Le rythme du sommeil contrôle le métabolisme à l'échelle cellulaire
Un mauvais sommeil ou un cycle jour-nuit perturbé accélère le vieillissement à l'échelle cellulaire. De nouvelles recherches sur des mouches des fruits montrent précisément comment le sommeil et l'horloge interne de la cellule coordonnent le métabolisme, et ce qui se dérègle quand cette coordination échoue.
Un mauvais sommeil est depuis longtemps associé à un risque accru de diabète, de maladies cardiovasculaires et de vieillissement prématuré. Mais la façon dont le manque de sommeil perturbe le métabolisme à l'échelle cellulaire restait mal comprise. Des chercheurs se sont tournés vers la mouche des fruits (Drosophila melanogaster), un organisme modèle largement utilisé en recherche sur le vieillissement.
Le rythme circadien comme chef d'orchestre métabolique
L'étude, publiée dans eLife, a combiné deux approches de mesure : la respirométrie (pour suivre la consommation d'énergie) et la métabolomique (l'analyse simultanée de centaines de petites molécules présentes dans l'organisme). Chez des mouches normales soumises à un cycle lumière-obscurité standard, le métabolisme était organisé de façon rythmique : les mitochondries (les générateurs d'énergie de la cellule) fonctionnaient en vagues prévisibles, et les acides aminés ainsi que les antioxydants étaient produits et consommés au bon moment.
Chez les mouches dont le sommeil ou le rythme circadien (l'horloge biologique interne qui régit les cycles jour-nuit) était perturbé, cette organisation s'effondrait. Les cellules basculaient de façon réactive d'un carburant à l'autre, brûlant davantage de graisses et d'acides aminés à la place des sucres, et la protection contre le stress oxydatif (les dommages causés par les molécules réactives de l'oxygène) diminuait. Les mouches mutantes de l'horloge, dépourvues de rythme circadien fonctionnel, présentaient les perturbations les plus sévères.
Ce que cela nous apprend sur le vieillissement humain
Ces résultats obtenus chez la mouche ne sont pas directement transposables à l'humain, mais ils apportent des explications mécanistiques cohérentes avec ce qui a été observé chez les personnes : le travail en horaires décalés, le décalage horaire et les troubles du sommeil sont associés à un métabolisme perturbé et à un vieillissement biologique accéléré. Cette étude montre que le rythme circadien ne gouverne pas seulement le moment où l'on dort, mais aussi celui où les cellules produisent de l'énergie, ce qu'elles dégradent et comment elles se protègent. C'est un niveau de compréhension plus profond que ce qui avait été cartographié jusqu'ici.
Termes de recherche pour aller plus loin : circadian rhythm mitochondrial metabolism | sleep disruption oxidative stress aging | metabolomics chronobiology