée.
Une impulsion de lumière vive après le minimum de température avance l'horloge. L'ampleur dépend de l'heure : dans une série de laboratoire, le décalage variait d'environ cinq heures entre les meilleurs et les pires moments de la journée. Une seule impulsion d'une heure de lumière vive (8,000 lux) a décalé l'horloge de 2.20 heures, soit environ 40 % du décalage obtenu avec une exposition de 6.7 heures, en un septième du temps. Les premières minutes de lumière font l'essentiel du travail.
Une lumière vive à 23 h et une lumière vive à 7 h sont des interventions opposées. Une lumière à 6 h survient avant le minimum de température d'un lève-tard, situé à 8 h, si bien qu'elle retarde son horloge. Cette même lumière à 6 h survient après le minimum d'un lève-tôt, si bien qu'elle avance la sienne.
Supprimez la lumière électrique et l'horloge se recale sur le jour naturel. Huit personnes ont passé une semaine à camper en été sans aucune lumière électrique. Leur nuit biologique s'est décalée pour commencer près du coucher du soleil et finir près du lever, soit environ deux heures plus tôt que dans la vie moderne, et ce sont les chronotypes les plus tardifs qui ont le plus avancé. Répétée en hiver, la nuit biologique a commencé encore plus tôt et a duré plus longtemps, suivant la photopériode plus courte, bien que seules huit personnes aient été étudiées.
The Research & Studies
Everything here is based on the research we have collected and checked, sorted into groups and ordered with the strongest evidence first. Click any claim to open the studies behind it.
How it works
L'horloge biologique humaine tourne sur environ 24.2 heures, proche de la durée d'une journée
Mesurée en désynchronisation forcée, avec une durée de journée imposée en dehors de la plage sur laquelle l'horloge peut se caler et une lumière contrôlée par le protocole plutôt que par le participant, la période intrinsèque est en moyenne de 24.18 heures, soit environ 24.2, aussi bien chez les jeunes adultes que chez les adultes plus âgés, avec une distribution aussi resserrée que chez toute autre espèce testée. Chez 157 adultes étudiés dans des protocoles hospitaliers d'un mois, l'écart-type était d'environ 0.2 heure, soit environ 12 minutes. Le chiffre de 25 heures encore en circulation générale provient d'études d'isolement antérieures dans lesquelles les participants contrôlaient eux-mêmes l'éclairage de leur chambre, de sorte que la lumière auto-sélectionnée réinitialisait l'horloge que l'on mesurait.
Mesurée en désynchronisation forcée, avec une durée de journée imposée en dehors de la plage sur laquelle l'horloge peut se caler et une lumière contrôlée par le protocole plutôt que par le participant, la période intrinsèque est en moyenne de 24.18 heures, soit environ 24.2, aussi bien chez les jeunes adultes que chez les adultes plus âgés, avec une distribution aussi resserrée que chez toute autre espèce testée. Chez 157 adultes étudiés dans des protocoles hospitaliers d'un mois, l'écart-type était d'environ 0.2 heure, soit environ 12 minutes. Le chiffre de 25 heures encore en circulation générale provient d'études d'isolement antérieures dans lesquelles les participants contrôlaient eux-mêmes l'éclairage de leur chambre, de sorte que la lumière auto-sélectionnée réinitialisait l'horloge que l'on mesurait. Measured in: Healthy young and older adults in controlled-lighting inpatient protocols. The pooled period estimate covers 157 people aged 18 to 74, 52 women and 105 men.. La désynchronisation forcée mesure la période propre de l'oscillateur en imposant un horaire que personne ne suit dans la vie réelle, et elle coûte des semaines d'hospitalisation par personne, ce qui explique pourquoi le nombre total de personnes jamais mesurées de cette façon se compte en quelques centaines. Elle donne la période de l'horloge, pas le calage temporel que quiconque suit réellement, lequel est fixé par la lumière par-dessus cette période.
Who this may not transfer to:Two thirds of the pooled sample were men (105 to 52), and the sex difference in period is reported separately in the row below, not folded into this average.
The studies · 2
Czeisler et al., stability, precision, and near-24-hour period of the human circadian pacemaker · Science 1999;284(5423):2177-81
Duffy et al., sex difference in the near-24-hour intrinsic period of the human circadian timing system · Proc Natl Acad Sci USA 2011;108 Suppl 3:15602-8
Counts once: this finding and 1 other here come from the same source, so they are one body of evidence, not separate confirmations.
Un pigment rétinien, la mélanopsine, transmet la lumière bleue à l'horloge par une voie distincte de la vision
Deux spectres d'action indépendants pour la suppression nocturne de la mélatonine correspondent à un photopigment distinct des bâtonnets et des cônes. Le premier, obtenu chez 22 volontaires sur 215 expositions à une lumière monochromatique, correspondait le mieux à un modèle de rhodopsine culminant à 459 nm, les spectres des bâtonnets, des cônes et des cryptochromes s'ajustant tous mal. Le second, obtenu chez 72 personnes sur 627 tests de suppression, a trouvé que la région de 446 à 477 nm était la plus efficace et correspondait à un modèle d'opsine avec un R² de 0.91. Le pigment est la mélanopsine, portée par une petite population de cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles qui se projettent vers le noyau suprachiasmatique.
Deux spectres d'action indépendants pour la suppression nocturne de la mélatonine correspondent à un photopigment distinct des bâtonnets et des cônes. Le premier, obtenu chez 22 volontaires sur 215 expositions à une lumière monochromatique, correspondait le mieux à un modèle de rhodopsine culminant à 459 nm, les spectres des bâtonnets, des cônes et des cryptochromes s'ajustant tous mal. Le second, obtenu chez 72 personnes sur 627 tests de suppression, a trouvé que la région de 446 à 477 nm était la plus efficace et correspondait à un modèle d'opsine avec un R² de 0.91. Le pigment est la mélanopsine, portée par une petite population de cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles qui se projettent vers le noyau suprachiasmatique. Measured in: 22 volunteers over 215 light exposure trials, and 72 volunteers (37 women, 35 men, mean age 24.5) over 627 melatonin suppression tests. Les spectres d'action sont construits à partir de la suppression de la mélatonine la nuit, qui est un résultat de la voie plutôt que la voie elle-même, et les deux ont utilisé une lumière à bande étroite à des intensités et des durées que personne ne rencontre. La sensibilité maximale propre de la mélanopsine dans l'œil intact se situe plus près de 480 nm que ces chiffres de mélatonine, car les bâtonnets et les cônes alimentent aussi les mêmes cellules ganglionnaires.
Who this may not transfer to:The larger study was 37 women and 35 men; the smaller one does not report its sex composition. Everyone measured was a young adult, and lens transmission of short-wavelength light falls steadily with age, so the same spectrum delivers less to the clock in an older eye.
The studies · 2
Thapan, Arendt and Skene, an action spectrum for melatonin suppression · J Physiol 2001;535(Pt 1):261-7
Brainard et al., action spectrum for melatonin regulation in humans · J Neurosci 2001;21(16):6405-12
Chaque cellule garde le temps grâce à une boucle de rétroaction génique qui met environ une journée à s'accomplir
L'horloge est une boucle de rétroaction transcription-traduction. CLOCK et BMAL1 se lient et pilotent la transcription des gènes Period et Cryptochrome ; les protéines PER et CRY s'accumulent, forment un complexe, retournent au noyau et répriment les activateurs mêmes qui les ont produites, puis sont phosphorylées par des kinases et dégradées, ce qui relance le cycle. La boucle est cellulaire autonome et continue de fonctionner dans des cellules isolées. Chez l'humain, une simple substitution sérine-glycine dans PER2, à l'intérieur de la région de liaison de la caséine kinase I epsilon, produit le syndrome familial autosomique dominant de phase de sommeil avancée, avec une avance de quatre heures des rythmes de sommeil, de température et de mélatonine.
L'horloge est une boucle de rétroaction transcription-traduction. CLOCK et BMAL1 se lient et pilotent la transcription des gènes Period et Cryptochrome ; les protéines PER et CRY s'accumulent, forment un complexe, retournent au noyau et répriment les activateurs mêmes qui les ont produites, puis sont phosphorylées par des kinases et dégradées, ce qui relance le cycle. La boucle est cellulaire autonome et continue de fonctionner dans des cellules isolées. Chez l'humain, une simple substitution sérine-glycine dans PER2, à l'intérieur de la région de liaison de la caséine kinase I epsilon, produit le syndrome familial autosomique dominant de phase de sommeil avancée, avec une avance de quatre heures des rythmes de sommeil, de température et de mélatonine. Measured in: Molecular work in flies, mice and cultured cells; the human genetic evidence comes from a kindred with familial advanced sleep phase syndrome. La boucle a été élucidée surtout en dehors de l'humain, et les preuves génétiques humaines reposent sur un petit nombre de familles porteuses de mutations rares à effet important. Cela montre que la boucle règle le calage du sommeil humain. Cela ne montre pas quelle part de la variation ordinaire du chronotype passe par ces mêmes gènes, et les travaux à l'échelle du génome suggèrent que la variation commune déplace le calage de quelques minutes plutôt que d'heures.
Who this may not transfer to:The PER2 kindred includes affected men and women, as an autosomal dominant trait would predict. The molecular work underneath has no participant sex basis, being done in flies, mice and cultured cells.
The studies · 2
Takahashi, transcriptional architecture of the mammalian circadian clock · Nat Rev Genet 2017;18(3):164-79
Toh et al., an hPer2 phosphorylation site mutation in familial advanced sleep phase syndrome · Science 2001;291(5506):1040-3
L'horloge biologique des femmes tourne environ 6 minutes plus court que celle des hommes et se situe à une phase plus précoce
La période intrinsèque des femmes était en moyenne de 24.09 heures contre 24.19 heures chez les hommes (P < 0.01), soit une différence d'environ 6 minutes, et 35 % des femmes avaient une période inférieure à 24.0 heures contre 14 % des hommes. Dans une étude distincte en routine constante portant sur 28 femmes et 28 hommes appariés sur l'heure de réveil habituelle, les rythmes de mélatonine et de température corporelle centrale survenaient plus tôt par rapport au sommeil chez les femmes, avec une amplitude de mélatonine plus élevée et une amplitude de température plus faible, de sorte que les femmes dormaient à une phase biologique plus tardive à la même heure d'horloge.
La période intrinsèque des femmes était en moyenne de 24.09 heures contre 24.19 heures chez les hommes (P < 0.01), soit une différence d'environ 6 minutes, et 35 % des femmes avaient une période inférieure à 24.0 heures contre 14 % des hommes. Dans une étude distincte en routine constante portant sur 28 femmes et 28 hommes appariés sur l'heure de réveil habituelle, les rythmes de mélatonine et de température corporelle centrale survenaient plus tôt par rapport au sommeil chez les femmes, avec une amplitude de mélatonine plus élevée et une amplitude de température plus faible, de sorte que les femmes dormaient à une phase biologique plus tardive à la même heure d'horloge. Measured in: 157 adults aged 18 to 74 (52 women, 105 men) for the period comparison; 56 adults aged 18 to 30 (28 women, 28 men) for the phase angle comparison. Six minutes de différence de période et une différence de phase largement inférieure à une heure : répliquées sur deux jeux de données, et faibles comparées à ce qu'impose un réveil. Les deux jeux de données proviennent du même groupe de recherche et de protocoles de laboratoire qui se chevauchent, il s'agit donc d'analyses apparentées plutôt que d'une confirmation indépendante. La phase du cycle menstruel et la contraception hormonale n'ont pas été contrôlées sur l'ensemble de l'échantillon de période.
Who this may not transfer to:This is one of the few rows on this page where both sexes were measured and compared directly, which is the reason it exists as its own claim, not as a note under another.
The studies · 2
Duffy et al., sex difference in the near-24-hour intrinsic period of the human circadian timing system · Proc Natl Acad Sci USA 2011;108 Suppl 3:15602-8
Cain et al., sex differences in phase angle of entrainment and melatonin amplitude in humans · J Biol Rhythms 2010;25(4):288-96
Counts once: this finding and 1 other here come from the same source, so they are one body of evidence, not separate confirmations.
La lumière après le minimum de température avance l'horloge, la lumière avant le retarde
La lumière donnée après le minimum de température corporelle centrale avance l'horloge, et une impulsion lumineuse intense produit une courbe de réponse de phase avec une amplitude crête-à-creux d'environ 5 heures en conditions de laboratoire, tandis que la lumière donnée avant ce minimum retarde l'horloge. Le point de croisement se situe au minimum de température, qui survient environ deux heures avant le réveil habituel chez un dormeur régulier, et la courbe est presque plate au milieu de la journée biologique. La réponse est fortement non linéaire avec la durée : une impulsion d'une heure d'environ 8,000 lux a produit une courbe avec une amplitude crête-à-creux de 2.20 heures, soit environ 40 % de ce qu'une exposition de 6.7 heures a produit, pour 15 % du temps d'exposition.
La lumière donnée après le minimum de température corporelle centrale avance l'horloge, et une impulsion lumineuse intense produit une courbe de réponse de phase avec une amplitude crête-à-creux d'environ 5 heures en conditions de laboratoire, tandis que la lumière donnée avant ce minimum retarde l'horloge. Le point de croisement se situe au minimum de température, qui survient environ deux heures avant le réveil habituel chez un dormeur régulier, et la courbe est presque plate au milieu de la journée biologique. La réponse est fortement non linéaire avec la durée : une impulsion d'une heure d'environ 8,000 lux a produit une courbe avec une amplitude crête-à-creux de 2.20 heures, soit environ 40 % de ce qu'une exposition de 6.7 heures a produit, pour 15 % du temps d'exposition. Measured in: 21 adults aged 19 to 44 (16 men, 7 women) for the three-cycle curve; 36 adults randomized to bright white or dim light for the one-hour curve. La littérature humaine sur la réponse de phase est restreinte, récente et confinée au laboratoire, et les deux courbes ont été construites à partir d'impulsions uniques sur un fond contrôlé faible plutôt qu'à partir de la lumière mixte d'une journée ordinaire. Elle mesure le déplacement de l'horloge. Le passage d'un décalage de phase à un meilleur sommeil est une inférence tirée du mécanisme, et non quelque chose que ces protocoles ont mesuré.
Who this may not transfer to:The larger of the two curves ran 16 men to 7 women, and the one-hour study does not report its sex split by condition. Circadian phase and light sensitivity both change with age and across the menstrual cycle, so older readers and women are thinly represented in the shape of this curve.
The studies · 2
Khalsa et al., a phase response curve to single bright light pulses in human subjects · J Physiol 2003;549(Pt 3):945-52
St Hilaire et al., human phase response curve to a 1 h pulse of bright white light · J Physiol 2012;590(13):3035-45
Certaines personnes sans vision consciente règlent quand même leur horloge sur la lumière
Parmi 11 patients sans perception consciente de la lumière, la mélatonine plasmatique a chuté pendant l'exposition à une lumière intense chez trois d'entre eux, et ces trois patients étaient normalement synchronisés et dormaient normalement. Sept n'ont montré aucune réponse de la mélatonine à la lumière et ont rapporté des antécédents d'insomnie et de perturbation du rythme circadien ; un avait une mélatonine indétectable. Six témoins voyants ont montré une suppression normale.
Parmi 11 patients sans perception consciente de la lumière, la mélatonine plasmatique a chuté pendant l'exposition à une lumière intense chez trois d'entre eux, et ces trois patients étaient normalement synchronisés et dormaient normalement. Sept n'ont montré aucune réponse de la mélatonine à la lumière et ont rapporté des antécédents d'insomnie et de perturbation du rythme circadien ; un avait une mélatonine indétectable. Six témoins voyants ont montré une suppression normale. Measured in: 11 blind patients with no conscious light perception and 6 sighted controls. Onze patients présentant des causes et des degrés de cécité différents, ce qui établit que l'entrée lumineuse vers l'horloge et la vision consciente peuvent se dissocier, mais ne donne aucune proportion fiable de la fréquence de ce phénomène. Cette étude précède également l'identification de la mélanopsine de sept ans, de sorte que le mécanisme a été déduit ici plutôt que mesuré.
Who this may not transfer to:The sex composition of the blind cohort is not recoverable from the record we checked, so whether the finding rests on a balanced sample is unknown, not shown to be balanced.
The study · 1
Czeisler et al., suppression of melatonin secretion in some blind patients by exposure to bright light · N Engl J Med 1995;332(1):6-11
Près de la moitié des gènes codant des protéines suivent un cycle quotidien dans au moins un tissu
En appliquant un algorithme qui reconstruit l'ordre temporel des échantillons sans aucune information sur l'heure de la journée disponible, sur 13 tissus provenant de 632 donneurs humains, près de la moitié de tous les gènes codant des protéines se sont révélés cycliques dans au moins un tissu. Environ 1,000 d'entre eux codent des cibles médicamenteuses, ou les protéines qui transportent et métabolisent les médicaments.
En appliquant un algorithme qui reconstruit l'ordre temporel des échantillons sans aucune information sur l'heure de la journée disponible, sur 13 tissus provenant de 632 donneurs humains, près de la moitié de tous les gènes codant des protéines se sont révélés cycliques dans au moins un tissu. Environ 1,000 d'entre eux codent des cibles médicamenteuses, ou les protéines qui transportent et métabolisent les médicaments. Measured in: 13 tissues from 632 human donors in a post-mortem genotype-expression resource. La méthode ordonne les échantillons au sein d'un cycle reconstruit plutôt que par rapport à l'heure de l'horloge, elle produit donc des relations de phase entre gènes et entre tissus, mais pas une heure de la journée pour un organe donné. Le tissu des donneurs varie aussi selon l'état agonal, la cause du décès et le moment du prélèvement, et la reconstruction est une inférence tirée de l'expression plutôt qu'un rythme observé chez une personne vivante.
Who this may not transfer to:The donor sex composition is not reported in the abstract, and the underlying tissue resource is male-weighted, so tissue rhythms specific to one sex would not be visible in this summary.
The study · 1
Ruben et al., a database of tissue-specific rhythmically expressed human genes · Sci Transl Med 2018;10(458):eaat8806
Chez la souris, l'alimentation diurne décale les horloges des organes jusqu'à 12 heures tandis que l'horloge cérébrale reste stable
Restreindre l'alimentation à la phase lumineuse a décalé la phase d'expression des gènes de l'horloge dans les tissus périphériques de la souris jusqu'à 12 heures, sans affecter l'expression cyclique des gènes dans le noyau suprachiasmatique. Le foie s'est resynchronisé le plus rapidement, les reins, le cœur et le pancréas suivant plus lentement, et une semaine d'alimentation diurne a synchronisé tous les tissus examinés.
Restreindre l'alimentation à la phase lumineuse a décalé la phase d'expression des gènes de l'horloge dans les tissus périphériques de la souris jusqu'à 12 heures, sans affecter l'expression cyclique des gènes dans le noyau suprachiasmatique. Le foie s'est resynchronisé le plus rapidement, les reins, le cœur et le pancréas suivant plus lentement, et une semaine d'alimentation diurne a synchronisé tous les tissus examinés. Measured in: Mice on restricted feeding schedules, with clock gene expression measured in liver, kidney, heart, pancreas and the suprachiasmatic nucleus. Les souris sont nocturnes, de sorte que les nourrir le jour constitue une agression bien plus importante que manger tard ne l'est pour une personne, et la version humaine de la même manipulation a produit un décalage périphérique bien plus faible. Les travaux animaux établissent que cette voie existe, mais pas ce qu'elle produit chez l'humain.
The study · 1
Damiola et al., restricted feeding uncouples circadian oscillators in peripheral tissues from the central pacemaker in the suprachiasmatic nucleus · Genes Dev 2000;14(23):2950-61
Vivre décalé de 12 heures a augmenté le glucose de 6 % et l'insuline de 22 % en laboratoire
Dans un protocole de journée de 28 heures qui faisait défiler l'alimentation et le sommeil à travers toutes les phases circadiennes, un comportement décalé d'environ 12 heures par rapport à l'horloge interne a augmenté le glucose de 6 % (P < 0.001), l'insuline de 22 % (P = 0.006) et la pression artérielle moyenne de 3 % (P = 0.001), a diminué la leptine de 17 % (P < 0.001) et a complètement inversé le rythme quotidien du cortisol. Trois des huit participants présentaient une glycémie postprandiale dans la plage prédiabétique en état de désalignement. L'efficacité du sommeil a chuté de 20 %.
Dans un protocole de journée de 28 heures qui faisait défiler l'alimentation et le sommeil à travers toutes les phases circadiennes, un comportement décalé d'environ 12 heures par rapport à l'horloge interne a augmenté le glucose de 6 % (P < 0.001), l'insuline de 22 % (P = 0.006) et la pression artérielle moyenne de 3 % (P = 0.001), a diminué la leptine de 17 % (P < 0.001) et a complètement inversé le rythme quotidien du cortisol. Trois des huit participants présentaient une glycémie postprandiale dans la plage prédiabétique en état de désalignement. L'efficacité du sommeil a chuté de 20 %. Measured in: 10 adults, 5 women and 5 men, through a 10-day inpatient forced desynchrony protocol. Dix personnes sur dix jours, avec l'alimentation, l'activité et l'occasion de dormir maintenues constantes, ce qui isole le désalignement lui-même mais ne dit rien de ce que des années de celui-ci produiraient. L'efficacité du sommeil a également chuté de 20 %, de sorte que le sommeil perturbé fait partie de la condition de désalignement plutôt que de s'y ajouter, et les deux ne peuvent pas être séparés dans ce plan d'étude.
Who this may not transfer to:Five women and five men, which is an even split and far too small to compare them. Results are not reported split by sex.
The study · 1
Scheer et al., adverse metabolic and cardiovascular consequences of circadian misalignment · Proc Natl Acad Sci USA 2009;106(11):4453-8
Retarder les repas de 5 heures a décalé le rythme du glucose de près de 6 heures sans déplacer l'horloge centrale
Retarder chaque repas de cinq heures a retardé le rythme du glucose plasmatique de 5.69 heures (P < 0.001) et le rythme de l'ARN messager PER2 dans le tissu adipeux de 0.97 heure (P < 0.01), tandis que la mélatonine et le cortisol plasmatiques, marqueurs de l'horloge centrale, n'ont pas du tout été décalés. La concentration moyenne de glucose a diminué de 4.9 mg/dL (0.27 mmol/L). Les rythmes de l'insuline et des triglycérides, l'expression des gènes de l'horloge dans le sang total, le sommeil et les rythmes de la faim et de la somnolence subjectives n'ont pas bougé.
Retarder chaque repas de cinq heures a retardé le rythme du glucose plasmatique de 5.69 heures (P < 0.001) et le rythme de l'ARN messager PER2 dans le tissu adipeux de 0.97 heure (P < 0.01), tandis que la mélatonine et le cortisol plasmatiques, marqueurs de l'horloge centrale, n'ont pas du tout été décalés. La concentration moyenne de glucose a diminué de 4.9 mg/dL (0.27 mmol/L). Les rythmes de l'insuline et des triglycérides, l'expression des gènes de l'horloge dans le sang total, le sommeil et les rythmes de la faim et de la somnolence subjectives n'ont pas bougé. Measured in: 10 healthy young men, mean age 22.9, in a crossover with early meals and then meals delayed by five hours. Dix hommes, un seul laboratoire, et les deux protocoles se sont déroulés dans un ordre fixe plutôt que randomisé, de sorte qu'un effet d'ordre ne peut être exclu. Le gène de l'horloge du tissu adipeux s'est décalé d'environ une heure pour un retard de repas de cinq heures, un décalage périphérique bien plus faible que celui que la même manipulation produit chez les rongeurs, et le tissu adipeux est un indicateur indirect des horloges du foie et de l'intestin, qui ne peuvent pas être biopsiées aussi facilement.
Who this may not transfer to:All ten participants were men. Circadian period, phase and the glucose response to a meal all differ on average between the sexes, and this design could not have detected that, so a reader who is not a man should treat the size of these shifts as unmeasured for her, not established.
The study · 1
Wehrens et al., meal timing regulates the human circadian system · Curr Biol 2017;27(12):1768-75
Une grande partie du rythme quotidien du muscle humain provient des signaux du corps, et non de l'horloge propre du muscle
Des biopsies musculaires en série prélevées au cours de la journée chez l'humain ont montré une transcription rythmique étendue, et une grande partie de cette rythmicité a été perdue lorsque des myotubes primaires issus de la même source ont été synchronisés et étudiés en culture. Perturber l'horloge de ces cellules avec un ARNsi a modifié l'expression d'environ 8 % de tous les gènes.
Des biopsies musculaires en série prélevées au cours de la journée chez l'humain ont montré une transcription rythmique étendue, et une grande partie de cette rythmicité a été perdue lorsque des myotubes primaires issus de la même source ont été synchronisés et étudiés en culture. Perturber l'horloge de ces cellules avec un ARNsi a modifié l'expression d'environ 8 % de tous les gènes. Measured in: Human volunteers undergoing serial in vivo muscle biopsies, compared with primary human myotubes synchronized in vitro. La comparaison se fait entre du muscle à l'intérieur d'un corps vivant et des cellules en boîte, qui diffèrent bien au-delà de leurs horloges, de sorte que la rythmicité absente in vitro montre que des signaux quotidiens systémiques contribuent, sans en quantifier l'ampleur. Le nombre de participants et la répartition par sexe ne peuvent pas être retrouvés dans le résumé que nous avons consulté.
Who this may not transfer to:The sex composition of the biopsy donors is not stated in the abstract, so whether muscle rhythms differ between the sexes is unmeasured here, not shown to be similar.
The study · 1
Perrin et al., transcriptomic analyzes reveal rhythmic and CLOCK-driven pathways in human skeletal muscle · eLife 2018;7:e34114
L'exercice programmé décale l'horloge, l'avançant le matin et l'après-midi et la retardant le soir
L'exercice, pas seulement la lumière, peut décaler l'horloge biologique, et le moment de la journée où il est pratiqué détermine dans quel sens. Lorsque des adultes ont fait de l'exercice pendant une heure à des horaires fixes, l'exercice du matin et du début d'après-midi a avancé leur horloge et l'exercice du soir l'a retardée. L'exercice est un signal temporel plus faible que la lumière et fonctionne mieux en association avec elle, c'est donc un complément utile pour s'adapter à un voyage ou à un décalage d'horaire, pas un substitut à la lumière du jour matinale.
La lumière est le zeitgeber dominant, et le stimulateur répond également au rythme quotidien du comportement. L'exercice élève la température corporelle centrale, la fréquence cardiaque et une gamme d'hormones, et le moment de ce signal quotidien se répercute sur l'horloge. La courbe de réponse de phase mesurée pour l'exercice avance l'horloge après le matin puis de nouveau en début d'après-midi et la retarde le soir, ce qui explique pourquoi le moment d'une séance d'exercice, pas seulement le fait qu'elle ait lieu, porte un effet circadien.
Who this may not transfer to:Both sexes were studied and compared directly, about 55 women and 44 men across the 99 participants, and the exercise phase-response curve showed no significant sex difference in amplitude or waveform.
The study · 1
Youngstedt, Elliott and Kripke, human circadian phase-response curves for exercise · J Physiol 2019;597(8):2253-68
Cancer Risk And Outcome
Chez 1.4 million de femmes, le travail de nuit posté n'a montré aucun effet sur le risque de cancer du sein (RR 0.99)
En regroupant trois cohortes prospectives britanniques avec sept études prospectives déjà publiées, couvrant environ 1.4 million de femmes et 4,660 cancers du sein chez des travailleuses postées, le risque relatif de cancer du sein pour tout travail de nuit posté était de 0.99 (IC à 95 % : 0.95 à 1.03). Le travail de nuit posté à long terme n'a montré non plus aucun excès. Les auteurs ont conclu que le travail de nuit posté, y compris à long terme, a peu ou pas d'effet sur l'incidence du cancer du sein.
En regroupant trois cohortes prospectives britanniques avec sept études prospectives déjà publiées, couvrant environ 1.4 million de femmes et 4,660 cancers du sein chez des travailleuses postées, le risque relatif de cancer du sein pour tout travail de nuit posté était de 0.99 (IC à 95 % : 0.95 à 1.03). Le travail de nuit posté à long terme n'a montré non plus aucun excès. Les auteurs ont conclu que le travail de nuit posté, y compris à long terme, a peu ou pas d'effet sur l'incidence du cancer du sein. Measured in: About 1.4 million women across 10 prospective studies, with night shift work reported by questionnaire. Le travail de nuit posté a été mesuré par questionnaire, la plupart du temps à un seul instant, de sorte qu'une mauvaise classification de l'exposition tendrait à ramener une association réelle vers la nullité. Cela ne teste que le cancer du sein : les associations avec la prostate et le côlon-rectum citées par l'IARC ne sont pas abordées ici, pas plus que les preuves animales ou mécanistiques qui portent l'essentiel de la classification.
Who this may not transfer to:Breast cancer in women. Male breast cancer, prostate cancer and colorectal cancer are not addressed, so this null result does not carry to the classification as a whole or to men.
The study · 1
Travis et al., night shift work and breast cancer incidence, three prospective studies and meta-analysis · J Natl Cancer Inst 2016;108(12):djw169
L'IARC qualifie le travail de nuit posté de probablement cancérogène, groupe 2A, sur la base de preuves limitées chez l'humain
Le groupe de travail de l'IARC réuni en juin 2019 a classé le travail de nuit posté dans le groupe 2A, probablement cancérogène pour l'humain. Cette classification repose sur trois sources de preuves distinctes : des preuves limitées chez l'humain, avec des associations positives pour les cancers du sein, de la prostate, du côlon et du rectum ; des preuves suffisantes chez l'animal expérimental de la cancérogénicité de l'altération de l'horaire lumière-obscurité ; et des preuves mécanistiques solides dans des systèmes expérimentaux, fondées sur des effets compatibles avec l'immunosuppression, l'inflammation chronique et la prolifération cellulaire.
Le groupe de travail de l'IARC réuni en juin 2019 a classé le travail de nuit posté dans le groupe 2A, probablement cancérogène pour l'humain. Cette classification repose sur trois sources de preuves distinctes : des preuves limitées chez l'humain, avec des associations positives pour les cancers du sein, de la prostate, du côlon et du rectum ; des preuves suffisantes chez l'animal expérimental de la cancérogénicité de l'altération de l'horaire lumière-obscurité ; et des preuves mécanistiques solides dans des systèmes expérimentaux, fondées sur des effets compatibles avec l'immunosuppression, l'inflammation chronique et la prolifération cellulaire. Measured in: A working group evaluating the published human, animal and mechanistic literature on night shift work, not a participant sample. Dans le vocabulaire propre de l'IARC, des preuves limitées chez l'humain signifient qu'une association positive a été observée, mais que le hasard, un biais et la confusion n'ont pas pu être écartés comme explications. Une classification de groupe 2A est une identification de danger : elle indique qu'un agent peut causer le cancer dans certaines conditions et ne fournit aucune estimation du risque impliqué par un emploi ou un horaire particulier. L'essentiel du poids repose sur les travaux animaux et mécanistiques plutôt que sur les études humaines.
Who this may not transfer to:The human evidence spans sites specific to each sex, breast and prostate, alongside colorectal cancer in both. The unit evaluated is a published literature, not a participant group, so the underlying sex balance varies by study and by cancer site.
The studies · 2
IARC Monographs Volume 124, night shift work · IARC Monographs on the Identification of Carcinogenic Hazards to Humans, Vol 124, Lyon 2020
IARC Monographs Vol 124 group, carcinogenicity of night shift work · Lancet Oncol 2019;20(8):1058-9
Sleep
Une semaine sous lumière naturelle sans lumière électrique a avancé la nuit biologique d'environ 2 heures
Une semaine de camping en été sans lumière électrique a multiplié l'exposition à la lumière par environ quatre par rapport à d'habitude et a avancé la nuit biologique interne d'environ deux heures, de sorte qu'elle commençait près du coucher du soleil et se terminait près du lever du soleil. Les chronotypes tardifs ont avancé le plus, terminant la semaine plus proches des chronotypes matinaux. Répétée sous un cycle lumière-obscurité naturel hivernal, la nuit biologique et le sommeil ont commencé encore plus tôt et la nuit biologique s'est allongée. Un week-end de lumière naturelle a permis d'obtenir environ 69 % du décalage produit par une semaine complète.
Une semaine de camping en été sans lumière électrique a multiplié l'exposition à la lumière par environ quatre par rapport à d'habitude et a avancé la nuit biologique interne d'environ deux heures, de sorte qu'elle commençait près du coucher du soleil et se terminait près du lever du soleil. Les chronotypes tardifs ont avancé le plus, terminant la semaine plus proches des chronotypes matinaux. Répétée sous un cycle lumière-obscurité naturel hivernal, la nuit biologique et le sommeil ont commencé encore plus tôt et la nuit biologique s'est allongée. Un week-end de lumière naturelle a permis d'obtenir environ 69 % du décalage produit par une semaine complète. Measured in: 8 adults, 6 men and 2 women, mean age 30, in the summer study, with a separate winter and weekend study by the same group. Huit personnes dans l'étude estivale, et le camping supprime la lumière électrique en même temps que le travail, les déplacements, les écrans, la température intérieure et toute la routine quotidienne, de sorte que le changement de lumière est confondu avec tout ce qui change par ailleurs lors d'un séjour en camping. Les deux études proviennent du même groupe de recherche, il s'agit donc de travaux apparentés plutôt que d'une réplication indépendante.
Who this may not transfer to:Six of the eight summer participants were men, and the study was far too small to compare the sexes. The winter and weekend study does not report its composition in the abstract.
The studies · 2
Wright et al., entrainment of the human circadian clock to the natural light-dark cycle · Curr Biol 2013;23(16):1554-8
Stothard et al., circadian entrainment to the natural light-dark cycle across seasons and the weekend · Curr Biol 2017;27(4):508-13
351 sites génétiques décalent le calage du sommeil, mais seulement d'environ 25 minutes entre les extrêmes
Une étude d'association pangénomique portant sur 697,828 personnes a fait passer de 24 à 351 le nombre de loci associés au fait d'être une personne matinale. L'effet sur le calage temporel est plus faible que ce chiffre ne le suggère : les 5 % de participants porteurs du plus grand nombre d'allèles de matinalité présentaient un calage du sommeil mesuré par accéléromètre environ 25 minutes plus précoce que les 5 % en portant le moins. Les gènes associés étaient enrichis pour la régulation circadienne, la signalisation de l'AMPc, du glutamate et de l'insuline, ainsi que pour l'expression dans la rétine, le rhombencéphale, l'hypothalamus et l'hypophyse. La randomisation mendélienne a appuyé une voie causale allant de la préférence matinale vers une meilleure santé mentale, et n'a trouvé aucun effet sur l'IMC ou le diabète de type 2.
Une étude d'association pangénomique portant sur 697,828 personnes a fait passer de 24 à 351 le nombre de loci associés au fait d'être une personne matinale. L'effet sur le calage temporel est plus faible que ce chiffre ne le suggère : les 5 % de participants porteurs du plus grand nombre d'allèles de matinalité présentaient un calage du sommeil mesuré par accéléromètre environ 25 minutes plus précoce que les 5 % en portant le moins. Les gènes associés étaient enrichis pour la régulation circadienne, la signalisation de l'AMPc, du glutamate et de l'insuline, ainsi que pour l'expression dans la rétine, le rhombencéphale, l'hypothalamus et l'hypophyse. La randomisation mendélienne a appuyé une voie causale allant de la préférence matinale vers une meilleure santé mentale, et n'a trouvé aucun effet sur l'IMC ou le diabète de type 2. Measured in: 697,828 adults from UK Biobank and 23andMe, with activity-monitor sleep timing in 85,760 of them. What could explain it instead: Chronotype was self-reported by most participants, so the phenotype is partly a report of the schedule a person keeps, which work and family impose, not the clock underneath it. UK Biobank and 23andMe participants are also healthier, wealthier and more European in ancestry than the general population, the standard population-stratification problem in large genetic studies.. 351 loci qui déplacent ensemble le calage du sommeil d'environ 25 minutes entre les vingtièmes extrêmes, de sorte que la variation génétique commune décale le chronotype de quelques minutes pour la plupart des gens plutôt que d'heures. La randomisation mendélienne suppose que l'instrument génétique n'affecte le critère de jugement qu'à travers le chronotype, ce qui ne peut pas être vérifié directement, et les critères de santé mentale étaient eux-mêmes autodéclarés.
Who this may not transfer to:Both sexes are represented in large numbers, and the headline results are not reported split by sex, so a sex difference in the genetic architecture of chronotype would not be visible here.
The study · 1
Jones et al., genome-wide association analyzes of chronotype in 697,828 individuals · Nat Commun 2019;10(1):343
Le chronotype atteint son point le plus tardif vers 19 ans, puis avance pour le reste de la vie
Dans 53,689 journaux d'emploi du temps américains, le chronotype devient plus tardif tout au long de l'adolescence, atteint son point le plus tardif à 18.4 ans chez les femmes et 19.2 ans chez les hommes, puis avance pour le reste de la vie. La plus grande différence entre les sexes est de 0.27 heure, soit environ 16 minutes, à 21.6 ans, les hommes étant plus tardifs que les femmes avant environ 40 ans et les femmes plus tardives après. La différence disparaît à 41.4 ans puis à nouveau à 79.1 ans. La variabilité du chronotype se réduit également avec l'âge.
Dans 53,689 journaux d'emploi du temps américains, le chronotype devient plus tardif tout au long de l'adolescence, atteint son point le plus tardif à 18.4 ans chez les femmes et 19.2 ans chez les hommes, puis avance pour le reste de la vie. La plus grande différence entre les sexes est de 0.27 heure, soit environ 16 minutes, à 21.6 ans, les hommes étant plus tardifs que les femmes avant environ 40 ans et les femmes plus tardives après. La différence disparaît à 41.4 ans puis à nouveau à 79.1 ans. La variabilité du chronotype se réduit également avec l'âge. Measured in: 53,689 respondents to the American Time Use Survey, pooled across 2003 to 2014. What could explain it instead: Mid-sleep on free days from a time-use diary is a behavioral proxy for chronotype, and free-day sleep is still shaped by work, caring duties, school schedules and shift patterns, all of which change with age, so part of the age curve is life stage, not clock.. Un instantané de personnes différentes à des âges différents plutôt qu'un suivi des mêmes personnes, de sorte qu'un effet de l'âge ne peut être séparé d'un effet de cohorte. La description européenne originale du pic adolescent, portant sur environ 25,000 questionnaires, situait le maximum de tardiveté plus près de 20 ans que de 19, de sorte que le point de retournement exact varie selon l'échantillon et l'instrument utilisé.
Who this may not transfer to:The analysis is reported separately for each sex across the whole age range, which is unusual in this literature and is why the sex-by-age crossover can be stated at all.
The studies · 2
Fischer et al., chronotypes in the US, influence of age and sex · PLoS One 2017;12(6):e0178782
Roenneberg et al., a marker for the end of adolescence · Curr Biol 2004;14(24):R1038-9
La lumière vive matinale a avancé le sommeil et soulagé les troubles du sommeil sur 40 études
Recevoir une lumière vive dans les yeux le matin aide à s'endormir plus tôt et à dormir plus profondément. Sur 40 études, la lumière matinale a décalé le moment du sommeil de sorte que les personnes s'endormaient plus tôt, a réduit le sommeil fragmenté, et a soulagé les problèmes de sommeil autoévalués. Les gains par étude étaient modestes, et garder les soirées sombres aidait les personnes à dormir plus longtemps. La lumière du jour extérieure est gratuite ; une lampe vive fonctionne lorsqu'on est en intérieur ou de nuit.
La lumière est le signal maître qui règle l'horloge suprachiasmatique du cerveau. La lumière vive le matin, détectée par les cellules à mélanopsine de la rétine, signale le jour à l'horloge et avance son réglage (avance de phase), ce qui tire la fenêtre naturelle de sommeil vers l'avant, de sorte que l'endormissement survient plus tôt. Des soirées sombres préservent la montée de mélatonine qui ouvre cette fenêtre, ce qui explique pourquoi éviter la lumière le soir ajoutait au bénéfice.
Who this may not transfer to:Pooled trials included men and women across a range of ages and diagnoses; sex-specific effects were not separately reported.
The study · 1
Faulkner SM, Bee PE, Meyer N, Dijk DJ, Drake RJ. Light therapies to improve sleep in intrinsic circadian rhythm sleep disorders and neuro-psychiatric illness: A systematic review and meta-analysis. · Sleep Med Rev 2019;46:108-123
Longevity And Mortality
Les personnes du soir présentent des taux de mortalité environ 10 % plus élevés, ce qui s'atténue chez les non-fumeurs buvant peu
Dans UK Biobank, 433,268 adultes suivis en moyenne 6.5 ans avec 10,534 décès, les personnes nettement du soir présentaient un rapport de risque de mortalité toutes causes de 1.10 (IC à 95 % : 1.02 à 1.18) par rapport aux personnes nettement du matin, après ajustement pour l'âge, le sexe, l'origine ethnique, le tabagisme, l'IMC, la durée du sommeil, le statut socio-économique et les comorbidités. Dans la cohorte finlandaise de jumeaux, 23,854 personnes suivies pendant 37 ans avec 8,728 décès, le rapport de risque ajusté était de 1.09 (1.01 à 1.18) et s'atténuait principalement par le tabagisme et l'alcool, sans excès de mortalité chez les non-fumeurs buvant au plus modérément. Ces auteurs ont conclu qu'il existe peu ou pas de contribution indépendante du chronotype à la mortalité.
Dans UK Biobank, 433,268 adultes suivis en moyenne 6.5 ans avec 10,534 décès, les personnes nettement du soir présentaient un rapport de risque de mortalité toutes causes de 1.10 (IC à 95 % : 1.02 à 1.18) par rapport aux personnes nettement du matin, après ajustement pour l'âge, le sexe, l'origine ethnique, le tabagisme, l'IMC, la durée du sommeil, le statut socio-économique et les comorbidités. Dans la cohorte finlandaise de jumeaux, 23,854 personnes suivies pendant 37 ans avec 8,728 décès, le rapport de risque ajusté était de 1.09 (1.01 à 1.18) et s'atténuait principalement par le tabagisme et l'alcool, sans excès de mortalité chez les non-fumeurs buvant au plus modérément. Ces auteurs ont conclu qu'il existe peu ou pas de contribution indépendante du chronotype à la mortalité. Measured in: 433,268 UK adults aged 38 to 73 and 23,854 Finnish adults, both sexes, followed 6.5 and 37 years respectively. What could explain it instead: Evening preference travels with smoking, heavier drinking, shorter sleep, shift work and lower socioeconomic position. The Finnish stratified analysis is the informative one here: the association disappeared among people who did not smoke and drank little, not merely shrinking, which is what residual confounding by those behaviors looks like.. Le chronotype était un item unique autodéclaré sur une échelle à quatre points, recueilli une seule fois, dans les deux cohortes. Un rapport de risque proche de 1.10 est suffisamment faible pour que des différences comportementales non mesurées constituent une explication suffisante, et les deux cohortes diffèrent d'un facteur cinq dans la durée de suivi, de sorte qu'elles ne mesurent pas la même fenêtre d'exposition.
Who this may not transfer to:Both cohorts include men and women in large numbers. Neither headline hazard ratio is reported split by sex, so whether the smoking and alcohol explanation holds equally in both is untested.
The studies · 2
Knutson and von Schantz, associations between chronotype, morbidity and mortality in the UK Biobank cohort · Chronobiol Int 2018;35(8):1045-53
Hublin and Kaprio, chronotype and mortality, a 37-year follow-up study in Finnish adults · Chronobiol Int 2023;40(7):841-849
Heart And Vascular
Le travail posté est associé à un risque de crise cardiaque environ 23 % plus élevé et à un diabète modestement plus élevé
Dans 34 études et 2 011 935 personnes, le travail posté était associé à l'infarctus du myocarde (RR 1,23, IC à 95 % : 1,15 à 1,31), aux événements coronariens (RR 1,24, 1,10 à 1,39) et à l'AVC ischémique (RR 1,05, 1,01 à 1,09), sans association avec la mortalité toutes causes. Dans 12 études et 226 652 personnes, le travail posté était associé au diabète avec un rapport de cotes regroupé de 1,09 (1,05 à 1,12), plus élevé chez les hommes (1,37, 1,20 à 1,56) que chez les femmes (1,09, 1,04 à 1,14) et plus élevé pour les horaires rotatifs.
Dans 34 études et 2 011 935 personnes, le travail posté était associé à l'infarctus du myocarde (RR 1,23, IC à 95 % : 1,15 à 1,31), aux événements coronariens (RR 1,24, 1,10 à 1,39) et à l'AVC ischémique (RR 1,05, 1,01 à 1,09), sans association avec la mortalité toutes causes. Dans 12 études et 226 652 personnes, le travail posté était associé au diabète avec un rapport de cotes regroupé de 1,09 (1,05 à 1,12), plus élevé chez les hommes (1,37, 1,20 à 1,56) que chez les femmes (1,09, 1,04 à 1,14) et plus élevé pour les horaires rotatifs. Measured in: 2,011,935 people across 34 studies for vascular events, and 226,652 people with 14,595 diabetes cases across 12 studies for diabetes. Les deux regroupent des études observationnelles, dans lesquelles le travail posté s'accompagne d'un statut socio-économique plus bas, de davantage de tabagisme, d'un sommeil plus court et plus fragmenté, d'une alimentation irrégulière et de moins de lumière du jour, autant de facteurs que les analyses regroupées ne peuvent pas séparer de l'horloge. Les risques relatifs sont modestes, et l'absence de toute association avec la mortalité coïncide étrangement avec un risque accru d'infarctus du myocarde.
Who this may not transfer to:The diabetes analysis reports its result separately by sex and finds the association substantially larger in men, which the authors attribute in part to different shift patterns and occupations. The vascular analysis is not broken down by sex.
The studies · 2
Vyas et al., shift work and vascular events, systematic review and meta-analysis · BMJ 2012;345:e4800
Gan et al., shift work and diabetes mellitus, a meta-analysis of observational studies · Occup Environ Med 2015;72(1):72-8
Mood & stress
La luminothérapie vive a abaissé les scores de dépression dans la dépression non saisonnière (DMS -0.62)
La lumière vive le matin améliore l'humeur, et pas seulement dans la dépression saisonnière hivernale. En regroupant neuf essais, la luminothérapie a significativement abaissé les scores de dépression, avec les meilleurs résultats pour un traitement durant deux à cinq semaines. Elle aidait qu'elle soit utilisée seule ou en complément d'un autre traitement. L'effet était léger à modéré, de sorte qu'elle fonctionne comme un soutien constant, non comme un remède autonome.
L'humeur suit l'horloge biologique. La dépression s'accompagne souvent d'un rythme circadien aplati ou désaligné et d'un sommeil perturbé, et la lumière matinale programmée semble agir en réancrant ce rythme et ses signaux en aval, notamment le moment de la mélatonine et le tonus sérotoninergique. La lumière matinale avance l'horloge le plus fortement, ce qui est la raison habituelle pour laquelle un moment matinal est recommandé, bien que les essais regroupés n'aient pas tranché le meilleur moment de la journée.
Who this may not transfer to:Trials enrolled men and women; effects were not reported separately by sex, and the perinatal (women-only) subgroup did not show benefit.
The study · 1
Al-Karawi D, Jubair L. Bright light therapy for nonseasonal depression: Meta-analysis of clinical trials. · J Affect Disord 2016;198:64-71
Weight And Fat Loss
Le décalage horaire social est associé à un indice de masse corporelle plus élevé au-delà de la durée du sommeil, surtout chez les personnes en surpoids et obèses
Dans une vaste base de données sur le chronotype, le décalage horaire social, défini comme la différence entre le milieu de sommeil les jours de travail et le milieu de sommeil les jours de repos, était associé à un indice de masse corporelle plus élevé, au-delà de l'effet de la durée du sommeil. Cette association était portée par les personnes déjà en surpoids ou obèses.
Dans une vaste base de données sur le chronotype, le décalage horaire social, défini comme la différence entre le milieu de sommeil les jours de travail et le milieu de sommeil les jours de repos, était associé à un indice de masse corporelle plus élevé, au-delà de l'effet de la durée du sommeil. Cette association était portée par les personnes déjà en surpoids ou obèses. Measured in: Respondents to the Munich ChronoType Questionnaire, a large self-selected online sample of both sexes. What could explain it instead: Social jetlag is largest in people whose work starts early relative to their own chronotype, which tracks shift work, manual occupations and lower socioeconomic position, each independently associated with higher BMI. Reverse causation is also open, since sleeping in on free days is a response to accumulated sleep debt, which higher body weight and sleep-disordered breathing both worsen.. Étude transversale, avec des heures de sommeil, une taille et un poids autodéclarés, ce qui montre une association plutôt qu'une cause. Le texte intégral est payant, de sorte que seul le résultat au niveau du résumé peut être vérifié ici : le décalage horaire social est associé à un IMC plus élevé au-delà de l'effet de la durée du sommeil, en particulier chez les personnes en surpoids et obèses.
Who this may not transfer to:A large self-selected online sample of both sexes. The BMI association is not reported split by sex, and menstrual cycle, pregnancy and menopause all affect both sleep timing and weight without being modeled.
The study · 1
Roenneberg et al., social jetlag and obesity · Curr Biol 2012;22(10):939-43
Blood Sugar
Manger dans une fenêtre diurne précoce a amélioré la sensibilité à l'insuline et la pression artérielle sans perte de poids
Manger la majeure partie de son alimentation plus tôt dans la journée, en phase avec la lumière du jour, aide le métabolisme. Lorsque des hommes en prédiabète prenaient tous leurs repas dans une fenêtre de 6 heures du matin à l'après-midi, leur sensibilité à l'insuline et leur pression artérielle se sont améliorées en 5 semaines, alors même que leur poids restait inchangé. Dans un essai plus vaste, une fenêtre alimentaire précoce associée à des portions plus légères a fait perdre environ 5 lb (2.3 kg) de plus qu'un régime seul. Concentrer les repas plus tôt est gratuit et ne nécessite aucun aliment spécial.
La réponse insulinique du corps, et les horloges internes du muscle et du foie, sont réglées pour un apport énergétique diurne. La tolérance au glucose est naturellement plus élevée le matin et diminue le soir, de sorte que les calories consommées tôt sont traitées plus efficacement que les mêmes calories consommées tard. Aligner la fenêtre alimentaire sur le jour lumineux permet aux horloges périphériques de fonctionner avec l'horloge centrale, ce qui est la raison proposée pour laquelle l'alimentation à horaire restreint précoce a amélioré la sensibilité à l'insuline et la pression au-delà de l'effet de manger moins.
Who this may not transfer to:The controlled-feeding crossover trial enrolled men only; the larger weight-loss trial enrolled both men and women. Results in women for the pure timing effect are less established.
The studies · 2
Sutton EF, Beyl R, Early KS, Cefalu WT, Ravussin E, Peterson CM. Early Time-Restricted Feeding Improves Insulin Sensitivity, Blood Pressure, and Oxidative Stress Even without Weight Loss in Men with Prediabetes. · Cell Metab 2018;27(6):1212-1221.e3
Jamshed H, Steger FL, Bryan DR, et al. Effectiveness of Early Time-Restricted Eating for Weight Loss, Fat Loss, and Cardiometabolic Health in Adults With Obesity: A Randomized Clinical Trial. · JAMA Intern Med 2022;182(9):953-962
Quand cela se dérègle
Les problèmes apparaissent quand les signaux de synchronisation entrent en conflit ; les effets ont été mesurés depuis des études de laboratoire portant sur 10 personnes jusqu'à des cohortes d'un million de personnes.
Désalignement forcé. Dix adultes ont passé dix jours sur des journées de 28 heures, de sorte que manger et dormir tombaient à tour de rôle sur chaque phase circadienne. Quand le comportement était décalé d'environ 12 heures par rapport à l'horloge interne, la glycémie augmentait de 6 %, l'insuline de 22 %, la pression artérielle moyenne de 3 %, et la leptine chutait de 17 %. Le rythme du cortisol s'inversait complètement. Trois personnes sur huit présentaient une glycémie postprandiale dans la zone prédiabétique en état de désalignement, alors que leur glycémie était normale en état d'alignement. La nourriture et la durée de sommeil étaient maintenues constantes, si bien que les changements provenaient du désalignement lui-même, bien que dix personnes sur dix jours ne puissent représenter une carrière de travail posté. Chaque facteur ayant fait bouger ces chiffres est une question de synchronisation : quand vous mangez, quand vous dormez, quand vous recevez de la lumière.
Le décalage horaire social. Le décalage horaire social est l'écart entre votre sommeil des jours travaillés et celui des jours de repos, mesuré au point médian de chaque nuit. Il était associé à un indice de masse corporelle plus élevé dans une base de données d'environ 65,000 personnes, indépendamment de la durée de sommeil. Chez les personnes déjà en surpoids (IMC de 25 ou plus), chaque heure supplémentaire de décalage horaire social était associée à environ 33 % de probabilité en plus de se trouver dans une catégorie de poids plus élevée. Cette association est transversale.
Chronotype du soir et mortalité. Dans la UK Biobank, 433,268 adultes ont été suivis en moyenne 6.5 ans. Les types du soir avérés avaient un rapport de risque de décès toutes causes de 1.10 (IC à 95 % 1.02 à 1.18) après ajustement large. Dans la cohorte finlandaise de jumeaux, 23,854 personnes ont été suivies pendant 37 ans, et le rapport de risque ajusté était de 1.09 (1.01 à 1.18). Ce risque supplémentaire s'expliquait surtout par le tabagisme et l'alcool : chez les non-fumeurs buvant peu ou pas du tout, les types du soir n'avaient pas de taux de décès plus élevé. Ces auteurs ont conclu à une contribution indépendante faible ou nulle du chronotype à la mortalité. La préférence pour le soir va de pair avec le tabagisme, l'alcool, un sommeil plus court et le travail posté, de sorte que les données actuelles ne peuvent pas dissocier l'horloge de ces habitudes.
Le travail posté fournit les preuves les plus solides en conditions réelles sur la perturbation circadienne chez l'humain, et aussi les plus confuses, car tant d'autres différences l'accompagnent. Le groupe de travail de l'IARC réuni en juin 2019 a classé le travail de nuit posté dans le groupe 2A, probablement cancérogène pour l'humain. Trois descripteurs sous-tendent cette classification. Les preuves chez l'humain sont limitées, avec des associations positives pour les cancers du sein, de la prostate, du côlon et du rectum. Les preuves chez l'animal sont suffisantes, et les preuves mécanistiques dans les systèmes expérimentaux sont solides. Dans le vocabulaire de l'IARC, « limitées » signifie que le hasard, un biais et la confusion n'ont pas pu être écartés. Une classification de groupe 2A est une identification de danger ; elle ne fournit aucune estimation du risque qu'implique un emploi donné.
La plus grande étude sur les preuves chez l'humain a trouvé l'inverse. En regroupant trois cohortes prospectives avec sept déjà publiées, elle a couvert environ 1.4 million de femmes et 4,660 cancers du sein chez des travailleuses postées. Le risque relatif de cancer du sein associé à tout travail de nuit posté était de 0.99 (IC à 95 % 0.95 à 1.03), y compris pour le travail posté de longue durée. Cette étude faisait partie du même corpus de recherche que l'IARC a examiné, et c'est pourquoi elle n'a jugé les preuves chez l'humain que limitées. La classification repose principalement sur les travaux chez l'animal et les travaux mécanistiques.
Les auteurs ont conclu que le travail de nuit posté a un effet faible ou nul sur l'incidence du cancer du sein.
Les associations cardiométaboliques sont plus cohérentes. Sur 34 études et 2,011,935 personnes, le travail posté était associé à l'infarctus du myocarde (RR 1.23), aux événements coronariens (RR 1.24) et à l'AVC ischémique (RR 1.05), sans association avec la mortalité. Sur 226,652 personnes, le travail posté était associé au diabète avec un rapport de cotes de 1.09, plus élevé chez les hommes (1.37) que chez les femmes (1.09) et plus élevé pour les horaires rotatifs. Aucun de ces protocoles n'isole l'horloge du reste de la vie d'un travailleur posté. Une position socioéconomique plus basse, davantage de tabagisme, un sommeil plus court et plus fragmenté, une alimentation irrégulière et moins de lumière du jour accompagnent tous ce type d'emploi.
Ce que cela signifie pour vous
Trois facteurs ont des effets circadiens mesurés : le moment de la lumière, le moment du sommeil, et le moment des repas.
- La lumière est le facteur le plus puissant, car la courbe de réponse de phase est la plus abrupte dans les heures autour du réveil. La lumière du jour en début de journée agit le plus pour la moindre exposition, elle est plusieurs fois plus intense que n'importe quelle lumière intérieure. Une lampe de luminothérapie remplit le même rôle pour un matin sombre ou un travail de nuit.
- Une heure de réveil fixe délivre ce signal lumineux à la même phase de l'horloge chaque jour, ce qui est ce qui permet à l'horloge de se verrouiller. L'heure du lever fait plus ce travail que l'heure du coucher.
- Avancer la prise alimentaire agit sur les horloges d'organes du foie, de l'intestin et du tissu adipeux, celles qu'un repas peut déplacer tandis que la lumière maintient l'horloge maîtresse stable. Déplacer l'essentiel de vos calories vers le matin est le levier une fois que la synchronisation par la lumière et le sommeil est en place.
Aller plus loin
Les pages qui agissent sur ce système de synchronisation :
- La lumière matinale, qui utilise la moitié avançante de la courbe de réponse de phase.
- La lumière du soir et les écrans, le côté retardant de la même courbe, avec les seuils de lux mélanopique.
- La régularité du sommeil, l'heure de coucher et de lever stable qui ancre l'horloge.
- L'environnement de sommeil, où l'obscurité, la température et le son agissent sur l'horloge.
- L'insomnie, où un problème de synchronisation doit être distingué des autres choses qui empêchent les gens de dormir.
- La restriction de sommeil et le contrôle du stimulus : la pression de sommeil et le conditionnement, aux côtés de la synchronisation.
- L'alimentation à horaires restreints, la voie de synchronisation par la nourriture.
- Insuline et glycémie, pour ce que le moment de la journée fait à un repas.
Le point de vue de la médecine chinoise
Questions fréquentes
Pourquoi la lumière du matin me réveille-t-elle alors que la lumière du soir me tient éveillé ?
Parce que la réponse de l'horloge à la lumière change de sens à votre minimum de température centrale, environ deux heures avant votre réveil habituel. La lumière après ce point avance l'horloge et rapproche la somnolence ; la lumière avant ce point retarde l'horloge et repousse le sommeil. Seule l'heure d'exposition diffère.
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