Chronobiologie Dabor Resiere Centre Universitaire de Martinique

Objectifs pédagogiques Définition des concepts chronologie et phénomènes rythmiques Définition des concepts chronologie et phénomènes rythmiques Classification des rythmes biologiques Classification des rythmes biologiques Relation des rythmes biologiques et autres disciplines Relation des rythmes biologiques et autres disciplines Autres rythmes de la vie Autres rythmes de la vie Problèmes Problèmes Chronobiologie et infirmiers Chronobiologie et infirmiers Chronobiologie et ses applications médicales Chronobiologie et ses applications médicales

Définition La chronobiologie, étudie les rythmes, auxquels sont soumis les êtres vivants, en fonction du temps. Rythme biologique caractérisé par ses périodes, son amplitude et sa phase Les rythmes sont déterminés par des périodes différentes: Rythmes Ultradiens (période -20 heures) Rythmes circadiens ( période entre heures) Rythmes infradiens (période 28h-1 an) Rythmes infradiens (période 28h-1 an) Rythmes mensuels (28j) Rythmes annuels (365J)

En fonction de leur période : En fonction de leur période : Ultradien : période inférieure ou égale à 90mn (activités cardiaques, fréquence cardiaque, pression artérielle, électro-encéphalogramme ECG) Ultradien : période inférieure ou égale à 90mn (activités cardiaques, fréquence cardiaque, pression artérielle, électro-encéphalogramme ECG) Circadien : période 24h: rythme veille/sommeil, température Infradien : au delà de 24h : variations saisonnières Circadien : période 24h: rythme veille/sommeil, température Infradien : au delà de 24h : variations saisonnières Septénaires: 1 semaine Septénaires: 1 semaine Circamensuels: 28j+4 (menstruation chez la femme) Circamensuels: 28j+4 (menstruation chez la femme) Circannuels ou saisonniers : sur environ un an (période de 365j) Circannuels ou saisonniers : sur environ un an (période de 365j) Classification des rythmes biologiques

En fonction de la forme de la courbe du rythme Des fluctuations (ions sanguins), des alternances activités repos, comme le cycle de veille-sommeil Pics sécrétoires sur un taux fluctuant (hormones sexuelles LH (hormone luteinisante) et FSH (hormone folliculo-stimulante) Variations sinusoïdales (pic de sécrétion de cortisol lors d’un effort) Classification des rythmes biologiques

Asthme nocturne: rythmes Asthme nocturne: rythmes Rhinite allergique Rhinite allergique Ulcères gastroduodénaux Ulcères gastroduodénaux Affectations cardiovasculaires, rhumatologiques, cancers, Affectations cardiovasculaires, rhumatologiques, cancers, Maladies du travail de nuit, du métier. Maladies du travail de nuit, du métier. Dépressions (troubles bipolaires): chronopathologie et chronothérapie des troubles affectifs) Dépressions (troubles bipolaires): chronopathologie et chronothérapie des troubles affectifs) Chronopsychologie: changements de comportements Chronopsychologie: changements de comportements L’anesthésie-réanimation et les rythmes biologiques L’anesthésie-réanimation et les rythmes biologiques Chronopharmacologie des substances utilisées en anesthésie-réanimation Chronopharmacologie des substances utilisées en anesthésie-réanimation Chronobiologie clinique : pathologies

Cas clinique Mlle X, 24 ans, élève infirmière, sans ATCD connu Mlle X, 24 ans, élève infirmière, sans ATCD connu Depuis 3 jours, la patiente se plaint de douleurs lombaires avec irradiation antérieure ; non favorisées par la miction, sans brulure, ni dysurie ; associées à des vomissements et des céphalées fronto-orbitaires. Depuis 3 jours, la patiente se plaint de douleurs lombaires avec irradiation antérieure ; non favorisées par la miction, sans brulure, ni dysurie ; associées à des vomissements et des céphalées fronto-orbitaires. Présence de fièvre et de frissons depuis 2J Présence de fièvre et de frissons depuis 2J Urgences: TA = 80/40mmHg ; FC = 138/mn ; T° = 40°c. Urgences: TA = 80/40mmHg ; FC = 138/mn ; T° = 40°c.

Champs thérapeutiques Chronothérapeutique: applications médicales à la chronobiologie Diabète insulino-dépendant et la nutrition Diabète insulino-dépendant et la nutrition Traitement de la douleur Traitement de la douleur Risque de survenue des accidents Risque de survenue des accidents Chronopathologie des infections Chronopathologie des infections Maladie de parkinson et rythmes biologiques Maladie de parkinson et rythmes biologiques Arrêt cardiaque Arrêt cardiaque

Prise en charge de l’arrêt cardiaque

Lésions cellulaires irréversibles secondaires à l’anoxie: conséquences de l’arrêt cardiaque Cerveau: 3 minutes Cœur: 15 à 20 minutes Reins: 30 à 45 minutes Foie: 60 à 120 minutes OXYGENATION CELLULAIRE Respiration Arrivée de l’oxygène dans les alvéoles pulmonaires et échanges avec le sang. Élimination du gaz carbonique Pompe cardiaque Circulation sanguine Transport d’oxygène aux cellules Transport des déchets vers poumons/foie/reins Physiologie de l’activité cardiaque

Chaque minute d’arrêt cardiaque sans RCP induit la décroissance des chances de survie à 10% Chaque minute d’arrêt cardiaque sans RCP induit la décroissance des chances de survie à 10% La précocité et la poursuite de la RCP, avec le minimum d’interruption est essentielle pour le pronostic La précocité et la poursuite de la RCP, avec le minimum d’interruption est essentielle pour le pronostic La MCE doit être le plus continu possible: limitation des interruptions et en reprenant les compressions thoraciques le plus vite possible (-de 10 secondes) La MCE doit être le plus continu possible: limitation des interruptions et en reprenant les compressions thoraciques le plus vite possible (-de 10 secondes) La fréquence du RCP est de 100/mn: une dépression de 4 à 5cm du thorax chez un adulte, un temps égal pour la compression et la relaxation du thorax La fréquence du RCP est de 100/mn: une dépression de 4 à 5cm du thorax chez un adulte, un temps égal pour la compression et la relaxation du thorax Chronobiologie et arrêt cardiaque

Qu’est ce qui sauve la vie?

Rythmes biologiques Les rythmes biologiques sont des fonctions périodiques, permettant aux organismes de réagir aux variations environnementales prévisibles et d’anticiper ces variations Les rythmes biologiques sont des fonctions périodiques, permettant aux organismes de réagir aux variations environnementales prévisibles et d’anticiper ces variations Un rythme est caractérisé par plusieurs paramètres: période, niveau moyen, amplitude, acrophase Un rythme est caractérisé par plusieurs paramètres: période, niveau moyen, amplitude, acrophase

Rythmes biologiques Sécrétion de mélatonine photo dépendante Sécrétion de mélatonine photo dépendante Exposition à une lumière → inhibition de la sécrétion de mélatonine Exposition à une lumière → inhibition de la sécrétion de mélatonine Arrêt de l’exposition lumineuse → lève le tonus inhibiteur → Synthèse et libération de mélatonine Arrêt de l’exposition lumineuse → lève le tonus inhibiteur → Synthèse et libération de mélatonine La glande pinéale ou épiphyse : sécrétion de mélatonine directement liée à l’exposition lumineuse

Désynchronisation; jet lag; décalage horaire Manifestations cliniques: Manifestations cliniques: Troubles du sommeil (difficultés, insomnie, réveils précoces, somnolence diurne) Troubles du sommeil (difficultés, insomnie, réveils précoces, somnolence diurne) Troubles digestifs Troubles digestifs Dégradations des performances, erreurs de jugement Dégradations des performances, erreurs de jugement Fatigue liée au voyage Fatigue liée au voyage Facteurs de variation : Facteurs de variation : Age Age Sujet matinal ou vespéral Sujet matinal ou vespéral Sensibilité à la privation de sommeil Sensibilité à la privation de sommeil

Staff sur la prise en charge de la dengue au CHUM

Autres rythmes de la vie Succession de rythmes hiérarchisés : Succession de rythmes hiérarchisés : Rythme vie Etapes de croissance ( enfance, puberté, adolescence, vieillissement) Rythme menstruel (fluctuations avec pics sur 28J) Rythme veille sommeil (circadien) Rythme respiratoire Rythme cardiaque: pace maker (chaque nœud se dépolarise à une fréquence donnée.

Quelle est l’heure optimale d’administration d’un médicament?

Chronothérapie Chronothérapie a pour but: Augmenter l’efficacité et la tolérance du traitement par le choix éclairé de l’heure d’administration du traitement Augmenter l’efficacité et la tolérance du traitement par le choix éclairé de l’heure d’administration du traitement Restaurer l’organisation temporelle altérée par la maladie Restaurer l’organisation temporelle altérée par la maladie Utiliser l’information apportée par le rythme de certains symptômes Utiliser l’information apportée par le rythme de certains symptômes

Chronobiologie et ses applications médicales: Choc septique Incidence : morts par an aux USA en 1995 Incidence : morts par an aux USA en cas pour 1000 habitants / an 3 cas pour 1000 habitants / an Mortalité globale: 62% en 93; 55% en 2000 Mortalité globale: 62% en 93; 55% en 2000 Mortalité globale: 60% en 2014 Mortalité globale: 60% en 2014

RECOMMANDATIONS AU COURS DU CHOC SEPTIQUE ( conférence de consensus SRLF Octobre 2005 ) Les 60 premières minutes : diagnostic, mesures d’urgence et orientation Au cours des 6 heures suivantes : Objectifs : PAM> 65 mmHg, diurèse >0.5ml/kg/h, ScvO2 >70% Thérapeutiques : Remplissage vasculaire: la volémie doit être évaluée Perfusion d’amines vasoconstrictives à l’introduction d’emblée d’amines en parallèle avec le remplissage, antibiotiques Moyens Cathéter central, cathéter artériel, biologie, évaluation de la fonction cardiaque

Epidémiologie

Chronobiological treatments of mood disorders ]. Le Lithium Fixation nulle et absente: protéines Démie-vie sérique<24h Lithémie normale : mmol/l Biodisponibilité: 100% Volume de distribution:0.8-1,2l/Kg Poids moléculaire: 6.94Da Distribution: pluricompartimentale avec diffusion retardée et lente (SNC) Métabolisme: aucun Elimination rénale : 98%

Intoxication par le paracétamol Absorption rapide dans l’estomac Absorption rapide dans l’estomac Métabolisation: alcool déshydrogénase Métabolisation: alcool déshydrogénase Vitesse élimination médiane: 2g/l/h Vitesse élimination médiane: 2g/l/h Intoxication par l’éthanol 1ère antalgique, ½ vie >4h Métabolisation : hépatique Hépatites fulminantes>48h

Homéostasie

Homéostasie Représente la capacité de l'organisme de maintenir un état de stabilité relative des différentes composantes de son milieu interne, malgré les changements constants de l'environnement externe Représente la capacité de l'organisme de maintenir un état de stabilité relative des différentes composantes de son milieu interne, malgré les changements constants de l'environnement externe Homéostasie= équilibre entre milieu intérieur et milieu extérieur Homéostasie= équilibre entre milieu intérieur et milieu extérieur Introduction en biologie par Claude Bernard au début du 20e siècle Introduction en biologie par Claude Bernard au début du 20e siècle

Homéostasie Le but de chaque fonction physiologique étant de maintenir en équilibre constant le milieu intérieur Le but de chaque fonction physiologique étant de maintenir en équilibre constant le milieu intérieur Le rôle de l’homéostasie c’est de décrire les différents arrangements physiologiques qui permettent de rétablir l’état normal Le rôle de l’homéostasie c’est de décrire les différents arrangements physiologiques qui permettent de rétablir l’état normal

Métabolisme

Métabolisme Le catabolisme : une série de voies aboutissant, en présence d’oxygène, à la production de molécules simples: CO2, H2O, NH3, et d’ATP Aliments Polysaccharides(amidon), Lipides, Protéines Le catabolisme : une série de voies aboutissant, en présence d’oxygène, à la production de molécules simples: CO2, H2O, NH3, et d’ATP Aliments Polysaccharides(amidon), Lipides, Protéines L’anabolisme : une série de voies conduisant à partir de molécules simples à des molécules et macromolécules très complexes et très diverses (protéines, polysaccharides, lipides complexes) L’anabolisme : une série de voies conduisant à partir de molécules simples à des molécules et macromolécules très complexes et très diverses (protéines, polysaccharides, lipides complexes)

Modifications du métabolisme Exercice effectué durant ou juste avant la mesure ingestion récente d’aliments Exercice effectué durant ou juste avant la mesure ingestion récente d’aliments Température ambiante élevée ou basse Température ambiante élevée ou basse Poids, taille et surface corporelle Poids, taille et surface corporelle Sexe, âge Sexe, âge Croissance, reproduction, allaitement, émotions, température corporelle Croissance, reproduction, allaitement, émotions, température corporelle Niveaux circulants d’hormones thyroïdiennes Niveaux circulants d’hormones thyroïdiennes Niveaux circulants d’adrénaline Niveaux circulants d’adrénaline

Métabolisme Les changements hormonaux qui s'opèrent lors de l'adolescence peuvent influencer et dérégler notre horloge interne Les changements hormonaux qui s'opèrent lors de l'adolescence peuvent influencer et dérégler notre horloge interne Température: [ 36,5 °C-37,5 °C ] Température: [ 36,5 °C-37,5 °C ] Fréquence respiratoire:[12-20 cycles/mn] Fréquence respiratoire:[12-20 cycles/mn] Fréquence cardiaque: 70/mn Fréquence cardiaque: 70/mn Saturation: [95-100%] Saturation: [95-100%] Glycémie(Dextro): [ g/l ] Glycémie(Dextro): [ g/l ]

Calories

Calories L’unité standard énergie thermique est la calorie, définie comme la quantité d’énergie nécessaire pour élever la température d’un gramme d’eau, d’un degré, soit de 15 à 16°C. L’unité standard énergie thermique est la calorie, définie comme la quantité d’énergie nécessaire pour élever la température d’un gramme d’eau, d’un degré, soit de 15 à 16°C. L’unité utilisée en médecine est la calorie (kilocalorie, kcal), qui vaut 1000 cal. L’unité utilisée en médecine est la calorie (kilocalorie, kcal), qui vaut 1000 cal.

Calorimétries L’énergie dégagée par la combustion d’un aliment en dehors de l’organisme peut être mesurée directement (calorimétrie directe) L’énergie dégagée par la combustion d’un aliment en dehors de l’organisme peut être mesurée directement (calorimétrie directe) Valeurs caloriques des aliments: Valeurs caloriques des aliments: Glucides= 4,1kcal/g Glucides= 4,1kcal/g Lipides= 9,3kcal/g Lipides= 9,3kcal/g Protéines= 4,1kcal/g Protéines= 4,1kcal/g

Nutriments

Nutriments Les nutriments sont des composants élémentaires contenus dans les aliments utilisés par l'organisme pour couvrir ses besoins physiologiques, de croissance et de développement Les nutriments sont des composants élémentaires contenus dans les aliments utilisés par l'organisme pour couvrir ses besoins physiologiques, de croissance et de développement Un nutriment peut être directement assimilé sans aucune modification chimique. Un nutriment peut être directement assimilé sans aucune modification chimique. Composantes essentielles: calories, protéines, graisses, minéraux et vitamines Composantes essentielles: calories, protéines, graisses, minéraux et vitamines Problèmes de sous-alimentation, suralimentation, goût et disponibilité des aliments Problèmes de sous-alimentation, suralimentation, goût et disponibilité des aliments

Nutrition Besoins basaux: 2500kcal/d ou + Besoins basaux: 2500kcal/d ou + Répartition des calories entre glucides, protéines et lipides selon les facteurs physiologiques. Répartition des calories entre glucides, protéines et lipides selon les facteurs physiologiques. Glucides= 4,1kcal/g Glucides= 4,1kcal/g Graisses= 9,3kcal/g, forte densité Graisses= 9,3kcal/g, forte densité Protéines= 4,1kcal/g Protéines= 4,1kcal/g

Nutrition: rôle Facteurs extrinsèque important pour la croissance est l’alimentation Facteurs extrinsèque important pour la croissance est l’alimentation 2 périodes de croissance rapide: nourrisson et fin de la puberté 2 périodes de croissance rapide: nourrisson et fin de la puberté Les effets hormonaux: différents hormones contribuent à la croissance Les effets hormonaux: différents hormones contribuent à la croissance Exemple: un nanisme: petite taille résultant d’une déficience en GHRH, d’un défaut d’hormone de croissance Exemple: un nanisme: petite taille résultant d’une déficience en GHRH, d’un défaut d’hormone de croissance

Minéraux Maintenir la santé Maintenir la santé Eléments présents dans les tissus Eléments présents dans les tissus Anémie=déficit en fer Anémie=déficit en fer Anémie mégaloblastique=déficit en vitamine B12 Anémie mégaloblastique=déficit en vitamine B12 Maladies thyroïdiennes=déficit en iode Maladies thyroïdiennes=déficit en iode Ulcères cutanés=déficit en Zinc Ulcères cutanés=déficit en Zinc Caries dentaires=déficit en fluor Caries dentaires=déficit en fluor

Les oligoéléments ArsenicManganèse ArsenicManganèse ChromeMolybdène ChromeMolybdène CobaltNickel CobaltNickel CuivreSélénium CuivreSélénium FerSilicium FerSilicium FluorVanadium FluorVanadium IodeZinc IodeZinc

La capacité de reconnaître un dysfonctionnement organique en utilisant le monitorage de surveillance doit faire partie des compétences IDE La capacité de reconnaître un dysfonctionnement organique en utilisant le monitorage de surveillance doit faire partie des compétences IDE Modification des constantes( ➘ TA, ➚ FC, ➚ FR et ➘ SaO2) = mécanismes compensateurs dépassés et apparition d’une dysfonction d’organe Modification des constantes( ➘ TA, ➚ FC, ➚ FR et ➘ SaO2) = mécanismes compensateurs dépassés et apparition d’une dysfonction d’organe Administration des traitements et surtout des antibiotiques en priorité à la phase initiale du sepsis Administration des traitements et surtout des antibiotiques en priorité à la phase initiale du sepsis Assurer une PEC thérapeutique optimale <3h pour ➘ mortalité de ces patients Assurer une PEC thérapeutique optimale <3h pour ➘ mortalité de ces patients Assurer les changements rythmiques ( prescriptions, situation, évolution) Assurer les changements rythmiques ( prescriptions, situation, évolution) Questions à résoudre:Surveillance clinique

Quelle conclusion?

Conclusion La chronobiologie étudie les rythmes biologiques La chronobiologie étudie les rythmes biologiques De nombreux progrès médicaux dans le domaine des maladies, des traitements reposent sur la meilleure connaissance actuelle de la rythmicité De nombreux progrès médicaux dans le domaine des maladies, des traitements reposent sur la meilleure connaissance actuelle de la rythmicité La connaissance des rythmes biologiques a permis de mieux comprendre les drogues et leurs effets selon le moment de leur administration La connaissance des rythmes biologiques a permis de mieux comprendre les drogues et leurs effets selon le moment de leur administration Rôle de la recherche clinique Rôle de la recherche clinique

Qu’est ce qui sauve la vie?