Role of the circadian clock in the endocrine pulsatilities
Implication de l'horloge circadienne dans le contrôle des pulsatilités endocrines
Résumé
The pulsatility of hormones secretion is crucial in the endocrine system, because it confers to hormones: a role and their efficiency. In this respect, the objective of my thesis was to study the involvement of the circadian clock, which controls the daily rhythms of numerous aspects of the physiology and behavior, in these endocrine pulsatilities. In the first part of my work, we studied two functions involving a neuroendocrine pulsatile activity - body growth and female reproduction-, in the knock-out mice Cry1-/-Cry2-/-, devoid of a functional circadian clock. The main results indicate, at first, that the circadian clock interferes with the GH ultradian pulsatility, and secondly, that the circadian clock is necessary for the preservation of the infradian cycles bound to the reproduction. This study shows, on one hand that, the circadian clock plays a role in mechanisms responsible for hormonal pulsatility, and on the other hand, that this circadian clock can control non-circadian rhythms. The second part of my work consisted in understanding at which level the clock may act to regulate the endocrine pulsatility. We were interested in the pituitary gland, an important gland of the endocrine system, which presents various types of pulsatility, circadian and not circadian. The pituitary gland expresses the main the clock genes and proteins according to a daily rhythm. And, although the various cells which compose the pituitary have a different endocrine rhythmic functioning, their clocks are in phase. Finally, the pituitary clock seems to integrate various signals, such as light and food. This characterization serves as a basis for new studies to understand if the pituitary clock could also coordinate the activity of the endocrine cells within the gland and so facilitate the genesis of a global pulsatility.
La pulsatililité des sécrétions hormonales est cruciale dans le système endocrine, puisqu'elle confère aux hormones : leur rôle et leur efficacité d'action. Dans ce cadre, l'objectif de ma thèse a été d'étudier l'implication de l'horloge circadienne, qui contrôle les rythmes journaliers de nombreux aspects de la physiologie et du comportement, dans ces pulsatilités endocrines. Dans un premier temps, nous avons étudié deux fonctions impliquant une activité neuroendocrine pulsatile - la croissance et la reproduction -, chez les souris Cry1-/-Cry2-/-, dépourvues d'horloge circadienne fonctionnelle. Les principaux résultats indiquent, premièrement, que l'horloge circadienne interfère avec la pulsatilité ultradienne de GH, et deuxièmement, que l'horloge circadienne est nécessaire au maintien des cycles infradiens liés à la reproduction. Cette étude montre, d'une part, que l'horloge circadienne joue un rôle dans les mécanismes responsables des pulsatilités hormonales, et d'autre part, qu'elle peut contrôler des rythmes non-circadiens. Dans un second temps, afin de comprendre à quel niveau l'horloge agit pour réguler les pulsatilités endocrines, nous nous sommes intéressés à l'hypophyse, une glande majeure du système endocrine, qui présente différents types de pulsatilités, circadiennes et non circadiennes. L'hypophyse exprime les principaux gènes et protéines horloges avec un rythme journalier. Et, bien que les différentes cellules endocrines qui la composent, aient un fonctionnement rythmique différent, leurs horloges sont en phase. Enfin, l'horloge hypophysaire semble intégrer différents signaux : la lumière et la nourriture. Cette caractérisation sert de base pour de nouvelles études visant à comprendre si l'horloge hypophysaire pourrait aussi coordonner l'activité des cellules endocrines au sein de la glande et ainsi favoriser l'émergence d'une pulsatilité globale.