Actualités  –  publiée le 2/01/2022 par Équipe de rédaction Santélog

Nature Communications

Un mécanisme de rythme circadien dans les cellules cardiaques semble affecter leur fonction quotidienne (Visuel Adobe Stock 221408172)Une image contenant texte Description générée automatiquement

Les scientifiques de l’UK Research and Innovation décrivent un mécanisme de rythme circadien dans les cellules cardiaques, un rythme qui semble affecter leur fonction quotidienne.

L’étude publiée dans la revue Nature Communications décrypte ainsi comment les rythmes circadiens impactent la fonction cardiaque au cours de la journée et contribue à expliquer le risque plus élevé de troubles cardiaques, avec le dérèglement de l’horloge biologique (travail de nuit ou par quarts).

L’équipe révèle comment les changements de niveaux d’ions sodium et potassium à l’intérieur de la cellule induisent ces rythmes circadiens en appliquant une impulsion électrique qui provoque la contraction des cellules et entraîne le rythme cardiaque.

On pensait que les concentrations d’ions cellulaires étaient assez constantes, mais ces travaux révèlent qu’en fait, les cellules cardiaques modifient leurs niveaux internes de sodium et de potassium au cours de la journée et de la nuit.

Les cellules cardiaques anticipent les exigences quotidiennes de notre vie, et en « s’imposant » ce rythme circadien, permettent au cœur de mieux s’adapter à notre activité et de maintenir une fréquence cardiaque accrue justement lorsque nous sommes actifs.

On savait déjà qu’il existe des horloges quotidiennes dans les cellules cardiaques et d’autres tissus ;

Ces horloges sont synchronisées par des signaux hormonaux qui alignent nos rythmes quotidiens internes avec le cycle jour/nuit.

Les rythmes quotidiens de la fonction cardiaque sont connus depuis des années et sont corrélés à une plus grande stimulation du système nerveux pendant la journée.

Les rythmes circadiens au sein de chaque cellule cardiaque peuvent également affecter la fréquence cardiaque.

C’est la « nouveauté » de cette recherche dirigée par des scientifiques du MRC (Medical Research Council ) Laboratory for Molecular Biology à Cambridge, en collaboration avec le laboratoire pharmaceutique AstraZeneca.

Ces travaux apportent une nouvelle compréhension sur la manière dont des changements dans les niveaux d’ions régulent la fonction cardiaque au cours de la journée : les rythmes quotidiens du sodium et du potassium permettent des changements dans les protéines cellulaires, les ions étant littéralement pompés pour « faire de la place » aux augmentations quotidiennes des niveaux de protéines.

Les niveaux de sodium/potassium peuvent ainsi varier jusqu’à 30% dans les cellules isolées et le tissu cardiaque. Cette variation impacte considérablement l’activité électrique des cellules cardiaques isolées.

Décalage de l’horloge et troubles cardiaques : chez les travailleurs postés ou de nuit, les rythmes ioniques entraînés par les horloges du cœur sont « désynchronisés » de leur stimulation par les horloges du cerveau.

Cette nouvelle compréhension pourrait conduire à des mesures préventives pour lutter contre les maladies cardiaques associées à cette désynchronisation.

Ainsi, la variation de la fonction cardiaque sur un cycle de 24 heures est plus complexe qu’on ne le pensait et corrélée aux niveaux d’ions sodium et potassium.

Leur variation aide probablement le cœur à faire face à des demandes accrues pendant la journée, lorsque les changements d’activité et de débit cardiaque sont plus élevés que pendant la nuit.

Si l’étude menée in vitro sur des lignées cellulaires et in vivo en laboratoire sur la souris, ses conclusions sont étayées par une autre étude liée menée par des chercheurs de l’Université de Manchester.

Cette étude confirme ces rythmes circadiens de la fréquence cardiaque et de l’activité électrique chez les humains, et que des changements dans les habitudes de sommeil peuvent perturber ces rythmes cardiaques normaux.

On retiendra que les modes de vie qui s’opposent à notre horloge interne naturelle peuvent provoquer ce découplage qui peut accroître le risque d’événements indésirables, tels que les arythmies et la mort cardiaque subite.

Ces problèmes cardiaques surviennent à des moments précis de la journée, auxquels le cœur est plus vulnérable aux dysfonctionnements.

Source: Nature Communications Compensatory 15 October 2021 DOI: 10.1038/s41467-021-25942-4 Compensatory ion transport buffers daily protein rhythms to regulate osmotic balance and cellular physiology

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