Travail posté : le risque métabolique s'explique par un dérèglement des horloges périphériques digestives

Lors d'un travail posté, la désynchronisation entre l'horloge biologique interne et le rythme de vie imposé est associée à un risque métabolique augmenté, notamment de diabète et d'obésité. 

Dans les « Proceedings of The National Academy of Sciences », des chercheurs de l'université de l'État de Washington montrent que les changements de rythme d'activité perturbent très fortement, dès les premiers jours, les horloges périphériques, en particulier digestives (foie, estomac, pancréas). L'horloge centrale reste inchangée.

Modification rapide et profonde

Pour Hans Van Dongen, coauteur sénior : « Personne ne savait que les horloges biologiques des organes digestifs sont si profondément et rapidement modifiés par le travail posté, alors que l'horloge centrale maîtresse s'adapte à peine à ces horaires. Ce qui fait que, dans les organismes des travailleurs postés, certains signaux biologiques disent qu'il fait jour tandis que d'autres disent qu'il fait nuit, ce qui dérégule le métabolisme. » 

Chez 14 volontaires sains âgés de 22 à 34 ans, l'équipe dirigée par Hans Van Dongen et Shobhan Gaddameedhi a comparé le profil de 132 métabolites d'un groupe soumis à 3 jours de rythme simulant le travail de nuit (n = 7) à celui d'un groupe soumis à un rythme classique diurne.

Le rythme de nuit dérégule 

L'analyse du métabolome s'est basée sur des prélèvements réguliers toutes les 3 heures pendant les 24 heures suivant les 3 jours dans un cadre très précis. Le protocole de recherche exigeait une routine invariable sans aucune influence extérieure avec des en-cas identiques toutes les heures, en position semi-inclinée et à température et luminosité constantes.

Les chercheurs ont d'abord confirmé la stabilité de l'horloge centrale, ce pacemaker située au niveau du noyau suprachiasmatique. Dans leur analyse, les biomarqueurs de l'horloge interne (mélatonine, cortisol, expression du gène de l'horloge PER3) sont restés identiques et coordonnés dans les deux groupes, ce qui confirme la forte résistance au changement de ce donneur de temps.

En revanche, il n'en est pas de même pour les métabolites. Près de la moitié (62 sur 132) étaient profondément modifiés dans leur rythmicité après les 3 jours de nuit. Dans la majorité des cas, il s'agissait d'une inversion des rythmes et des pics par rapport au travail de jour et 19 métabolites ont perdu leur rythmicité après 3 jours de nuit. 

Pour les métabolites rythmés sur 24 heures (au total 65 sur 132), la quasi-totalité étaient régulés par les donneurs de temps externes imposés lors des 3 jours de nuit plutôt que par l'horloge centrale. Seuls 3 des 27 métabolites rythmés sur 24 heures pour le travail de jour et de nuit sont restés sous l'influence de l'horloge centrale.

Pour Hans Van Dongen, la prochaine étape est de savoir si le changement des rythmes métaboliques dépend du cycle veille/sommeil ou des apports alimentaires ou des deux. Alors qu'une alimentation restreinte dans le temps a été proposée comme intervention thérapeutique, les présents résultats sur le métabolome fournissent une justification mécanistique et un outil quantitatif pour en déterminer l'efficacité, estiment les auteurs.