Une étude montre que les hormones humaines suivent également un modèle saisonnier

Nos esprits peuvent être affectés par les longues nuits d’hiver ou les fleurs du printemps, mais qu’en est-il de notre corps? Une nouvelle étude de l’Institut Weizmann des Sciences révèle que nos hormones suivent également un modèle saisonnier.

En analysant les données sur plusieurs types d’hormones issues de millions de tests sanguins, les chercheurs ont découvert que certaines hormones atteignent leur maximum en hiver ou au printemps et d’autres en été.

Cette recherche, publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS), fournit une image large et dynamique de la production d’hormones – couvrant celles liées à la fertilité, par exemple, mais aussi des hormones telles que le cortisol, qui sont pour la plupart de courte durée et ne sont pas considérées comme saisonnières.

Alon Bar a dirigé l’étude avec Avichai Tendler; tous deux sont des étudiants de recherche dans le groupe du professeur Uri Alon au département de biologie cellulaire moléculaire de l’Institut. Le professeur Alon et son équipe ont développé des outils mathématiques pour découvrir des modèles dans de grandes données biologiques.Ainsi, lorsqu’une étude axée sur une seule hormone – le cortisol – a commencé à révéler un modèle saisonnier surprenant, les chercheurs ont décidé de voir si d’autres hormones pourraient également fluctuer selon les saisons.

Ils se sont tournés vers le professeur Amos Tanay du Département d’informatique et de mathématiques appliquées de Weizmann, qui a accès à une base de données maintenue par Clalit, le plus grand HMO d’Israël. Clalit a innové en créant une base de données qui permet aux chercheurs de mener des études biomédicales à grande échelle sur des données de santé, tout en préservant pleinement l’anonymat des sujets.

L’équipe a analysé les taux d’hormones chez les hommes et les femmes âgés de 20 à 50 ans, en millions de tests sanguins triés selon les mois de l’année. Les scientifiques ont estimé qu’ils avaient finalement analysé 46 millions d’années-personnes; les résultats pour chaque hormone ont été calculés en moyenne à partir de six millions de tests sanguins différents.

Les chercheurs ont suivi 11 hormones, dont le cortisol (une hormone du stress libérée par les glandes surrénales), une hormone thyroïdienne, la reproduction et les hormones sexuelles, ainsi qu’une hormone de croissance produite dans le foie.

En moyenne, toutes les hormones ont présenté des pics et des creux au cours d’une année avec une variation saisonnière d’environ cinq pour cent, mais la surprise a été la façon dont certaines hormones ont atteint un sommet à des moments différents.

Par exemple, la testostérone et l’estradiol – des hormones les plus répandues chez les hommes et les femmes, respectivement – étaient des images inverses l’une de l’autre. Autrement dit, chez les hommes, la testostérone a atteint un sommet en janvier et à nouveau, mais un peu plus bas, en août; chez les femmes, l’estradiol a suivi le même schéma.

En revanche, la testostérone chez les femmes et l’estradiol chez les hommes ont culminé plus près d’avril et ont chuté en été. Ainsi, le fait que plus d’enfants soient conçus à certaines saisons peut avoir plus à voir avec les équilibres hormonaux que la floraison des fleurs dans les champs, dit Bar.

La différence entre les hormones qui culminent en hiver-printemps et celles qui attendent l’été était plus déroutante, d’autant plus que celles qui culminent plus tard dans l’année – en été – ont tendance à être les hormones qui contrôlent le premier type.

Ces hormones sont produites dans l’hypophyse, à la base du cerveau, et envoient des messages aux organes reproducteurs, aux glandes surrénales et à d’autres organes qui affectent ou contrôlent ensuite les fonctions ou réactions corporelles.

Ces deuxièmes hormones sont appelées hormones effectrices – c’est-à-dire des hormones qui agissent directement sur le corps – et les chercheurs ont mis au point un modèle mathématique pour expliquer pourquoi les deux types d’hormones, qui sont directement liés, devraient avoir des saisons haute et basse différentes.

Les hormones effectrices telles que le cortisol et les hormones hypophysaires, explique Bar, affectent non seulement le métabolisme et les fonctions du corps, mais aussi les masses des organes eux-mêmes qui sécrètent les hormones. Ce sont les hormones hypophysaires qui stimulent les glandes surrénales à produire du cortisol et provoquent également la croissance de ces glandes.

Mais le cortisol produit dans les glandes surrénales fait rétrécir l’hypophyse, réduisant ainsi finalement la quantité de stimulation des surrénales, qui diminue de nouveau, et ainsi de suite dans une boucle continue. La croissance dynamique et le rétrécissement de ces glandes sont un phénomène connu, et les chercheurs ont pu relier les études mesurant les glandes aux fluctuations hormonales qu’ils avaient observées.

Parce que l’ensemble du processus se déroule progressivement sur des semaines et des mois, il crée un décalage de l’hiver à l’été et inversement, ce qui explique les différences de pics entre les deux groupes d’hormones.

Bien que la cause exacte de ce cycle n’ait pas fait l’objet de l’étude, l’équipe estime que la mélatonine – une hormone déclenchée par la lumière et l’obscurité qui est produite dans le cerveau – est très probablement la «main» qui règle cette horloge d’un an. mouvement.

En supposant que tel est le cas, ils s’attendraient à ce que, par rapport à la population israélienne, les modèles qu’ils aient trouvés soient six mois plus tôt (ou plus tard) dans l’hémisphère sud et que des pics et des vallées plus forts se trouveraient dans la population vivant plus au nord. , où la durée du jour entre les saisons – et, par conséquent, la production de mélatonine – diffère beaucoup plus qu’en Israël.

«Si nous constatons une différence de 5% en Israël, cela pourrait être supérieur à 15% en Europe du Nord», dit Bar – et en effet, l’équipe a trouvé des preuves dans la littérature sur le cortisol du Royaume-Uni, de Suède et d’Australie pour soutenir cette idée. .

Il n’est pas si surprenant que nos hormones aient des cycles saisonniers. De nombreux animaux vivant dans des climats tempérés ont des cycles forts, par exemple, tous donnant naissance à la même saison. Nous pensons que nos systèmes hormonaux ont des «points de consigne» qui produisent des pics, par exemple, dans le stress ou les hormones de la reproduction, et il peut s’agir d’adaptations qui ont évolué pour nous aider à faire face aux changements saisonniers de notre environnement. « 

Alon Bar, professeur, Weizmann Institute of Science