Système circadien chez les rongeurs diurnes et nocturnes : rôle du système de l'éveil

Circadian system in diurnal and nocturnal rodents : role of the arousal system

• Auteur / Autrice : Rosanna Caputo
• Direction : Sylvie Raison, Johanna H. Meijer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 08/04/2022
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des neurosciences cellulaires et intégratives (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : François Gauer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christelle Peyron
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Andries Kalsbeek, Xavier Bonnefont

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éveil

Noyau suprachiasmatique

Modèles animaux

Rythmes circadiens

Mots clés libres

Circadien

Rythme

Diurne

Nocturne

Arvicanthis

Sérotonine

Noradrénaline

Noyaux du Raphé

Locus Coeruleus

Noyaux Suprachiasmatiques

Fluoxétine

Circadian

Rhythms

Diurnal

Nocturnal

Arvicanthis

Serotonin

Noradrenaline

Raphe nuclei

Locus Coeruleus

Suprachiasmatic nucleI

Multi-unit activity

Fluoxetine

Résumé

Chez les mammifères, les fonctions rythmiques sont orchestrées par les noyaux Suprachiasmatiques (SCN). Selon qu'un animal soit nocturne ou diurne, les rythmes d’activité/repos se produisent à des phases opposées, alors que les SCN sont actifs au même moment astronomique. Nous avons étudié le rôle de deux structures du système de l’éveil, les noyaux sérotoninergiques (5HT) du Raphé (RN) et noradrénergiques (NA) du Locus Coeruleus (LC) dans l'organisation temporelle entre les espèces nocturnes et diurnes. Nous avons montré que la synthèse de 5HT et de NA, et l'expression des gènes d'horloge dans le RN et le LC, sont opposées entre l'Arvicanthis diurne et le rat nocturne, et corrélées avec leurs profils comportementaux respectifs. De plus, nous avons montré que le comportement augmente l'activité électrique (MUA) des SCN chez Arvicanthis (contrairement au rat) et que la fluoxétine, un inhibiteur de la recapture de 5HT, diminue l'amplitude des rythmes d'activité comportementale et MUA. Ces données montrent que le fonctionnement rythmique des structures de l’éveil est différent entre les animaux diurnes et nocturnes, et peut participer à leur organisation temporelle opposée.

In mammals, all rhythmic functions are orchestrated by the Suprachiasmatic nucleus (SCN), the master clock. While behavioral activity occurs at opposite phases in diurnal and nocturnal species, the SCN is always active at the same astronomical time. We investigated whether structures of the arousal system, namely the serotonergic (5HT) Raphe nuclei (RN) and noradrenergic (NA) Locus Coeruleus (LC), are involved in the opposite temporal organization between nocturnal and diurnal species. We showed that 5HT and NA synthesis, as well as clock gene expression in the RN and LC, are opposite between the diurnal Arvicanthis and the nocturnal rat, and correlate with their respective behavioral patterns. Furthermore, we showed that behavior enhances the SCN multi-unit activity (MUA) in Arvicanthis (in opposition to the rat), and that fluoxetine, a 5HT reuptake inhibitor, dampens the amplitude of both MUA and behavioral activity rhythms. These data show that the rhythmic functioning of arousal structures and their interactions with the SCN, is different between diurnal and nocturnal animals, and may participate to their different temporal organization.