Identification d'un nouveau régulateur de l'horloge circadienne

Une étude de l'Université Concordia de Montréal s'intéresse au rôle de la dopamine dans les rythmes circadiens; impact possible sur les rythmes veille-sommeil dans la maladie de Parkinson.
Les cycles de sommeil ainsi que les saines habitudes alimentaires sont essentielles au bien-être et à la santé des êtres humains. Or, une nouvelle étude de l'Université Concordia vient de démontrer comment la dopamine, une substance chimique présente dans le cerveau, régule ces cycles en altérant l'activité de la protéine "horloge" PER2. Publiés dans le Journal of Neuroscience, ces résultats pourraient avoir des conséquences pour les personnes atteintes de la maladie de Parkinson chez lesquelles les rythmes veille-sommeil sur 24 heures sont perturbés.



"La protéine PER2 est bien connue pour son rôle dans la régulation des rythmes circadiens, d'où son nom de protéine horloge, explique Shimon Amir,
chercheur principal de cette étude et professeur de psychologie au Centre d'études en neurobiologie comportementale de l'Université Concordia. De nombreuses molécules, telles que les hormones du stress, sont connues pour avoir un impact sur l'activité de PER2. Jusqu'à présent, le rôle de la dopamine dans la régulation des rythmes circadiens n'avait pas été précisé. Nos résultats montrent que la protéine PER2 est influencée par la dopamine mais que la dopamine est nécessaire à l'expression rythmique de cette protéine dans des régions bien spécifiques du cerveau."

Dopamine et maladie de Parkinson:

La maladie de Parkinson est causée par la dégénérescence de cellules nerveuses spécifiques qui entraîne une diminution des concentrations de dopamine dans le cerveau. La dopamine est essentielle aux mouvements normaux et à l'équilibre et une diminution de ses concentrations se solde par l'instabilité et les mouvements involontaires qui font la marque de la maladie de Parkinson.

Les résultats de cette étude pourraient expliquer les perturbations des rythmes physiologiques et comportementaux quotidiens fréquemment signalés chez les patients atteints de cette maladie.



L'élévation du taux de dopamine précède l'élévation du taux de protéine PER2:


Le professeur Amir et ses collègues ont étudié le rôle de la dopamine chez le rat. Ils ont dans un premier temps démontré que la protéine PER2 était présente dans une région bien spécifique de son cerveau, le striatum dorsal, siège habituel de la dopamine, où ses concentrations fluctuent chaque
jour.

L'équipe de recherche a démontré que l'élévation de la concentration de dopamine dans cette région du cerveau précédait l'élévation du taux de PER2 et que la suppression de la dopamine ou l'inhibition d'un de ses récepteurs se solde par une diminution des concentrations de PER2, un phénomène qu'il est possible d'inverser par l'administration d'un médicament imitant l'action de la dopamine sur ce récepteur.


"Nos résultats confirment que le rythme de l'expression de PER2 dépend de l'activation quotidienne par la dopamine", explique l'auteure principale de cette recherche, Suzanne Hood, étudiante de
doctorat à l'Université Concordia.
Source: Concordia University
Illustration: Wikipedi

Climat: modification du cycle hydrologique de la végétation

Depuis douze ans, l'évapotranspiration montre un net ralentissement au niveau mondial et cette tendance pourrait avoir un impact négatif sur les écosystèmes et les ressources en eau. C'est ce que montre une étude internationale parue dans Nature le 21 octobre 2010, à laquelle ont participé des chercheurs du LSCE (CEA-CNRS-UVSQ).

L'évapotranspiration - l'évaporation de l'eau à la
surface des terres et la transpiration (1) des plantes - est un élément fondamental du cycle de l'eau et du système climatique. La régulationquantité d'eau dans l'atmosphère et la dynamique du climat y sont étroitement liées. C'est également un facteur déterminant de la disponibilité en eau des sols pour la consommation humaine et pour la croissance des plantes.



Tendances d'évolution de l'évapotranspiration entre les périodes 1982-1997 et 1998-2008.
La couleur rouge indique une diminution et la couleur bleue une augmentation
de l'évapotranspiration d'une période à l'autre.

Dans le cadre du réseau Fluxnet (2), coordonné à l'échelle internationale et auquel participent des chercheurs du Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE), une estimation de l'évolution de l'évapotranspiration globale a été réalisée. Pour cela, les scientifiques ont combiné des mesures sur une grande variété d'écosystèmes (à partir de "tours à flux" permettant la mesure directe des flux de chaleur et d'humidité), des observations satellitaires et des modèles d'écosystèmes. Les résultats montrent que l'évapotranspiration a augmenté de façon régulière de 1982 (date des premières mesures par satellite) à 1997, d'environ 7,1 millimètres par an par décennie. "Lorsque la température augmente, l'atmosphère est capable de contenir une plus grande quantité de vapeur d'eau ; c'est ce qui explique l'augmentation de l'évapotranspiration au cours de cette période", commente Nicolas Viovy, chercheur CEA au LSCE.

Mais depuis 1998, les chercheurs observent un net ralentissement de l'évapotranspiration, particulièrement visible dans l'hémisphère sud, surtout en Afrique et en Australie, ce qui semble consécutif à l'important évènement
El Niño de 1998. La température continuant à augmenter, cette baisse de l'évapotranspiration de près de 8 mm par an sur la décennie pourrait être due à une limitation de l'eau disponible dans les sols au cours des dix dernières années.

Si, d'après les auteurs, il est trop tôt pour dire si ce changement de l'évapotranspiration est d'origine naturelle ou dû aux activités humaines, cette tendance pourrait néanmoins avoir un impact important sur les écosystèmes vulnérables, sur les ressources en eau et sur l'interaction de ce phénomène avec le climat.


Source: CNRS
Illustration:
© CEA
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