L’adaptation aux changements environnementaux, tels que les cycles lumière-obscurité , est essentielle à la survie de nombreuses espèces, y compris les humains. Les humains modernes ont émergé près de l’équateur, où le jour et la nuit sont également longs (modèle 12h/12h) et constants tout au long de l’année.
Au cours des premières migrations hors d’Afrique, les humains modernes se sont répandus sur tous les continents, y compris dans les zones de haute latitude présentant d’importantes variations saisonnières des photopériodes. Un modèle géographiquement explicite suggère que les adaptations génétiques de l’horloge circadienne à la lumière du jour pourraient être liées à la susceptibilité aux troubles de l’humeur. En effet, la prévalence des troubles psychiatriques, notamment les troubles affectifs saisonniers (TAS), la dépression majeure, la schizophrénie et les tentatives de suicide dans le trouble bipolaire, augmente avec la latitude.
La plus grande saisonnalité des symptômes dépressifs est davantage rapportée dans les régions de haute latitude que dans les pays plus proches de l’équateur. Des adaptations biologiques défectueuses aux changements environnementaux, tels que de grandes variations de lumière dans les régions de haute latitude, pourraient accroître la vulnérabilité à certains troubles psychiatriques.
En plus de la lumière, de nombreuses variables environnementales changent selon les latitudes, telles que les changements de température, le rayonnement ultraviolet, les allergènes et les expositions virales, entre autres. Cependant, il a été suggéré que les changements de photopériode contribuent principalement à ces adaptations génétiques. Les humains sont très sensibles à la lumière, même à de faibles intensités telles que les transitions crépusculaires.
Les résultats d’études bien contrôlées en laboratoire sur des humains montrent que l’horloge interne s’adapte aux changements de durée du jour.
Plus précisément, après une exposition chronique aux cycles jour/nuit , induits artificiellement en laboratoire, les rythmes circadiens endogènes s’adaptent aux conditions expérimentales.
Une première étude menée entre 1964 et 1979 a signalé des rythmes circadiens saisonniers conservés chez les hommes qui restent isolés des signaux externes. Ceci suggère que les rythmes circadiens sont entraînés aux changements saisonniers de la lumière du jour et qu’il existe une empreinte des horloges biologiques pour les cycles lumière/obscurité auxquels les horloges biologiques ont été précédemment exposées.
Les patients souffrant de troubles psychiatriques présentent des dysfonctionnements comportementaux, émotionnels et cognitifs qui altèrent significativement leur fonctionnement social, professionnel ou interpersonnel. Les schémas saisonniers d’humeur et de comportement sont généralement évalués à l’aide de questionnaires qui détectent les activités neuropsychologiques (humeur, énergie, activité sociale, sommeil) et métaboliques (appétit, poids).
Une saisonnalité et un score de saisonnalité global plus élevé associé à des phénotypes plus graves ont été observés dans les troubles psychiatriques. Bien que les facteurs sociaux et les facteurs de stress saisonniers, par exemple les horaires scolaires et les vacances, puissent affecter les symptômes, les données indiquent que les processus biologiques jouent un rôle essentiel dans la saisonnalité observée.
Les saisons influencent plusieurs voies biologiques, notamment les gènes de transcription, les neurotransmetteurs et les neuropeptides, ainsi que les processus immunitaires, métaboliques et neuroendocriniens.
Cependant, on ne sait pas encore comment les adaptations biologiques affectent les schémas saisonniers de l’humeur et du comportement, si une réponse biologique à des changements saisonniers plus forts a des effets bénéfiques sur la stabilisation de l’humeur, et pourquoi certaines personnes subissent une plus grande saisonnalité que d’autres, avec des conséquences négatives sur leur vie quotidienne et performance.
La recherche documentaire des auteurs, principalement sur les mécanismes possibles par lesquels les saisons influencent les troubles psychiatriques, s’est concentrée sur l’adaptation cérébrale, car le tissu cérébral fait partie de ceux qui présentent une saisonnalité dans les transcriptomes.
| Saisonnalité des troubles psychiatriques |
Pour identifier les fluctuations saisonnières de certains symptômes psychiatriques, il a été proposé d’utiliser la durée du jour et le taux de changement de la durée du jour. Par exemple, dans l’hémisphère nord, les jours sont les plus longs au solstice d’été en juin et les plus courts au solstice d’hiver en décembre, tandis que les taux culminent à l’équinoxe de mars/printemps. tandis que les taux de photopériode diminuent, à l’équinoxe de septembre/automne.
Dans les troubles affectifs (dépression majeure, bipolaire I et II), les épisodes maniaques culminent généralement au printemps/été, avec un pic plus faible en automne.
Les épisodes dépressifs culminent en hiver et les épisodes mixtes culminent au début du printemps, au milieu et à la fin de l’été. On estime qu’environ 10 à 22 % des patients présentent une apparition saisonnière ou une exacerbation des symptômes et sont classés comme souffrant de TAS. Cependant, la prévalence est probablement sous-estimée car la saisonnalité n’est souvent pas évaluée.
Il est à noter qu’une plus grande saisonnalité des symptômes était associée à une dépression et à une manie plus graves, ainsi qu’à un plus grand nombre de rechutes. Les patients souffrant de dépression majeure ou de trouble bipolaire I qui présentaient des tendances plus saisonnières ont signalé des niveaux plus élevés d’idées et de tentatives de suicide. La dépression atypique et les symptômes somatiques , tels que l’hypersomnie, l’hyperphagie, la lenteur psychomotrice, la fatigue et une activité physique réduite, sont plus fréquents chez les patients atteints de troubles affectifs saisonniers (TAS) que sans TAS. Le caractère saisonnier de la schizophrénie est moins étudié que celui des troubles affectifs.
Plusieurs études menées dans les hémisphères nord et sud montrent systématiquement une association entre le moment de l’hospitalisation ou le début du premier épisode de schizophrénie et des photopériodes plus courtes (pic en hiver), bien qu’une étude ait signalé un pic supplémentaire en juin. Cependant, il n’est pas clair si les symptômes positifs (par exemple, hallucinations, délires) ou les symptômes négatifs (atténuation de l’affect, perte de motivation et retrait social) motivent les hospitalisations. Les patients atteints de TAS sont considérés comme présentant un plus grand risque de comportement suicidaire.
Les suicides et les tentatives de suicide culminent au printemps et en été et sont prédominants chez les personnes souffrant de troubles de l’humeur par rapport aux personnes ne souffrant pas de tels troubles, et augmentent avec l’éloignement de l’équateur, indiquant l’influence des changements dans la durée de la lumière du jour. Aux États-Unis, les décès dus à une surdose intentionnelle de drogue ont une relation linéaire positive avec la durée de la journée.
En outre, non seulement la durée du jour, mais aussi des changements rapides dans la durée du jour pourraient augmenter les taux de suicide, ce qui expliquerait les pics printaniers observés à plusieurs reprises. Une étude internationale a rapporté que, dans le trouble bipolaire I, des changements prononcés de la lumière du soleil en hiver vers la lumière des mois d’été semblent être un facteur de risque important de tentative de suicide.
Fait intéressant, disent les auteurs, des études suédoises ont montré un pic de suicides au printemps chez les patients souffrant de troubles liés à la consommation d’alcool, tandis que les patients souffrant de dépression majeure ont connu un pic à l’automne. Pour une meilleure prévention du suicide, il serait important d’étudier à l’avenir si la saisonnalité des tentatives de suicide diffère selon les troubles psychiatriques.
En outre, malgré la tendance générale, avec un pic au printemps/été , le degré de saisonnalité varie selon les pays, ce qui indique la contribution des influences sociales et culturelles. Des études récentes tirent parti de vastes ensembles de données Internet pour étudier la saisonnalité des problèmes mentaux au sein de la population. La recherche documentaire a montré que, sur une période de 5 ans, des pics surviennent en hiver dans les hémisphères nord et sud. Les rythmes saisonniers de l’humeur sont également observés partout dans le monde et sont associés aux changements dans la durée de la journée.
L’affect positif est plus élevé lorsque les jours sont plus longs et lorsque les changements dans la durée du jour sont plus importants.
En revanche, aucune influence des changements saisonniers sur l’effet négatif n’a été trouvée. Conformément à cela, dans un échantillon de population représentatif de Suisse, composé de personnes ne répondant pas au critère saisonnier, les rythmes saisonniers étaient présents avec plus de symptômes de bien-être/psychologiques (humeur, contact social, énergie) et moins de symptômes végétatifs (sommeil, appétit, poids) au printemps/été qu’en automne/hiver, mais dans une moindre mesure que chez ceux répondant aux critères.
En résumé, bien que la plupart des études soient rétrospectives et transversales, la taille des échantillons dans les enquêtes de population est plus grande que dans les études cliniques. La plupart des études d’enquête s’appuient sur le calendrier pour la classification saisonnière, mais à l’avenir, l’utilisation du calendrier astronomique, qui prend en compte les variations de la durée du jour et implique une plus grande mesure du temps, pourrait augmenter la sensibilité pour étudier la relation entre les cycles jour/nuit et les effets psychiatriques. symptômes.
Dans l’ensemble, des tendances saisonnières dans les troubles psychiatriques sont systématiquement observées dans tous les pays, ce qui met en évidence des mécanismes sous-jacents allant au-delà de ceux induits par les composantes culturelles.
| Changements saisonniers des neurotransmetteurs |
Des variations saisonnières de plusieurs systèmes de neurotransmetteurs ont été rapportées. Les plus étudiés sont les systèmes sérotoninergique (5-HT) et dopaminergique, en raison de leur rôle essentiel dans l’humeur, la cognition et la récompense.
> Dopamine
Des études post-mortem ont examiné les neurones dopaminergiques du mésencéphale chez des personnes décédées en hiver par rapport à l’été et ont découvert que la tyrosine hydroxylase (enzyme limitant la synthèse dopaminergique) et le transporteur de dopamine, la réactivité immunologique des neurones était qualitativement plus faible en hiver qu’en été. De même, une étude par tomographie par émission de positons (TEP) a montré une disponibilité plus faible du transporteur dopaminergique striatal mesuré avec le ß-CIT chez les patients déprimés et symptomatiques TAS que chez les témoins sains.
La tyrosine hydroxylase et le transporteur de dopamine régulent dynamiquement l’homéostasie du système dopaminergique. La diminution de la synthèse de dopamine due à la plus faible expression de la tyroine hydroxylase pourrait être compensée par la régulation négative du transporteur de dopamine, pour augmenter la durée des dopaminergiques dans l’espace extracellulaire et vice versa.
Une étude post mortem a rapporté des taux plus élevés de dopamine ou de ses métabolites en automne/hiver par rapport à la période printemps/été dans le tissu hypothalamique de témoins sains et dans le tissu striatal ventral de patients schizophrènes. Conformément à cela, les résultats du liquide céphalo-rachidien chez les adultes en bonne santé, les patients atteints de schizophrénie et les patients atteints de la maladie d’Alzheimer ont documenté une augmentation des concentrations de métabolites dopaminergiques en automne/hiver par rapport au printemps/été.
Des études TEP ont documenté des niveaux de dopaminergique striatal présynaptique plus élevés mesurés avec F18-DOPA et une disponibilité plus faible des récepteurs striatum D2/D3, mesurée avec I123-IBZM en hiver, ce qui pourrait refléter une augmentation des niveaux de dopaminergique en compétition pour la liaison avec I123-IBZM, ou une réduction des niveaux de D2. Récepteurs /D3.
En hiver, lorsque le jour est plus court, la libération de mélatonine est prolongée, ce qui pourrait expliquer ces résultats apparemment contradictoires.
Plus précisément, des études précliniques ont rapporté que, même si la mélatonine inhibe la signalisation dopaminergique post-synaptique striatale, elle favorise également l’intégrité dopaminergique neuronale présynaptique. Contrairement aux résultats de la TEP, les études utilisant le taux de clignement oculaire spontané, comme mesure indirecte de la signalisation dopaminergique, ont montré des taux de clignement plus élevés au printemps/été qu’en automne/hiver, tant chez les participants en bonne santé que chez les patients. avec la schizophrénie. Cependant, les preuves initiales du taux de clignement des yeux en tant que biomarqueur de l’activité cérébrale dopaminergique sont incohérentes.
> Sérotonine
Dans le cerveau humain post mortem, les niveaux de 5-HT dans l’hypothalamus étaient plus faibles en hiver. De même, une étude qui a mesuré des échantillons de sang provenant de 101 hommes en bonne santé a révélé que le niveau de renouvellement de 5-HT était le plus bas en hiver, et qu’il augmentait avec une exposition prolongée à une lumière vive. La TEP a montré qu’une plus grande disponibilité du récepteur 5-HT1A était associée à des photopériodes et à une intensité lumineuse totale plus longues. Des mesures ont été effectuées avec C11-WAY-100635 dans les régions de projection 5-HT, dans les cortex frontal, temporal, insulaire, cingulaire, amygdalien et hippocampique, où les récepteurs 5-HT1A sont principalement postsynaptiques.
Au contraire, la plus grande disponibilité du transporteur de sérotonine (TrS), responsable de la recapture de la 5-HT dans les neurones présynaptiques, mesurée avec le C11-DASB dans le cortex préfrontal, le striatum, le thalamus et le mésencéphale, était associée à des photopériodes plus longues. court et, chez les participants en bonne santé, a culminé en automne/hiver. Cependant, cette observation n’a pas été confirmée dans l’étude SPECT avec un plan intra-sujet, utilisant I123-ADAM. Des variantes de la signalisation 5-HT1A et TrS pourraient mettre en évidence des changements d’humeur saisonniers, tout comme les antidépresseurs exercent leurs effets thérapeutiques, en partie en bloquant le TrS et en augmentant la signalisation post-synaptique 5-HT1A.
Chez les patients souffrant de troubles affectifs saisonniers (TAS), la disponibilité du TrS dans le cerveau (y compris les cortex cingulaire antérieur et préfrontal) était régulée positivement en hiver. Cette augmentation était plus importante chez les patients atteints de TAS que chez les témoins sains, et il a été proposé que le développement de symptômes de dépression hivernale chez les patients atteints de TAS pourrait refléter l’absence de régulation négative du TrS.
On pensait que les personnes souffrant de troubles affectifs saisonniers (TAS), résistants à la régulation négative en hiver , avaient l’avantage de maintenir un niveau synaptique stable de 5-HT. Les régions corticales chez les individus résilients au TAS qui présentaient des ajustements saisonniers des niveaux de TrS comprenaient les parties médiale postérieure droite et inférieure gauche des cortex temporal et occipital et du gyrus angulaire.
Une étude TEP récente a examiné la monoamine oxydase A (MAO-A), une enzyme qui dégrade les neurotransmetteurs aminés, y compris le dopaminergique, le 5-HT chez des témoins sains et des patients TAS, avec des mesures répétées en automne/hiver et au printemps/été. Bien que les patients TAS ne diffèrent pas des témoins sains en termes de MAO-A cérébrale, ils présentent une dynamique saisonnière, avec une MAO-A réduite. Chez les témoins sains, la MAO-A a diminué de l’automne/hiver au printemps/été, ce qui n’a pas été observé chez les patients atteints de TAS. Il convient de noter qu’une thérapie par la lumière vive pendant 3 semaines a réduit de manière significative les niveaux de MAO-A dans le cerveau des patients atteints de TAS, suggérant un rôle important de la lumière dans la régulation de la MAO-A.
En résumé, il existe un fort soutien en faveur des variations saisonnières de la 5-HT et de la signalisation dopaminergique sous-corticale dans le cerveau des témoins sains et des individus souffrant de troubles affectifs saisonniers (TAS). Cependant, les résultats sont difficiles à interpréter étant donné que plusieurs études ont évalué différentes mesures (directes ou indirectes), objectifs (métabolites, synthèse, récepteur, transporteur) et régions (liquide céphalo-rachidien, cortical, sous-cortical).
En revanche, la 5-HT et la dopaminergique ne sont pas des systèmes indépendants et entretiennent de fortes interactions les unes avec les autres.
Par exemple, des études animales montrent que l’activation du récepteur 5HT1A stimule la libération dopaminergique dans le cortex préfrontal tout en inhibant la libération dopaminergique dans le striatum. Selon des études humaines, le TrS cortical et le transporteur dopaminergique striatal présentent apparemment des schémas saisonniers opposés, qui à leur tour sont associés à des symptômes de dépression. Ainsi, il est probable que le rapport et l’équilibre entre dopaminergique et 5-HT soient pertinents pour la présentation et la gravité des symptômes psychiatriques.
En revanche, il existe des preuves d’effets saisonniers atténués. Régulation du système de neurotransmetteurs, par exemple TrS et MAO-A chez les patients atteints de TAS. On suppose que la dérégulation des systèmes 5-HT et dopaminergique est à l’origine de plusieurs troubles psychiatriques. Cependant, les variations saisonnières de 5-HT et dopaminergiques doivent encore être étudiées dans les troubles psychiatriques autres que les troubles de l’humeur. Au-delà du 5-HT et du dopaminergique, de plus en plus de preuves soutiennent les fluctuations saisonnières d’autres systèmes de neurotransmetteurs.
Une étude récente a rapporté une relation en forme de U entre la durée du jour et la disponibilité des récepteurs opioïdes mu chez l’homme. Des études animales ont révélé d’autres corrélations positives et négatives entre la durée du jour et la noradrénaline et l’acétylcholine, respectivement, qui n’ont pas été examinées chez l’homme.
| Changements saisonniers dans la fonction et la structure du cerveau |
Contrairement aux études biochimiques approfondies sur la saisonnalité, très peu d’entre elles ont étudié les effets saisonniers sur l’activité cérébrale, qui sont étroitement modulés par les neurotransmetteurs. Une étude transversale menée en Belgique a démontré des variations saisonnières des réponses cognitives du cerveau chez 28 jeunes participants en bonne santé, après avoir vécu sans signaux saisonniers pendant 4,5 jours, suggérant qu’il pourrait y avoir une « mémoire photique » pour la photopériode à laquelle les participants étaient précédemment exposés. de l’étude.
Les auteurs ont rapporté différents schémas saisonniers pour diverses composantes cognitives, tandis que les processus attentionnels de base étaient associés à la durée du jour, un niveau plus élevé de réponses cérébrales exécutives covariant avec les variations de la durée du jour, chaque jour. Chez les jeunes adultes américains, l’amplitude du potentiel cérébral lié à l’événement P300, qui reflète les processus impliqués dans la cognition de niveau supérieur, tels que l’évaluation et la prise de décision, était plus grande lorsque les tests étaient effectués au printemps/été que ceux effectués en automne/été. hiver.
Bien que les patients atteints de troubles psychiatriques présentent des performances inférieures dans plusieurs domaines cognitifs par rapport aux témoins sains, il reste difficile de savoir si les déficits cognitifs varient selon les saisons. De plus, les études de neuroimagerie sur les activations cérébrales associées aux fluctuations saisonnières du contrôle affectif et de la fonction de récompense font encore défaut.
Un autre domaine de recherche prometteur concerne les variations saisonnières utilisant l’IRMf au repos , qui est moins affectée par les facteurs spécifiques à l’étude et permet des comparaisons entre les études. En particulier, la connectivité fonctionnelle au repos est fortement corrélée aux modèles d’activation cérébrale lors de l’exécution d’une tâche.
Dans une étude allemande récente, portant sur 14 volontaires masculins en bonne santé, la variance du signal IRMf au repos diminue de manière endogène (c’est-à-dire non évoquée par des signaux externes) coïncidant parfois avec l’aube et le crépuscule dans les régions sensorielles, notamment les cortex visuels bilatéraux, le cortex somatosensoriel et auditif.
Le réseau sensorimoteur possède des connexions récurrentes étroites compatibles avec le traitement localisé des stimuli externes. Le réseau sensorimoteur pourrait donc être le cœur d’un réseau cortical qui reçoit les informations de l’horloge intracrânienne et transmet les informations sur la durée du jour au reste du cerveau. Il y a déjà eu quelques observations sur les associations du réseau cérébral dynamique avec différents états affectifs.
Dans le trouble bipolaire, il a été suggéré que le changement des phases maniaques et dépressives est lié à l’équilibre entre le réseau des modes par défaut et le réseau sensorimoteur.
L’activité cérébrale intrinsèque s’est déplacée vers le réseau en mode par défaut pendant la phase dépressive, caractérisée par des pensées internes et des ruminations, et vers le réseau sensorimoteur pendant la phase maniaque, caractérisée par une concentration excessive sur les stimuli environnementaux externes et une surexcitation psychomotrice. .
Des preuves longitudinales soutiennent en outre l’implication intéroceptive-sensorimotrice pendant la phase d’hypomanie et le réseau de modes par défaut pendant la phase de dépression du trouble bipolaire. Cependant, les effets saisonniers n’ont pas été pris en compte dans ces études et les tendances saisonnières n’ont pas été évaluées chez les patients atteints de troubles bipolaires. Il reste à confirmer si les patients présentant des caractéristiques saisonnières de la maladie présentaient une dynamique de réseau comparable à celle des patients présentant des caractéristiques non saisonnières.
Les études sur la structure cérébrale portant sur les effets saisonniers se sont concentrées sur les régions sous-corticales pertinentes pour la régulation émotionnelle, à l’aide de grands ensembles de données. Des études transversales menées auprès d’adultes en bonne santé au Royaume-Uni et aux États-Unis ont documenté des associations positives entre la durée du jour et les volumes dans les régions sous-corticales, notamment l’hippocampe, l’amygdale et le tronc cérébral, qui sont des régions qui présentent des variations saisonnières dans la signalisation 5-HT.
Sur la base des preuves issues d’études précliniques, les régions corticales peuvent également présenter des changements volumétriques saisonniers, nécessitant des investigations plus approfondies dans le cadre d’études cliniques prospectives à mesures répétées. Jusqu’à présent, les chercheurs n’ont trouvé aucune étude examinant les effets saisonniers sur la connectivité structurelle ou fonctionnelle du cerveau humain.
Dans l’ensemble, il existe de multiples lacunes dans la recherche, notamment dans les études de neuroimagerie sur les variations saisonnières de la fonction et de la structure cérébrales chez les patients souffrant de troubles psychiatriques. Pour ce faire, des plans longitudinaux sont nécessaires avec des échantillons de taille suffisante et une résolution temporelle élevée pour examiner la photopériode et les taux de changement de photopériode, avec comparaison de patients avec des témoins sains.
| Contribution du système immunitaire à l’adaptation cérébrale |
Les gènes du cerveau et des gonades ont montré les profils d’expression saisonnière les plus forts parmi 46 tissus, sur la base de l’analyse transcriptomique des tissus post-mortem de 932 donneurs, et les gènes liés au système immunitaire ont été enrichis parmi les gènes présentant des profils d’expression. saisonnier, ce qui concorde avec les résultats précédents.
Pendant l’hiver en Europe et en Océanie, le système immunitaire présente un profil transcriptomique pro-inflammatoire profond, avec des niveaux accrus de récepteurs solubles de l’IL-6 et de protéine C-réactive. Il est souligné que de nouvelles preuves suggèrent que, dans les troubles psychiatriques, il existe un lien entre le dysfonctionnement immunitaire et les changements dans la structure et la fonction du cerveau des patients.
Des associations des régions frontales et temporales qui participent au contrôle cognitif et affectif ont été rapportées. D’un point de vue comportemental, des corrélations ont été observées entre les biomarqueurs inflammatoires et de mauvaises performances cognitives. La neuroinflammation pourrait être un mécanisme potentiel contribuant au caractère saisonnier des troubles psychiatriques. Cependant, jusqu’à présent, aucune étude n’a examiné les changements saisonniers de la fonction immunitaire chez les patients ni en quoi ils diffèrent de ceux des participants en bonne santé.
Compte tenu de la relation immunité-cerveau observée dans les troubles psychiatriques, les futures études devraient évaluer son implication dans la saisonnalité des effets rapportés pour les régions frontotemporales et son association avec les symptômes cognitifs et émotionnels. En outre, l’étude des processus immunologiques spécifiques qui pourraient être impliqués dans l’expression saisonnière des maladies psychiatriques pourrait conduire à d’éventuelles interventions thérapeutiques.
| Rôle des rythmes circadiens dans le contrôle saisonnier |
Les humains ont des rythmes circadiens intrinsèques qui durent légèrement plus de 24 heures (environ 24,2 heures) et sont extrêmement sensibles à la lumière.
Des oscillations de près de 24 heures peuvent être trouvées dans presque tous les processus biologiques et physiologiques du cerveau et du corps humain. La lumière est le signal environnemental le plus important qui entraîne le rythme circadien endogène au cours d’une journée de 24 heures. Le noyau suprachiasmatique , le principal stimulateur circadien du cerveau, reçoit un apport de lumière et transmet des informations synchronisées régulant l’activité neuronale, la température corporelle et les signaux hormonaux.
Des études post-mortem du cerveau humain suggèrent que le noyau suprachiasmatique joue non seulement un rôle dans l’organisation temporelle des processus circadiens de près de 24 heures, mais également dans le contrôle saisonnier. dans presque tous les processus biologiques et physiologiques du cerveau et du corps humain. Chez le sujet jeune, le volume et le nombre de neurones à vasopressine du noyau suprachiasmatique, qui transmettent l’information photique au cerveau, varient au cours de la journée avec 2 pics au crépuscule.
Le même groupe des Pays-Bas a également signalé des changements saisonniers chez les sujets âgés de 6 à 91 ans. Le volume et le nombre de neurones à vasopressine sont les plus élevés en octobre, lorsque la durée du jour devient plus courte et que les taux de déclin de la durée du jour sont les plus élevés, tandis qu’ils sont les plus faibles vers juin, lorsque la photopériode est plus longue et que les variations de la photopériode sont minimes. En plus du pic d’octobre, il existe un autre pic plus petit vers mars, lorsque l’accélération de la durée du jour augmente.
La tendance annuelle à deux pics autour des équinoxes de printemps et d’automne était encore plus marquée lorsque seuls les jeunes sujets étaient inclus. Prises ensemble, l’augmentation du volume et du nombre de neurones dans le noyau suprachiasmatique (SCN) pourrait aider de manière optimale à répondre à la transition photique soudaine au crépuscule et à l’équinoxe, essentielle à la régulation des activités quotidiennes et annuelles. . La mélatonine et la température corporelle centrale ont été utilisées pour mesurer les rythmes circadiens endogènes chez l’homme.
Il est surprenant, disent les auteurs, que les variations saisonnières de la période de température centrale se reflètent dans la morphologie de la NSA. La période était plus courte autour de l’équinoxe de printemps et d’automne (plus courte au printemps) que celle de l’été et de l’hiver. En termes de timing du rythme, le pic de température buccale était plus précoce en décembre qu’en mars ou juin. La comparaison directe de deux études de température corporelle centrale est difficile car cette dernière a une résolution temporelle plus faible, tandis que la température buccale n’est pas toujours précise pour évaluer la température corporelle centrale.
Il est à noter que peu d’études ont examiné les fluctuations de la mélatonine au fil des saisons. Chez les hommes jeunes, une étude française avec 4 mesures en janvier, mars, juin et octobre a rapporté des taux de mélatonine plasmatique plus élevés en juin qu’en janvier. En revanche, dans une configuration expérimentale, la durée de sécrétion de mélatonine était plus courte après l’exposition à la photopériode « d’été », ainsi qu’une durée de sommeil plus courte. Dans des environnements extrêmes, comme à une latitude arctique, des changements au fil du temps ont été observés plutôt que la libération de mélatonine.
Il a été rapporté qu’en hiver, il y avait un retard dans la phase circadienne accompagné d’un sommeil plus tardif et de mauvaise qualité. Cependant, ces études sont limitées par la très petite taille de leurs échantillons (5 à 7 sujets dans chaque étude) et doivent être reproduites. Pris ensemble, plusieurs processus circadiens, tels que la température corporelle centrale et la libération de mélatonine, pourraient présenter différents profils saisonniers.
Des questions demeurent quant à savoir si différents modèles de processus circadiens contribuent à l’apparition de symptômes psychiatriques à différents moments de l’année, s’il existe un désalignement entre divers processus biologiques saisonniers et le caractère saisonnier des symptômes de l’humeur et d’autres comportements. Plus précisément, si le SCN répond à l’équinoxe du printemps et de l’automne en affectant les symptômes psychiatriques qui apparaissent en été et en hiver. Des études plus rigoureuses sont nécessaires pour répondre à ces questions. Les rythmes momentanés et périodiques pourraient être importants pour comprendre comment les processus circadiens participent aux adaptations saisonnières et à l’expansion de la mesure à deux points temporels, par exemple hiver contre hiver. l’été à partir des mesures temporelles les plus élevées, pour capturer la dynamique saisonnière complexe.
L’ajustement saisonnier des rythmes circadiens peut influencer le fonctionnement cérébral en modulant la neurotransmission. Des études précliniques ont documenté des connexions réciproques entre le NAQ, le noyau du raphé dorsal (centre principal de la 5-HT) et l’aire tegmentale ventrale et le noyau accumbens (centres principaux des dopaminergiques). Chez les animaux, des schémas circadiens sont observés dans les activités dopaminergiques et 5-HT, tandis que l’activité dopaminergique est plus grande pendant la phase active, les niveaux d’ARNm de tryptophane hydroxylase, l’enzyme limitant la biosynthèse de la 5-HT, ont un pic autour de la transition lumineuse.
L’impact soudain et persistant de la photopériode sur les neurones sérotoninergiques dépend de la signalisation de la mélatonine. Ainsi, le SCN peut ajuster la signalisation 5-HT et dopaminergique pour la photopériode, ajustant ainsi les fonctions modulatrices aux changements environnementaux. Les afférences 5-HT et dopaminergiques transmettent également des informations au SCN et modulent son activité. Alors que la 5-HT augmente ou diminue le déphasage circadien induit par la lumière, en fonction du sous-type et de l’emplacement du récepteur activé (par exemple, présynaptique ou post-synaptique), les agonistes dopaminergiques réduisent l’effet du déphasage induit. pour la lumière. Par conséquent, des systèmes de neurotransmetteurs perturbés et déséquilibrés chez les patients souffrant de troubles psychiatriques pourraient affecter leurs adaptations circadiennes aux changements saisonniers.
Il convient de noter, disent les auteurs, que les facteurs immunitaires modulent l’ajustement de phase des horloges circadiennes et pourraient donc contribuer aux changements saisonniers des adaptations circadiennes. Il est possible que les personnes souffrant de dysfonctionnements immunitaires, tels que ceux signalés dans certaines maladies psychiatriques, aient des difficultés à ajuster leurs rythmes circadiens aux cycles lumière/obscurité, car ils varient au fil des saisons.
Enfin, des rythmes circadiens inadaptés pourraient perturber les rythmes d’activité et de repos et réduire l’exposition à la lumière, ce qui déstabiliserait davantage les rythmes circadiens.
| La désaisonnalisation présente-t-elle des avantages adaptatifs ? |
Bien qu’il existe de nombreuses inconnues, les résultats actuels confortent la conviction qu’un plus grand ajustement saisonnier des neurotransmetteurs est susceptible d’être bénéfique pour maintenir une humeur stable tout au long de l’année. Ceci est cohérent avec la plus grande dynamique saisonnière du TrS et de la MAO-A cérébrale observée chez les témoins sains par rapport aux patients TAS. D’un autre côté, il existe des preuves indirectes provenant d’études sur l’exposition à la lumière artificielle qui suppriment le caractère saisonnier des rythmes biologiques et des cycles veille-sommeil, et pourraient augmenter les risques de TAS.
Dans les sociétés non industrielles , les individus étaient exposés uniquement à la lumière naturelle du soleil, avec une exposition maximale le matin, tandis que le début du sommeil variait selon les saisons, en moyenne 3,3 heures après le coucher du soleil. du soleil. En revanche, pour les citadins exposés à une lumière vive, en moyenne 3,5 h/jour, le DLMO et le rythme du sommeil ne sont pas associés au lever ou au coucher du soleil, ou diffèrent entre l’hiver et l’été. À cet égard, il est intéressant de noter que les Amish du vieil ordre de Pennsylvanie, qui vivent une vie rurale sans éclairage électrique, ont une prévalence de TAS beaucoup plus faible que la population voisine du Maryland, ce qui suggère qu’un ajustement biologique aux cycles naturels jour/nuit pourrait apporter bénéfices pour le bien-être.
Il est probable qu’au cours de millions d’années d’évolution, les processus biologiques aient évolué pour s’adapter aux changements saisonniers.
La lumière artificielle , introduite pour la première fois au début des années 1700, interfère avec l’ajustement saisonnier des processus biologiques, ce qui pourrait entraîner des dysfonctionnements de l’humeur et du comportement. Des recherches supplémentaires sont encore nécessaires pour comprendre si l’échec de l’ajustement saisonnier est la cause de la plus grande saisonnalité des symptômes chez les patients souffrant de troubles psychiatriques.
| Variations individuelles |
Bien que l’étude des effets saisonniers au niveau de la population constitue la première étape, un examen plus approfondi et une meilleure compréhension des différences interindividuelles sont essentiels au développement d’interventions personnalisées dans les troubles psychiatriques. D’un autre côté, il existe des facteurs de risque communs dans une saisonnalité accrue, manifestée par l’humeur et le comportement psychiatrique.
> Exposition à la lumière
Les modèles d’exposition annuelle au soleil sont affectés par les environnements locaux. En termes de situation géographique, les changements de photopériode entre l’hiver et l’été sont beaucoup plus importants près des pôles qu’à l’équateur. Pendant ce temps, d’importants changements dans les cycles lumière/obscurité entraînent de plus grands défis pour les rythmes circadiens internes et influencent la santé mentale et physique. Dans les pays situés à des latitudes plus élevées, il existe une plus grande saisonnalité de l’humeur et du comportement ainsi qu’une plus grande prévalence du TAS.
L’apparition précoce du trouble bipolaire est associée à une augmentation mensuelle maximale de l’insolation solaire. Cependant, cette association pourrait être atténuée si les participants étaient nés dans des endroits très ensoleillés.
Il a été suggéré qu’une exposition précoce à la lumière pourrait être bénéfique pour développer une horloge interne suffisamment flexible pour s’adapter aux défis du rythme circadien externe, ce qui pourrait en partie expliquer certains rapports faisant état de l’impact de la saison de naissance sur les troubles psychiatriques. . Ainsi, la lumière constitue non seulement le principal défi saisonnier, mais elle a également un impact sur la capacité à s’adapter aux changements de lumière. De plus, avec la mondialisation, de plus en plus de personnes commencent à vivre loin de leur lieu de naissance. Comme l’horloge interne est entraînée par l’exposition à la lumière dès le début de la vie, le passage à un nouvel environnement, en particulier en cas de changements saisonniers plus importants, nécessite de plus grandes adaptations des systèmes biologiques, ce qui pourrait augmenter la probabilité d’erreurs d’ajustement saisonnier.
> Chronotype
Une plus grande soirée est associée à un score de perception de la saisonnalité autodéclaré plus élevé, indépendant de l’utilisation de la lumière électrique ou de la latitude. Pour les individus présentant des chronotypes plus tardifs, les stimuli à retard de phase et la lumière du soir devraient jouer un rôle plus important que la lumière du matin. Ainsi, chez ces individus, des journées plus longues pourraient retarder les rythmes circadiens tandis que des journées plus courtes pourraient faire avancer la phase rythmique. En effet, un retard du rythme circadien a été observé au printemps, par rapport à l’hiver, chez les adolescents qui traversent une étape de développement caractérisée par un retard de phase important.
Cette étude a également montré que les adolescents étaient exposés à plus de lumière le soir au printemps qu’en hiver, tandis que l’exposition à la lumière du jour, en particulier à la lumière du matin, qui est essentielle à l’avancement de la phase d, était comparable. entre les gares. Il existe des preuves selon lesquelles l’augmentation des heures de soirée est associée à une mauvaise santé mentale et à un risque accru de dépression.
Une hypothèse bien acceptée est que certaines conséquences néfastes dans les chronotypes ultérieurs sont à l’origine d’un plus grand décalage entre la phase circadienne endogène et celle imposée par les horaires école/travail.
Si la cause principale est une inadéquation, les résultats seront pires, comme un niveau de dépression plus élevé au printemps/été qu’en automne/hiver, car la phase avec la photopériode la plus longue est retardée dans le chronotype ultérieur, ce qui reste à essayer. . En outre, une meilleure compréhension du chronotype dans la susceptibilité aux troubles de l’humeur tout au long de la vie aiderait à orienter des politiques plus saines concernant l’entrée à l’école à l’adolescence et aiderait à concevoir des stratégies personnalisées pour les chronotypes du soir. phase avancée, pour les personnes à risque de troubles de l’humeur.
| Âge et sexe |
La saisonnalité autodéclarée est plus grande chez les jeunes adultes que chez les adultes plus âgés et chez les femmes que chez les hommes. Les femmes courent 1,5 fois plus de risques de changements d’humeur liés à la saison et présentent de plus grandes variations saisonnières dans les processus cognitifs de base que les hommes. Pendant l’hiver au pôle Sud, les femmes ont déclaré avoir davantage de problèmes émotionnels que les hommes.
Les troubles affectifs saisonniers (TAS) sont plus fréquents chez les jeunes et les femmes.
L’âge d’apparition du trouble bipolaire culmine entre 15 et 24 ans, le trouble bipolaire II étant plus répandu chez les femmes que chez les hommes. Parmi les patients atteints de trouble bipolaire, les femmes semblent présenter une plus grande vulnérabilité aux variations saisonnières que les hommes.
D’autres résultats suggèrent que les femmes et les hommes atteints de trouble bipolaire peuvent avoir des schémas saisonniers différents. Des schémas saisonniers d’épisodes maniaques ont été observés chez les femmes et les hommes, avec un pic au printemps/été. Un schéma saisonnier d’épisodes dépressifs et mixtes n’a été observé que chez les femmes.
D’un autre côté, il semble y avoir une interaction entre le sexe et l’âge, de sorte que la jeunesse (15-35 ans) augmente la probabilité d’un schéma saisonnier chez les patients maniaques et d’épisodes mixtes chez les femmes, mais pas chez les hommes. De même, chez les patients souffrant de dépression psychotique, la constatation d’un schéma saisonnier significatif n’était présente que chez les patientes plus âgées et moins prononcée chez les patientes plus jeunes.
L’observation d’un effet de saison de naissance était associée aux naissances en hiver/printemps , principalement chez les femmes présentant un risque plus élevé de schizophrénie. Des variations saisonnières de la consommation excessive d’alcool, avec un pic au printemps/été, et des surdoses intentionnelles d’opioïdes, avec un pic au printemps, ont également été observées davantage chez les femmes que chez les hommes.
Dans l’ensemble, les femmes plus jeunes présentent les plus grandes fluctuations saisonnières et sont plus vulnérables aux symptômes psychiatriques saisonniers. La plus grande vulnérabilité à la saisonnalité chez les femmes pourrait être due à leur plus grande sensibilité à la modulation circadienne que les hommes. Des différences dans les effets saisonniers entre les deux sexes ont également été rapportées dans le cadre d’études de neuroimagerie.
Par rapport aux hommes, les femmes en bonne santé présentaient de plus grandes fluctuations saisonnières du TrS et des volumes hippocampiques, une région de projection 5-HT pertinente. Cependant, il n’a pas été étudié si les patients souffrant de troubles psychiatriques présentaient des différences sexuelles similaires. L’effet de l’âge pourrait être lié au chronotype, puisque les jeunes adultes ont une phase circadienne retardée par rapport aux adultes plus âgés.
| Sensibilité à la lumière |
Par rapport aux témoins sains, une hypersensibilité des rythmes circadiens à la lumière est observée chez les patients atteints de troubles affectifs saisonniers (TAS) et de trouble bipolaire, ainsi que chez les personnes à risque de développer un trouble bipolaire. En revanche, aucune hypersensibilité n’a été retrouvée chez les patients souffrant de dépression majeure ou dans un état bipolaire euthymique. Dans les cas de TAS, la sensibilité à la lumière serait également dépendante des saisons, de sorte qu’une hypersensibilité a été observée en hiver et une hyposensibilité en été.
Une sensibilité circadienne élevée à la lumière pourrait être liée à la phase retardée, rapportée à la fois dans le trouble bipolaire et dans les troubles affectifs saisonniers (TAS). D’un autre côté, les traitements chronothérapeutiques, tels que l’utilisation de lunettes bloquant la lumière bleue la nuit, l’exposition à la luminothérapie et le traitement à la mélatonine, sont des interventions prometteuses pour traiter les patients maniaques et TAS.
Chez les adultes en bonne santé, il existe de grandes différences interindividuelles dans la sensibilité du rythme circadien à la lumière, de sorte qu’il existe une différence > 50 fois supérieure entre ceux ayant la sensibilité la plus faible et la plus élevée. Dans les populations non cliniques, l’hypersensibilité à la lumière était associée à des traits d’humeur liés au trouble bipolaire (symptômes inférieurs au seuil), en particulier à l’hypomanie et non à la dépression. Il est également probable que la sensibilité à la lumière soit partiellement diminuée par l’effet de l’âge sur la saisonnalité.
Par rapport aux adultes, les adolescents, à un âge critique pour le développement de diverses maladies psychiatriques, ont une plus grande sensibilité à la lumière de courtes longueurs d’onde, ce qui pourrait contribuer à leur rythme de phase retardé.
| Génotype |
Il existe des facteurs de risque génétiques qui se chevauchent pour la saisonnalité autodéclarée, le trouble bipolaire et la schizophrénie, mais pas pour la dépression majeure. Les gènes 5-HT et circadiens sont les plus étudiés pour expliquer les composantes héréditaires de la saisonnalité. L’allèle court de TrS lié au polymorphisme 5-HTTLPR était associé à une plus grande saisonnalité de l’humeur, du comportement et à un risque accru de TAS.
Les niveaux de 5-HT pourraient affecter la sensibilité circadienne à la lumière. L’administration aiguë d’une dose de citalopram, un inhibiteur sélectif du recaptage de la sérotonine, a induit une augmentation de 47 % de la suppression de la mélatonine induite par la lumière. Outre les gènes 5-HT, les gènes de l’horloge centrale, notamment les polymorphismes des gènes CLOCK, ARNTL, NPAS2 et PER2, sont également impliqués dans les variations saisonnières de l’humeur, du comportement et du risque de maladie cardiaque. développer un TAS.
Les polymorphismes du gène de l’horloge circadienne PER3, associés aux préférences diurnes, ont récemment été associés à des traits d’humeur saisonniers chez des souris transgéniques. Les associations entre les gènes dopaminergiques et la saisonnalité ont été moins étudiées. Chez la souris, des photopériodes plus longues augmentent la photosensibilité rétinienne, qui est régulée par la signalisation oculaire dopaminergique. Par conséquent, les différences génétiques dans les dopaminergiques sont susceptibles d’entraîner des différences interindividuelles de saisonnalité, en partie en modulant la sensibilité à la lumière.
De plus, la variation du gène de la mélanopsine était associée au TAS et aux changements au fil du temps des rythmes repos-activité chez les personnes en bonne santé. La mélanopsine est un photopigment exprimé dans la rétine qui médie les réponses non formatrices d’image à la lumière ambiante et affecte donc l’entraînement circadien.
Les patients atteints de TAS présentaient une fréquence plus élevée de génotypes homozygotes mineurs (T/T) pour la variante faux-sens 2675703 (P10L) que les témoins sains. Chez les individus sans trouble de l’humeur, l’endormissement des personnes présentant le génotype P10L TT était plus tardif lors des journées plus longues et plus tôt lors des journées plus courtes, et une plus grande matinée était associée à une photopériode plus courte. Bien que les résultats doivent être interprétés avec prudence étant donné le petit nombre d’individus porteurs du génotype TT, les participants porteurs du génotype TT présentent un schéma veille-sommeil similaire à celui attendu dans les chronotypes tardifs.
| Interactions sociales liées aux saisons |
Les vacances d’été, la période de Noël par exemple entraînent généralement des changements dans les interactions sociales. Ces changements dans les interactions sociales liés à la saison peuvent non seulement influencer les modes d’exposition à la lumière, mais également augmenter la probabilité d’exposition à des facteurs à la fois perturbateurs (par exemple, drogues, stress) et protecteurs (par exemple, soutien). social), modulant ainsi l’humeur et le comportement.
Étant donné que les interactions sociales liées aux saisons peuvent varier selon les pays et les cultures, elles doivent être prises en compte lors de la réalisation d’études multisites sur les effets saisonniers.
