La fonction de la mélanopsine, un photopigment rétinien, est dévoilée

La détection de la lumière par l’œil s’accompagne d’une perception visuelle (images, couleurs et mouvements) et d’une perception “non visuelle”. Moins bien comprise que la vision consciente, cette dernière contrôle diverses fonctions, comme la synchronisation par la lumière de l’horloge biologique. Alors que les scientifiques croyaient, il y a encore quelques années, que les photorécepteurs de type cônes et bâtonnets étaient les seules cellules rétiniennes capables de détecter la lumière, un nouveau photopigment, exclusivement dédié à la photo-réception non visuelle, la mélanopsine, a été découvert en 2000. Les travaux d’une équipe de l’Inserm⁽¹⁾ viennent de montrer que chacun de ces trois photorécepteurs contribue à la photodétection non visuelle, selon des caractéristiques propres et de façon complémentaire. Ainsi, une souris dépourvue de cônes et de bâtonnets souffre d’une cécité perceptive, mais conserve une capacité de synchronisation de ses rythmes biologiques par la lumière. Au contraire, chez une souris sans mélanopsine, la vision est intacte, alors que les fonctions non visuelles sont altérées.

La mélanopsine n’est activée que pour des expositions de longue durée

Chaque photopigment exprime une sensibilité qui lui est propre, selon le spectre lumineux, l’intensité et la durée de l’exposition lumineuse. Ainsi, les bâtonnets, sensibles à de faibles niveaux de luminosité, cessent de fonctionner dès que l’intensité de la lumière augmente. Les cônes, réceptifs à la lumière verte et ultraviolette, prennent alors la relève. La mélanopsine, quant à elle, n’est stimulée que lorsque l’exposition lumineuse est élevée et longue (plusieurs minutes). La lumière environnementale, qui change de l’aube jusqu’au crépuscule, génère ainsi un signal photique envoyé à l’horloge biologique qui sera successivement dominé par l’un ou l’autre des photorécepteurs, selon l’intensité et la couleur du spectre de la lumière.

Cette étude apporte une avancée dans la recherche sur les désordres chronobiologiques. Les chercheurs de l’Inserm, en collaboration avec des cliniciens ophtalmologistes, étudient également l’influence de certaines maladies oculaires sur l’horloge biologique, par exemple le glaucome. Ces travaux sont suivis de près par des industriels qui développent des stratégies d’illumination des maisons et des espaces publics afin de contrôler la couleur et l’intensité de la lumière au cours de la journée pour optimiser la photoréception visuelle et non visuelle.

• (1) Travaux menés par Ouria Dkhissi-Benyahya, du département de chronobiologie, dirigé par H.M. Cooper, à l’Unité Inserm 846 « Institut cellule souche et cerveau » (directeur H. Kennedy, Lyon-Bron). Sources : www.inserm.fr et « Modeling the role of mid-wavelength cones in circadian responses to light », par Ouria Dkhissi-Benyahya et coll., paru dans la revue Neuron, 1^er/3/2007, n° 53, pp. 677-687.