PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE
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PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE P. Escourrou Laboratoire du Sommeil Hôpital Béclère - 92141 Clamart [email protected] www.reseau-morphee.org Veille et Sommeil Le tiers de notre temps est passé à dormir: à 21 ans nous avons dormi 7 ans 90 ans 30 ans • De combien d’heures de sommeil avons-nous besoin? • Pourquoi dormons nous? • Quels sont les mécanismes du sommeil • Que se passe-t-il dans l’organisme quand nous dormons? Eveil / Sommeil • • • • Vigilance mobilité réactivité/défense positions variables • Pas de contact extérieur • mouvements limités • réactivité diminuée • posture stéréotypée • rapidement réversible ( =/= coma) PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE 1. Cycle sommeil/vigilance 2. Développement du sommeil 3. Architecture du sommeil 4. Neurobiologie du cycle veillesommeil 5. Sommeil et fonctions physiologiques 6. Pathologies du sommeil 0H 12H 24H Rythme circadien circa (environ) - dies (jour) 0 Amplitude PERIODE 12 24 PERIODE • • • • • • • Veille-sommeil Température Humeur Fréquence cardiaque Pression artérielle Efficience psychomotrice Certaines hormones Périodes biologiques Rythmes circadiens de la température et du cortisol Horloges internes Mécanismes du rythme circadien 2 Causes : – rythme endogène des oscillateurs (génétique) • Intracérébraux: SCN, autres • Périphériques: cellulaires – synchroniseurs externes: stimulations cycliques du monde extérieur : • • • • alternance jour-nuit alternance repos-activité horaires des repas environnement social Métro- boulot- dodo Alternance jour-nuit Synchroniseur social Horloges internes: internes: Horloges hypothalamus et et périphérie périphérie hypothalamus Rythme des sécrétions glandulaires Rythme de la température Rythme des divisions cellulaires Cycle de la Lumière et mélatonine La nuit Le matin Dans la journée Le noyau suprachiasmatique reçoit les informations lumineuses L ’épiphyse secrète, pendant l’obscurité, la mélatonine « hormone donneuse de temps » Rythme entraîné et rythme libre S V ∆ min Temp centrale Rythme entraîné sur 24H Libre cours en isolation temporelle 25H Rythme entraîné sur 24H Allongement de la durée du cycle et Désynchronisation entre température et veille/sommeil Latence d’endormissement (min) Test Testitératif itératifde delatence latenced'endormissement d'endormissement 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 10:00 ---Adolescents Sujets normaux Sujets narcoleptiques Heure 12:00 14:00 16:00 18:00 Rythme circadien de fatigue pendant 3 jours de privation de sommeil Pourcentage Fatigue Très fatigué 200 100 Pas très fatigué heures 14 2 Jour 1 14 Jour 2 2 14 2 Jour 3 BESOINS PHYSIOLOGIQUES de Sommeil 40 35 30 25 durée du sommeil chez l'adulte 20 15 10 - 6 h, c'est un petit dormeur 5 - 9 h, c'est un gros dormeur 0 Le record: un australien qui dort 3h30/nuit 5H 6H 7H 8H 9H 10H Typologie veille-sommeil • Typologie diurne sujet du matin: – Se couche-tôt: 20H-21H – Se lève tôt: 6H-7H • Typologie nocturne sujet du soir – couche-tard (après minuit en travail) – Se lève tard: 8H-9H Typologie intermédiaire REPARTITION MATIN/SOIR 60 50 40 30 20 10 0 Vrais du matin Plutôt du matin Intermédiaire Plutôt du soir Vrais du soir Perturbations du rythme circadien • Désynchronisation – travail de nuit – travail en horaire alterné 3x8 – vols transméridiens • Ajustement – quelques jours : veille-sommeil – une semaine : température – 3 semaines : cortisol Jet lag vers l’Ouest Rythme normal Rythme veille-sommeil Rythmes biologiques Nuit Jour Nuit Jour Jour Décalage horaire vers l'ouest Rythme veille-sommeil Rythmes biologiques Ouest Jour Nuit Jour Nuit Jet lag vers l’est Rythme normal Rythme veille-sommeil Rythmes biologiques Jour Nuit Jour Nuit Jour Décalage horaire vers l'est Rythme veille-sommeil Rythmes biologiques Est Jour Nuit Jour Nuit Jour PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE 1. Cycle sommeil/vigilance 2. Développement du sommeil 3. Architecture du sommeil 4. Neurobiologie du cycle veille-sommeil 5. Sommeil et fonctions physiologiques. 6. Pathologies du sommeil Sommeil de l ’enfant PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE • • • • • • 1. Cycle sommeil/vigilance 2. Développement du sommeil 3. Architecture du sommeil 4. Neurobiologie du cycle veille-sommeil 5. Sommeil et fonctions physiologiques 6. Pathologies du sommeil Evolution des connaissances sur le Sommeil • Avant 1955: un seul sommeil: – Ondes lentes corticales – Ralentissement des rythmes cardiaque et respiratoire – mouvements oculaires lents à l’endormissement • Après 1955: Dement & Jouvet: • Sommeil lent – – – Ondes lentes corticales Ralentissement des rythmes cardiaque et respiratoire mouvements oculaires lents à l’endormissement • Sommeil Paradoxal – Cortex activé – Irrégularités cardiaque et respiratoire – Atonie des muscles posturaux – Mouvements oculaires rapides • Rapid Eye Movements REM Veille – Sommeil chez le chat: Jouvet, 1955 Caractérisation du Sommeil • 3 signaux: – EEG – EOG – EMG Caractérisation du Sommeil EEG HYPNOGRAMME NORMAL Eveil SP S1 S2 S3 S4 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 Hypnogramme et âge enfant Jeune adulte agé Evolution du sommeil avec l'âge Temps total de sommeil (min) Développement du sommeil avec l'âge 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 10 20 30 40 Age (ans) 50 60 70 Eveil au lit Stade 1 SP Stade 2 Stade 3-4 Organisation du sommeil chez l ’adulte • Répartition en % du temps total de sommeil Stade 1 Stade 2 Stade 3 + 4 S. Paradoxal 5% 50% 25% 20% 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 2 +4 e e 3 ad ad ade t t S S St SP Structure du sommeil • Durée variable: <6H (rare), moyenne 7- 8H, gros dormeurs (9H-9H30) • SLP indépendant de la durée du sommeil et plus long si la veille préalable est longue (sieste) • SP a une survenue maximale entre 6H et midi • La latence d ’endormissement, la durée du sommeil et la quantité de SP, dépendent de l’heure du coucher par rapport au minimum thermique Privation totale de sommeil • < 40 H : troubles limités – – – – irritabilité difficulté du maintien de la vigilance diminution efficience pour les tâches complexes distorsion perceptive • > 100 H : état psychotique paranoïde • Récupération: rapide – 1ère nuit: augmentation SLP – 2ème nuit: augmentation SP PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE • • • • • • 1. Cycle sommeil/vigilance 2. Développement du sommeil 3. Architecture du sommeil 4. Neurobiologie du cycle veille-sommeil 5. Sommeil et fonctions physiologiques 6. Pathologies du sommeil Mécanismes du Sommeil Paradoxal: rôle de l ’hypocrétine PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE • • • • • • 1. Cycle sommeil/vigilance 2. Développement du sommeil 3. Architecture du sommeil 4. Neurobiologie du cycle veille-sommeil 5. Sommeil et fonctions physiologiques 6. Pathologies du sommeil Fonctions du sommeil ? • Le(s) rôle(s) fonctionnel du sommeil est inconnu • Le sommeil est commun à toutes les espèces animales: résultat de l’évolution des espèces pour leur survie? • Il fait partie d’un rythme plus fondamental: cycle activité-repos (règne animal et aussi végétal) Fonctions du sommeil ? • Théorie adaptative: – rapport proie-prédateur dictant certains type? de sommeil – Maintien de fonction vitale: sommeil unihémisphérique du dauphin • Conservation de l’énergie: – Économie de 10% par rapport à l’éveil calme – Privation de sommeil augmente la prise alimentaire – Nécessaire pour réduire la dépense énergétique liée à l’homéothermie Fonctions du sommeil ? • Fonctions restauratrice de l’état physiologique ou cognitif dégradé pendant la veille? • Fonction de réorganisation synaptique? – Surtout pour le SP – Élimination des interactions indésirables dans les réseaux neuronaux du cortex – Stimulation des synapses potentiellement utiles Fonctions du sommeil ? • Sommeil Lent Profond – Récupération du fonctionnement psychomoteur diurne normal – Récupération physique – Prioritaire: noyau dur pendant les 4 à 5 premières heures de S • Sommeil Paradoxal ?? – Nouveau-né : stimulations endogènes pour mettre en place les comportements – Apprentissage? – Mémorisation à long terme ? Modifications respiratoires pendant le sommeil 160 140 120 Freq Resp % Vol courant % Sa02 % R. Pharynx u. 100 80 60 40 20 0 il e Ev 1 e ad t S 4 2 + e 3 d e a ad St t S SP n to SP s a ph Modifications cardio-vasculaires pendant le sommeil 120 100 80 Freq Card Débit card % Pres Art % Res Pér % 60 40 20 0 il e Ev 1 e ad t S 4 2 + e 3 d e a ad St t S SP n to SP s a ph Activité sexuelle et sommeil (tumescence pénienne) Sommeil et voies aériennes supérieures: respiration apnée obstructive ENREGISTREMENT DU SOMMEIL AU LABORATOIRE ENREGISTREMENT AMBULATOIRE DE LA RESPIRATION AU COUS DU SOMMEIL
