Importance chez les animaux
La rythmicité circadienne est présente dans les habitudes de sommeil et d'alimentation des animaux, y compris des êtres humains. Il existe également des schémas clairs de température corporelle centrale, d'activité des ondes cérébrales et de production d'hormones. , régénération cellulaire et autres activités biologiques.
De plus, le photopériodisme, la réaction physiologique des organismes à la durée du jour ou de la nuit, est vital à la fois pour les plantes et les animaux, et le système circadien joue un rôle. dans la mesure et l'interprétation de la durée du jour. La prévision en temps opportun des périodes saisonnières des conditions météorologiques, de la disponibilité de nourriture ou de l'activité des prédateurs est cruciale pour la survie de nombreuses espèces. Bien qu'il ne s'agisse pas du seul paramètre, la durée changeante de la photopériode (durée du jour) est l'indice environnemental le plus prédictif du calendrier saisonnier de la physiologie et du comportement, notamment du moment de la migration, de l'hibernation et de la reproduction.
Effet de la perturbation circadienne
Des mutations ou délétions de gènes d'horloge chez la souris ont démontré l'importance des horloges biologiques pour garantir le bon timing des événements cellulaires/métaboliques ; les souris mutantes horloge sont hyperphagiques et obèses et ont un métabolisme du glucose altéré. Chez la souris, la suppression du Rev-ErbA gène de l'horloge alpha peut entraîner une obésité induite par l'alimentation et modifier l'équilibre entre l'utilisation du glucose et des lipides, prédisposant au diabète. Cependant, il n'est pas clair s'il existe une forte association entre les polymorphismes du gène de l'horloge chez l'homme et la susceptibilité à développer le syndrome métabolique.
Effet du cycle lumière-obscurité
Le rythme est lié au cycle lumière-obscurité. Les animaux, y compris les humains, maintenus dans l'obscurité totale pendant de longues périodes finissent par fonctionner à un rythme libre. Leur cycle de sommeil est repoussé ou avancé chaque "jour", selon que leur "jour", leur période endogène, est plus courte ou plus longue que 24 heures. Les signaux environnementaux qui réinitialisent les rythmes chaque jour sont appelés zeitgebers. Les mammifères souterrains totalement aveugles (par exemple, le rat-taupe aveugle Spalax sp.) sont capables de maintenir leurs horloges endogènes en l'absence apparente de stimuli externes. Bien qu'ils ne disposent pas d'yeux formateurs d'images, leurs photorécepteurs (qui détectent la lumière) sont toujours fonctionnels ; ils font également surface périodiquement.
Les organismes libres qui ont normalement un ou deux épisodes de sommeil consolidés en auront toujours lorsqu'ils se trouvent dans un environnement protégé des signaux externes, mais le rythme n'est pas entraîné par le cycle lumière-obscurité de 24 heures dans la nature. Le rythme veille-sommeil peut, dans ces circonstances, devenir déphasé par rapport à d'autres rythmes circadiens ou ultradiens tels que les rythmes métaboliques, hormonaux, électriques du SNC ou des neurotransmetteurs.
Des recherches récentes ont influencé la conception des environnements des engins spatiaux, car les systèmes qui imitent le cycle lumière-obscurité se sont révélés très bénéfiques pour les astronautes. La luminothérapie a été testée comme traitement des troubles du sommeil.
