Modulation sérotonergique différentielle de l’horloge circadienne principale entre rongeurs diurnes et nocturnes

Differential serotonergic modulation of the main circadian clock between diurnal and nocturnal rodents

• Auteur / Autrice : Marc Cuesta
• Direction : Étienne Challet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rongeurs

Rythmes circadiens

Système sérotoninergique

Résumé

Les noyaux suprachiasmatiques (SCN) sont le siège de l’horloge circadienne principale chez les Mammifères. Ils sont synchronisés par divers facteurs, dont la lumière ou la sérotonine. Mon travail de thèse a consisté à caractériser les mécanismes de synchronisation des SCN par le système sérotonergique chez des rongeurs nocturnes (Rat) et diurnes (Arvicanthis soudanais). Mon premier axe de recherche visait à déterminer la diurnalité de l’Arvicanthis soudanais. Chez cette espèce, certains paramètres rythmiques sont bimodaux (activité locomotrice, température corporelle) et d’autres unimodaux (glycémie, léptinémie, 5-HT hippocampique). Dans les deux cas, la phase de ces rythmes est souvent opposée à celle du Rat. Nous pouvons conclure que, malgré une bimodalité partielle, l’Arvicanthis soudanais est un modèle diurne. Mon second axe de recherche portait sur la synchronisation sérotonergique des SCN chez l’Arvicanthis soudanais. Nous avons montré via l’utilisation de fluoxétine, un inhibiteur de recapture 5-HT, que cette modulation sur les SCN et la synchronisation photique est opposée entre rongeurs diurnes et nocturnes. Mon troisième axe de recherche a tenté de résoudre le paradoxe sérotonergique du système circadien du Rat. Nous avons montré que le système sérotonergique induit des effets non-photiques via l’activation des récepteurs 5-HT1A/7 et que les effets de type photique, propres à cette espèce, sont dus à l’activation des récepteurs 5-HT2C/3. L’ensemble de ces travaux a démontré que le système sérotonergique agit de manière différentielle entre rongeurs nocturnes et diurnes, ce qui ouvre des perspectives biomédicales chez l’Homme qui est également une espèce diurne.

The main circadian clock is located in the suprachiasmatic nuclei (SCN). They are synchronized by many factors, such as light or serotonin. In this thesis, we have tried to characterize mechanisms of the SCN synchronization by the serotonergic system in nocturnal (Rat) and diurnal (Sudanian Arvicanthis) rodents. The first part has determined the diurnality of Sudanian Arvicanthis. In this species, some rhythmic parameters are bimodal (locomotor activity, body temperature) and others are unimodal (blood glucose, plasma leptin, hippocampal 5-HT). In both cases, the phases of these rhythms are often opposed to those of Rats. We conclude that in spite of partial bimodality, Sudanian Arvicanthis is a diurnal model. The second part has studied the serotonergic modulation of the SCN in Sudanese Arvicanthis. With the use of fluoxetine an inhibitor of 5-HT reuptake commonly prescribed as antidepressant, we have shown that this modulation on SCN and photic synchronization is opposed between diurnal and nocturnal rodents. The last part has delineated the serotonergic paradox in the Rat circadian system. We have found that the serotonergic system induces non-photic effects by activation of 5-HT1A/7 receptors. The photic-like effects are due to activation of the 5-HT2C/3 receptors. This work has demonstrated that the serotonergic system acts in a differential manner between nocturnal and diurnal rodents. These results open biomedical perspectives in Humans, who are also diurnal.