Chez les mammifères
Une variante d'un eskinogramme illustrant l'influence de la lumière et de l'obscurité sur les rythmes circadiens ainsi que sur la physiologie et le comportement associés à travers le noyau suprachiasmatique chez l'homme.
L'horloge circadienne primaire chez les mammifères est située dans le noyau (ou noyaux) suprachiasmatique (SCN), une paire de groupes distincts de cellules situés dans l'hypothalamus. La destruction du SCN entraîne l’absence totale d’un rythme veille-sommeil régulier. Le SCN reçoit des informations sur l'éclairage à travers les yeux.
La rétine de l'œil contient des photorécepteurs « classiques » (« bâtonnets » et « cônes »), qui sont utilisés pour la vision conventionnelle. Mais la rétine contient également des cellules ganglionnaires spécialisées qui sont directement photosensibles et se projettent directement vers le SCN, où elles contribuent à l'entraînement (synchronisation) de cette horloge circadienne maîtresse. Les protéines impliquées dans l'horloge SCN sont homologues à celles trouvées chez la mouche des fruits.
Ces cellules contiennent le photopigment mélanopsine et leurs signaux suivent une voie appelée tractus rétinohypothalamique, menant au SCN. Si les cellules du SCN sont prélevées et cultivées, elles maintiennent leur propre rythme en l'absence de signaux externes.
Le SCN extrait les informations sur la durée du jour et de la nuit de la rétine, les interprète et les transmet à la glande pinéale, une petite structure en forme de pomme de pin. et situé sur l'épithalamus. En réponse, la pinéale sécrète l’hormone mélatonine. La sécrétion de mélatonine culmine la nuit et diminue pendant la journée et sa présence fournit des informations sur la durée de la nuit.
Plusieurs études ont indiqué que la mélatonine pinéale se répercute sur la rythmicité du SCN pour moduler les schémas d'activité circadiens et d'autres processus. Cependant, la nature et l'importance de ces commentaires au niveau du système sont inconnues.
Les rythmes circadiens des humains peuvent être entraînés sur des périodes légèrement plus courtes ou plus longues que les 24 heures de la Terre. Des chercheurs de Harvard ont montré que les sujets humains peuvent au moins être entraînés à un cycle de 23,5 heures et à un cycle de 24,65 heures.
