La chronobiologie se définit comme l’étude des rythmes biologiques auxquels sont soumis les êtres vivants.

Elle analyse les changements physiologiques liés aux horloges biologiques : température, pression artérielle, etc.

C’est l’étude des phénomènes temporels internes (cycle biologique) et externes (cycles quotidiens, saisonniers…) et leur influence sur les différents organismes vivants.

Les rythmes biologiques et la rythmicité, signature du vivant :

Les rythmes biologiques sont des variations périodiques et prévisibles de phénomènes biologiques observables et mesurables chez tous les êtres vivants depuis les unicellulaires eucaryotes jusqu’à l’homme. La rythmicité est donc une signature du vivant. [1]

Les rythmes biologiques sont des phénomènes d’adaptation de notre organisme. Ce sont des rythmes concernant par exemple, l’alternance veille/sommeil ou la fluctuation hormonale. Ils sont gouvernés par des horloges biologiques ou horloges internes.

Les rythmes et leurs paramètres fondamentaux :

Un rythme biologique se représente mathématiquement par une courbe périodique. Il est défini par l’espace-temps compris entre 2 épisodes identiques, par exemple le temps entre 2 pics, 2 creux…

Il existe plusieurs types de rythmes selon la périodicité :
– Ultradien : la période est inférieure à 20 heures.
– Circadien : la période est voisine de 24 heures.
– Infradien : la période est supérieure à 28 heures.

Les rythmes circadiens régulent l’alternance entre un état de veille et de sommeil, entre la nuit et le jour et plus précisément, entre la vigilance et le repos. [1]

Les rythmes circadiens et la peau :

La variabilité périodique ne s’impose réellement que depuis une vingtaine d’années, en biologie et en médecine.

En chronobiologie, il est démontré que la peau est le siège de multiples fonctions rythmiques circadiennes et ultradiennes. Ces fonctions rythmiques apparaissent progressivement après la naissance. [2]

C’est Alain Reinberg, l’un des pionniers français de la recherche en matière de rythmes biologiques, qui a mis en évidence l’influence des rythmes circadiens au niveau cutané.

Les études des rythmes chronobiologiques de la peau chez l’homme tendent à prouver que :
– le jour, la peau stimule ses fonctions protectrices vis-à-vis de l’environnement ;
– la nuit, la peau semble plus active et avoir une plus grande indépendance. La peau se répare pour mieux assurer son rôle de défense pendant la journée. Elle se renouvelle et assure une fonction barrière optimale pour le jour. [2, 3]

Les paramètres cutanés évolutifs :

Les paramètres biophysiques cutanés qui évoluent selon des rythmes circadiens sont par exemple : la division cellulaire épidermique, la température cutanée, la sécrétion du sébum, la fonction barrière, la microcirculation, l’élasticité cutanée, la couleur de la peau…

La division cellulaire épidermique :
Les cellules épidermiques se multiplient intensément la nuit et sont presque au repos le jour. Les mitoses épidermiques sont soumises à un rythme circadien, la multiplication cellulaire et la régénérescence des constituants des cellules est plus élevée la nuit.

Le nombre de divisions cellulaires (mitoses) dans l’épiderme est maximal de minuit à 1h du matin, et le creux se situe vers 13h. L’amplitude (différence pic-creux) est de l’ordre de 200 à 300%. [3, 4, 5]

Cependant, le paramètre le plus important est l’heure donnée par notre horloge interne. En effet, l’activité cellulaire est fonction de l’heure à laquelle on se couche et de celle à laquelle on se lève. Par exemple, le fait d’observer un pic d’activité cellulaire vers minuit ou 1h du matin n’est valable que pour les personnes qui vont se coucher vers 23h et se lever vers 7h.

La fonction barrière cutanée :

La perte insensible en eau est l’un des paramètres importants pour la mise en évidence des effets circadiens sur la fonction barrière cutanée.

Les variations circadiennes de la perte insensible en eau :

La perte insensible en eau (PIE) représente la quantité d’eau potentiellement capable de s’évaporer passivement à travers la peau par unité de surface et de temps.

Cette perte insensible en eau reflète donc l’intégrité de la fonction barrière cutanée : une PIE élevée signe donc une peau peu étanche, à travers laquelle l’eau s’évapore facilement et donc une barrière faible, alors qu’une PIE faible signe une faible évaporation transcutanée et donc une barrière forte.

Différents travaux ont pu montrer que la PIE varie au cours de la journée selon un cycle de 24h [6]. Celui-ci est inversé par rapport au rythme de multiplication cellulaire de l’épiderme. L’épiderme suit donc un rythme alterné où les cellules se divisent, puis se différencient pour être à même de restaurer la barrière cutanée.

En général, la perte insensible en eau atteint : un maximum dans la nuit entre 23h et 4h du matin ; des valeurs minimales vers 14h.

Néanmoins, les rythmes biologiques cutanés peuvent varier suivant le site anatomique. En effet l’anatomie faciale est très compliquée et est sous l’influence de plusieurs facteurs extérieurs.

La perte insensible en eau est sensiblement différente au niveau de la joue par rapport au front, ou encore à l’avant-bras. [2]

La réparation nocturne de la fonction barrière cutanée :

Les études des différents paramètres cutanés biologiques, dont la PIE, démontrent que la fonction barrière est réparée pendant la nuit. [7]

La vitesse élevée de l’évaporation au début de la nuit montre que la barrière épidermique diminue, tendant à faire augmenter significativement la perméabilité cutanée. Puis, lorsque les mécanismes de régénération cellulaire s’activent, la barrière cutanée se renforce via la différenciation des kératinocytes et la sécrétion des lipides épidermiques, d’où un infléchissement de la courbe de PIE. Ainsi, la variation du métabolisme épidermique pendant la nuit joue un rôle important dans la réparation de la fonction barrière.

La vitesse de rétablissement de la barrière cutanée reste constante le matin. Elle est influencée par les conditions environnementales. Cette vitesse présente une réduction remarquable entre 20h et 23h, ainsi la réparation diminue à ce moment-là.

L’âge joue également un rôle dans la variation des rythmes circadiens de la peau : le sommeil étant perturbé, il devient plus court, ce qui influe vraisemblablement sur la qualité de la peau et dès lors sur sa fonction protectrice.

L’âge mais le comportement aussi. Que ce soit le comportement socio-environnemental : heure du lever, heure du coucher, durée des périodes d’activité et de repos, synchronisation avec les rythmes solaires… Et aussi les façons de se nourrir (qualité, quantité et heure des repas) : le comportement alimentaire est fondamental. C’est par l’aliment que la peau se nourrit, s’hydrate, se renouvelle, se répare… Nous en reparlerons.

Pour en savoir plus :
[1] Maël Knoll, Biologie, une question de temps – Biofutur 2003 ; 231 :26-27
[2] Lam Quoc Dung, Application de la chronobiologie et de la cosmétologie dynamique au traitement du vieillissement cutané – J Med Ssth Chir Dermatol 2004 ; 125 :141-145
[3] Denise Caro, Ce que la chronobiologie apporte à la cosmétologie – BECD ; vol. 11 N°6 :157-159
[4] Rapin JR, La chronobiologie de la peau – Actualité Innovation Médicine 2004 ; 96 :24-25
[5] Reinberg A, La chronobiologie cutanée, importante à connaître et à respecter – Cosmétologie N°26 32-34
[6] Yosipovitch G et al, Time-dependent variations of the skin barrier function in humans: transepidermal water loss, stratum corneum hydration, skin surface pH and skin temperature – J Invest Dermatol 1998; 110:20-23
[7] Yosipovitch G, Circadian rhythms of the skin – Cosmetics & Toiletries 1999; vol.114 N°9 :45-47

Et aussi :
-Le fur I, Reinberg A et al (CERIES). Facial circadian rhythms of healthy women. Abstract. 7th congress european academy of dermatol and venereol. Nice October 7-11 1998.
-Vershoore M, Poncet M et al. Circadian variation in the number of actively secreting sebaceous follicles and androgen circadian rhythms. Chronobiol internat. 1993;10(5):349-59
-Frentz G, Moller U et al . THe circadian rhythm in human epidermal cell proliferation.Acta Derma venereol 1991;71: 85-7
-Tayefeh F, Plattner O, Sessler DI, Ikeda T, Marder D. Circadian changes in the sweating-to-vasoconstriction interthreshold range. Pflugers Arch 1998 Feb;435(3):402-6
-Reinberg A, Zagula -Mally Z et al. Circadian reactivity rhythm of human skin to house dust, penicillin and histamine. J allergy 1969; 44:292-306
-Rufus R L, Smolensky Ph D. Circadian rhythms yo cutaenous reactivity to histamine and selected antigens, including phase relation shipto urinary cortisol excretion. Ann Allergy 1977;38(4): 231-6
-Reinberg A, Koulbanis C et al. Day-night differences in efffects of cosmetic treatments in facial skin. Chronobiol Int 1990;7(1):69-79
-Reinberg AE et al. Oral contraceptive alter circadian rhyhtm parameters .Chronobiol Int 1996 ;13(3)199-21
-Charkoudian N, Johnson JM Modification of active cutaneous vasodilation by oral contraceptive hormones. J Appl Physiol 1997 Dec;83(6):2012-8