Les hormones sexuelles féminines peuvent avoir un impact sur les horloges internes – étude

Des chercheurs israéliens ont mis au point une méthode innovante qui permet de suivre les rythmes circadiens du corps humain.

Dans une nouvelle étude qui a été évaluée par des pairs, ils ont découvert que les hormones sexuelles féminines avaient un effet considérable sur le réglage de ces horloges circadiennes.

Le corps humain possède une horloge circadienne centrale, située dans le cerveau, qui aide à contrôler ses rythmes quotidiens. Il y a également des horloges circadiennes dans presque toutes les cellules du corps, qui suivent leur propre rythme.

Grâce à leur méthode, appelée CircaSCOPE, les chercheurs ont pu cartographier les horloges circadiennes de nombreuses cellules et découvrir que les hormones sexuelles féminines, en particulier la progestérone, ainsi que l’hormone du stress, le cortisol, avaient un effet considérable sur le réglage de ces horloges internes.

Lorsque ces horloges ne sont pas synchronisées, les personnes peuvent souffrir de graves problèmes de santé, notamment des troubles du sommeil, du diabète et du cancer.

« L’organisme doit synchroniser des millions d’horloges car elles sont présentes dans chaque cellule de notre corps », explique le professeur Gad Asher, du laboratoire éponyme de l’Institut Weizmann des sciences, lors d’un récent entretien accordé au Times of Israel.

« Les hormones sexuelles jouent un rôle très important dans le réglage de l’horloge biologique », dit-il.

« Les hormones féminines ont un effet beaucoup plus important que les hormones masculines, » ajoute-t-il.

Les hommes produisent également de la progestérone, mais en quantité bien moindre. Cette hormone peut servir de base à d’autres hormones dans l’organisme et elle a également des effets sur le cerveau et sur le système nerveux.

Asher a précisé que ces expériences ont été réalisées sur des cultures cellulaires et qu’elles n’ont pas encore été testées sur des animaux ou sur des êtres humains.

« Cependant, nous savons désormais comment ces horloges communiquent entre elles, ce qui nous permettra peut-être d’expliquer leur implication dans divers troubles et pathologies, et d’aider les patients dont le rythme interne est perturbé », affirme le chercheur.

Cette étude, qui a été menée par les docteurs Gal Manella, Saar Ezagouri et Nityanand Bolshette, a été publiée dans la revue scientifique Nature Communications.

Nos horloges internes fonctionnent parfois à des rythmes différents

« Autrefois, on pensait qu’il n’existait qu’une seule horloge principale dans le cerveau, qui réagissait à la lumière et à l’obscurité, et qui coordonnait notre physiologie, notre métabolisme et notre comportement quotidiens », note Asher.

Puis, il y a environ 25 ans, les scientifiques ont découvert qu’il existait « des horloges dans chaque cellule, dans chaque tissu » du corps.

Les horloges circadiennes sont influencées non seulement par des signaux externes tels que la lumière du soleil, mais aussi par des signaux qui sont transportés par le sang.

Lorsque l’horloge interne n’est pas synchronisée avec l’environnement, de nombreuses pathologies peuvent survenir, selon Asher.

« Le meilleur exemple est celui du décalage horaire ou des personnes qui travaillent en horaires décalés, dont l’horloge interne n’est pas synchronisée avec l’heure environnementale », fait-t-il remarquer.

« Le cerveau reçoit des informations relatives à la lumière et à l’obscurité provenant des yeux. »

« La lumière et l’obscurité sont les principaux signaux temporels pour le cerveau. Mais il devient de plus en plus évident depuis un an que certaines maladies pourraient être liées au fait que les horloges biologiques des différents organes ne sont pas synchronisées entre elles. »

« Par exemple, l’horloge du foie devrait être synchronisée, ou devrait indiquer une heure similaire à celle de l’horloge du rein ou du cerveau, mais ce n’est pas toujours le cas », souligne-t-il.

De faibles niveaux d’oxygène ont un impact sur les rythmes circadiens

Dans une série d’études menées sur des modèles animaux, les chercheurs du laboratoire Asher ont montré que l’oxygène agit comme un signal permettant aux horloges internes de déterminer l’heure. Lorsque les niveaux d’oxygène changent, les cellules utilisent cette information pour ajuster leurs horloges internes.

En 2020, Asher a participé à une expédition à La Rinconada, au Pérou, la plus haute agglomération habitée du monde, située à 5 300 mètres d’altitude.

À cette haute altitude, les faibles niveaux d’oxygène ont modifié le rythme quotidien de nombreux gènes, explique Asher.

« Ces résultats pourraient être pertinents, car de nombreuses pathologies liées à un faible taux d’oxygène, telles que les maladies cardiaques et l’exacerbation de l’asthme, surviennent pendant la journée, en particulier tôt le matin », précise-t-il.

Un mur d’horloges

D’autres signaux transportés par le sang pourraient également servir d’indicateurs temporels pour les horloges internes, explique Asher, « mais leur identité n’était que partiellement connue auparavant ».

Avant les travaux d’Asher, ces signaux sanguins n’avaient pas été entièrement cartographiés, car les chercheurs ne disposaient pas d’une méthode précise et efficace pour suivre la réponse de l’horloge biologique à différents signaux sur un cycle complet de 24 heures.

Le CircaSCOPE des scientifiques de l’Institut Weizmann utilise un ensemble de cellules humaines, chacune représentant un moment différent de la journée, à l’image d’un mur recouvert d’horloges indiquant l’heure actuelle dans les grandes villes du monde.

Si le laboratoire d’Asher n’a pas été endommagé par l’attaque balistique iranienne du mois de juin 2025, certaines des expériences utilisées pour son article de recherche ont été retardées.

Néanmoins, les chercheurs ont pu surveiller l’horloge de chaque cellule dans une boîte de Pétri en culture.

Lorsqu’ils ont exposé la cellule à un signal, ils ont pu « déterminer si l’horloge avançait, reculait ou ne répondait pas », explique Asher.

Par le passé, ce travail aurait pris des mois aux chercheurs. Selon lui, cette nouvelle méthode leur a permis de tester des dizaines de composés en une seule semaine.

« Si nous soupçonnons qu’un composé donné affecte l’horloge, nous l’ajoutons aux cellules et nous pouvons voir exactement où l’horloge se déplace dans chacune d’entre elles », explique Asher.

« Il s’agit d’une approche très puissante qui peut fournir de nombreuses informations sur la façon dont l’horloge réagit à différents signaux. »

L’importance de la protéine Cry2

Outre la mise en évidence de l’influence des hormones sexuelles, l’étude d’Asher a révélé que le composant de l’horloge biologique qui reçoit ces signaux dans le sang est la protéine CRY2 (Cryptochrome 2) et non PER2 (Period 2), comme on le pensait auparavant.

« Il semble que les hormones sexuelles, ainsi que de nombreux autres signaux, agissent par l’intermédiaire de la protéine CRY2 », indique-t-il.

« Elle transfère probablement les informations dans l’horloge de la cellule. »

« D’un point de vue évolutif, c’est intrigant », dit le Pr. Yoav Gothilf de l’École de biochimie, neurobiologie et biophysique de l’Université de Tel Aviv, dont le laboratoire étudie divers aspects de l’horloge circadienne et son importance pour l’organisme.

Gothilf, qui n’a pas participé à l’étude, explique que chez les organismes primitifs et simples, les protéines de type CRY2 réagissent directement à la lumière, agissant comme un capteur de luminosité. À mesure que les animaux sont devenus plus complexes, la protéine CRY2 a conservé sa fonction de synchronisation des horloges internes, mais le signal qu’elle capte a changé.

« Il semble que le rôle du CRY2 dans la synchronisation des horloges ait été conservé, mais que le signal auquel il répond a changé, passant de la lumière chez les premières formes de vie aux hormones chez les mammifères », ajoute Gothilf.

Selon Gothilf, l’étude d’Asher suggère que « les fluctuations hormonales quotidiennes spécifiques à l’âge peuvent modifier le fonctionnement de notre horloge interne ».

Ces résultats offrent une explication biologique « convaincante » au phénomène selon lequel « un enfant qui aime se lever tôt deviendra un adolescent noctambule, avant de redevenir matinal à l’âge adulte ».

Asher affirme que son laboratoire continuera à étudier le rôle de ces hormones dans les horloges circadiennes, peut-être en testant cette hypothèse sur des animaux de laboratoire.

« Nous pouvons désormais identifier des composés et nous savons que les hormones sexuelles jouent un rôle important, car elles évoluent tout au long de la vie », explique-t-il.

« L’identification des molécules qui constituent des signaux temporels puissants pour les horloges biologiques est essentielle pour les traitements futurs. »