La taille du foie grandit de moitié au cours de la journée

En une journée, la taille du foie des souris peut augmenter de moitié selon que les rongeurs se trouvent en phase de repos ou d’activité. C’est ce que montre une étude réalisée par Flore Sinturel, chercheuse au Département de biologie moléculaire (Faculté des sciences), et ses collègues. Paru le 5 mai dans la revue Cell, le papier décrit les mécanismes cellulaires qui permettent à cet organe, dont le rôle est essentiel dans le métabolisme et l’élimination des toxines, de s’adapter aux cycles d’alimentation et de jeûne et à l’alternance du jour et de la nuit durant 24 heures.

Dans le foie, plus de 350 gènes impliqués dans le métabolisme et la détoxication sont exprimés de façon circadienne

Au cours de l’évolution, les mammifères se sont adaptés aux cadences diurne et nocturne grâce à une horloge centrale située dans le cerveau. Cette dernière, remise quotidiennement à l’heure par la lumière du soleil, synchronise les horloges subalternes présentes dans la plupart des cellules.

Dans le foie, plus de 350 gènes impliqués dans le métabolisme et la détoxication sont exprimés de façon circadienne, c’est-à-dire sur un rythme biologique de 24 heures. Bon nombre d’entre eux sont également influencés par le rythme des prises de nourriture et de l’activité physique. L’équipe genevoise a voulu comprendre comment le foie s’adapte à ces fluctuations.

Chez les souris, qui se nourrissent la nuit et se reposent le jour, les scientifiques ont observé que le foie s’agrandit progressivement durant la phase active pour atteindre un pic de plus de 40% en fin de nuit, avant de revenir à sa taille initiale pendant la journée.

Les chercheurs ont montré que c’est la taille des cellules du foie et leur contenu en protéines qui fluctuent de façon régulière

Plus précisément, les chercheurs ont montré que c’est la taille des cellules du foie et leur contenu en protéines qui fluctuent de façon régulière.
En particulier, le nombre de ribosomes, les organites chargés de produire les protéines nécessaires aux différentes fonctions du foie, oscille de concert avec la taille de la cellule afin d’assurer un pic de production de protéines durant la nuit. Les composants de ribosomes fabriqués en excès sont ensuite dégradés pendant la phase de repos.

Les auteurs ont noté que lorsque les phases d’alimentation de la souris ne correspondent plus à l’horloge biologique, ces fluctuations disparaissent. En d’autres termes, lorsque les souris sont nourries la journée au lieu de la nuit, la taille des cellules du foie (les hépatocytes), ainsi que leur contenu en ribosomes et protéines demeurent pratiquement stables.

Une étude remontant à 1986 a découvert, elle aussi,  des différences de volume du foie chez l’être humain, mesuré sur six heures à l’aide d’ultrasons. Ces résultats, parus il y a 30 ans dans le Journal of Hepatology, suggèrent que si des mécanismes similaires à ceux découverts chez la souris existent chez les humains, le dérèglement des rythmes biologiques exercerait une influence considérable sur les fonctions hépatiques des nombreuses personnes vivant en décalage avec le rythme quotidien en raison du travail de nuit, des horaires alternés ou des voyages internationaux fréquents.