Les rythmes biologiques sont des phénomènes périodiques entraînés (modulés et non créés) par les facteurs externes appelés synchroniseurs ou agents donneurs de temps que sont les alternances de l’environnement comme la lumière et l’obscurité, la veille et le sommeil, les saisons (chaud et froid). Chez l’homme les synchroniseurs prépondérants sont les alternances lumière–obscurité et veille–sommeil. La composante endogène des rythmes biologiques est mise en évidence dans des expériences réalisées en dehors de tout repère temporel, comme les expériences de spéléologie dites « hors du temps » ou encore dans des protocoles d’expérimentations en « routine constante » : les rythmes sont alors conservés avec une période légèrement différente de 24 heures. Cette composante interne est sous la dépendance de facteurs génétiques (gènes d’horloges). Chez l’homme, la principale horloge biologique (ou oscillateur ou pacemaker) est constituée par les neurones des noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus. L’alternance photopériodique perçue par la rétine active certains gènes exprimés par cet oscillateur interne, puis l’information est transmise à l’ensemble de l’organisme. D’autres horloges existent dans les tissus périphériques, comme la rétine et les surrénales par exemple. La perception des synchroniseurs est altérée dans un certain nombre de conditions soit parce qu’ils sont supprimés (expérience d’isolement…), soit parce qu’ils sont manipulés (vols transméridiens, travail posté, travail de nuit…), soit parce qu’ils ne sont plus du tout perçus (cécité). La désynchronisation liée à la perturbation de la perception correcte de l’environnement est dite externe, alors qu’elle est dite interne si elle n’est pas liée à l’environnement mais à un dysfonctionnement de l’horloge. On l’observe, entre autres, dans le vieillissement, la maladie d’Alzheimer, la dépression saisonnière, les cancers hormonodépendants. Ce dysfonctionnement de l’horloge, quel qu’en soit le type, entraîne fatigue, troubles du sommeil, de l’humeur, de l’appétit… La remise à l’heure de l’horloge par des agents de resynchronisation, appelés pour cette raison chronobiotiques, amende l’ensemble de ces troubles. Elle est obtenue essentiellement par l’exposition du sujet à la lumière forte (traitement de la dépression saisonnière) et/ou par l’administration de mélatonine, hormone de la glande pinéale, selon des protocoles de traitement dont l’horaire très précis est fondamental à prendre en compte pour leur succès. D’autres molécules (vitamine B12, certains psychotropes) ont fait l’objet de travaux dont il sera fait état.

Biological rhythms are periodic phenomena entrained to environmental changes by exogenous factors called synchronizers or entraining agents namely the light–dark cycle, the rest-activity cycle and the seasons, among others. In humans the major synchronizers are the light–dark and rest activity cycles. The endogenous component of a biological rhythm is dependent upon a number of clock genes. The main biological clock (oscillator or pacemaker) is the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the anterior hypothalamus. The photoperiod (light–dark cycle) perceived by the retina acts on the SCN genes. Peripheral clocks have also been described in a number of tissues e.g. retina, adrenals. In a number of occurrences the synchronizers are badly perceived (transmeridian flights, shiftwork, nightwork…) or are not at all perceived (blindness). This situation is named rhythm desynchronization, it is external when the desynchronization is strictly related to the environment or internal when it is related to a dysfunction of the clock like in e.g. aging, Alzheimer disease, seasonal affective disorders (SAD) or hormone-dependent cancers which results in fatigue, sleep and mood disorders… A number of drugs called resynchronizing agents or chronobiotics which act on the biological clock are able to resynchronize the clock and to improve the patients’ condition. Bright light is used in the treatment of SAD, melatonin, the pineal hormone, is also of interest when administered at precise timings in the 24hours scale. Other drugs like B12 vitamin or psychotropic drugs have also been proposed as chronobiotics.