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Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XIV - nos 1-2 - janvier-février 2010
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dossier thématique
Sommeil et obésité
Syndrome d’apnées du sommeil chez
l’obèse : mécanismes et conséquences
Sleep apnoea in obese subjects: mechanisms and outcomes
Isabelle Poirot*
*Praticien hospitalier, clinique
de la Charité, CHRU de Lille.
»Le syndrome d’apnées du sommeil est particulièrement fréquent
chez l’obèse.
» Son retentissement est d’autant plus grave que le sujet est d’âge
moyen.
» Son diagnostic est évoqué par l’existence d’un ronflement et d’une
somnolence diurne excessive, et par un score d’Epworth élevé.
» Il est confirmé par diverses explorations, la plus performante étant
la polysomnographie.
» Chez l’obèse, il est associé à un syndrome d’hypoventilation
alvéolaire.
» Le syndrome d’apnées du sommeil a des conséquences
métaboliques et inflammatoires, systémiques et locales.
» Le traitement par pression positive continue améliore le syndrome
d’apnées du sommeil et ses conséquences.
Mots-clés : Sommeil – Syndrome d’apnées du sommeil – Risque cardio-
vasculaire – Inammation – Obésité.
Keywords: Sleep – Sleep apnoea – Cardiovascular risk – Inammation
– Obesity.
Points forts
L
e syndrome d’apnées du sommeil associé à un
problème d’obésité, ou syndrome de Pickwick,
répond à la description littéraire qu’en a fait
Charles Dickens en 1837 : le cocher, imaginé par l’au-
teur, roneur, somnolent, érythrosique et en surpoids,
lui a donné son nom dans les années 1950.
Le syndrome d’apnées obstructives du sommeil (SAOS),
le plus souvent retrouvé en cas d’obésité, est une patho-
logie chronique, caractérisée par des pauses respira-
toires survenant pendant le sommeil, liées au collapsus
répété des voies aériennes supérieures (VAS). La fer-
meture des VAS peut être totale (apnée) ou partielle
(hypopnée). Ce problème mécanique, local, implique
des hypoxies intermittentes de l’ensemble des tissus et
la fragmentation du sommeil. Ces dernières décennies,
le concept d’apnée du sommeil a beaucoup évolué,
arguant de la complexité de cette pathologie, conco-
mitant le plus souvent à d’autres pathologies comme
l’obésité, l’hypertension artérielle, les dyslipidémies, le
diabète de type 2, les pathologies cardio-vasculaires,
dont l’association peut constituer un syndrome méta-
bolique.
Cette pathologie du sommeil est particulièrement
fréquente. On estime, à partir de diérentes études,
et par extrapolation dans la population générale, que
2 % des femmes et 4 % des hommes, d’âge moyen (30
à 60 ans) et présentant un surpoids ou une obésité,
seraient touchés. Les études épidémiologiques sont
difficiles en raison de nombreux biais méthodolo-
giques ou dénitionnels. Trois études réalisées sur de
grands échantillons sont cependant particulièrement
intéressantes car elles répondent aux critères les plus
admis actuellement (1) : la Wisconsin Cohort Study (2),
la Southern Pennsylvania Cohort (3), et une étude
européenne, la Victoria-Gasteiz Spain Cohort (4). Plus
largement, 17 à 24 % des hommes et 5 à 9 % des femmes
répondent aux critères diagnostiques établis par la
Task Force de l’American Academy of Sleep Medecine
(AASM) [1999], critères qui seront exposés ultérieure-
ment. La prévalence d’un ronement associé à une
somnolence diurne excessive et comportant une forte
probabilité de syndrome d’apnées du sommeil (SAS)
est estimée à 30 %.
L’obésité est un facteur de risque essentiel de SAS. La
Sleep Heart Health Study montrait que, sur 6 132 sujets, la
proportion de personnes obèses augmentait en même
temps que la sévérité du SAS et atteignait un taux de
personnes obèses proche de 60 % lorsque le SAS était
sévère. La prévalence du SAS dans l’obésité est moins
connue. On estime que 10 % des sujets obèses présen-
teraient un SAS, voire 40 % des sujets présentant une
obésité massive de classe 3 (5).
Le SAS augmente également avec l’âge : la prévalence
d’un indice d’apnées et d’hypopnées (IAH) supérieur à
10 serait multipliée par 2 dans la tranche d’âge de 65
à 99 ans, et s’associerait à une prévalence accrue de
SAS centraux (3). L’eet âge a une autre particularité :

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Syndrome d’apnée du sommeil chez l’obèse : mécanismes et conséquences
si les femmes sont peu touchées avant la ménopause
–cela étant en partie lié à l’eet protecteur hormonal–,
le risque d’être aectées augmente ensuite.
Si le traitement d’un SAS sévère ne fait pas de doute,
il est parfois dicile et complexe de déterminer un
seuil au-delà duquel survient un retentissement cardio-
vasculaire ou une somnolence diurne excessive. En
eet, de nombreux travaux tendent à montrer qu’avec
l’âge, la prévalence du SAS augmente mais ils démon-
trent en outre qu’il existe deux types de SAS : l’un qui
apparaît chez le sujet d’âge moyen, souvent associé à
d’autres pathologies comme le syndrome métabolique
et comportant un risque cardio-vasculaire important
et l’autre, qui survient, au-delà de 65 ans, et dont les
conséquences sont moindres (3, 4, 6).
Critères diagnostiques du SAS
Le diagnostic d’apnée du sommeil est posé à partir
de faisceaux d’arguments cliniques et paracliniques.
Cliniquement, ronchopathie, sensations d’étoue-
ment, pauses respiratoires, fragmentation du sommeil,
sommeil non réparateur, fatigue diurne, somnolence
diurne excessive, céphalées matinales, hypersudation
nocturne, nycturie, troubles attentionnels, troubles
cognitifs et syndromes dépressifs sont classiquement
décrits dans le cadre du SAS. On y associe également le
surpoids ou l’obésité, l’hypertension artérielle, souvent
dicile à stabiliser. Des anomalies morphologiques
ont été rapportées (cou court et épais, obésité viscé-
rale, microrétrognacie, anomalies ORL (hypertrophie
amygdalienne, par exemple…). Néanmoins, si la lit-
térature est exhaustive à ce sujet, la grande majorité
des adultes sourant d’apnée du sommeil n’a aucune
anomalie morphologique touchant les VAS et vice
versa (7).
Diérents examens peuvent aider au diagnostic : la
saturation en oxygène nocturne (comptabilisant le
nombre d’épisodes de désaturation de 3 ou 4 % par
rapport à la valeur de base de l’enregistrement), la
polygraphie ventilatoire, en milieu hospitalier ou en
ambulatoire (mesurant le débit nasal ou naso-buccal,
les mouvements thoraco-abdominaux, l’oxymétrie, la
position et le ronement). Néanmoins, ces examens
restent des examens de dépistage. L’examen de réfé-
rence est la polysomnographie à domicile ou en milieu
hospitalier, analysant les événements respiratoires, mais
aussi la qualité du sommeil.
Selon les critères actuels, lors d’un enregistrement de
la respiration pendant le sommeil, la somme des évé-
nements respiratoires, apnées ou hypopnées, durant
plus de 10 secondes, rapportés par heure de sommeil,
constitue un indice appelé l’IAH. Le SAS est caractérisé
par un IAH supérieur ou égal à 5 événements par heure
de sommeil, associé à un sommeil non récupérateur
et/ou à une somnolence diurne excessive. Plus l’IAH
est élevé, plus le SAS est sévère : entre 5 et 15, le SAS
est modeste, entre 15 et 30, le SAS est modéré mais
au-delà de 30, le SAS est sévère.
Il existe différents types d’événements respiratoires :
ils peuvent être obstructifs (présence d’efforts respi-
ratoires liés à la lutte contre un obstacle en amont, au
niveau des VAS), centraux (disparition de tout effort
ventilatoire) ou mixtes. Dans le cadre d’événements
respiratoires obstructifs, la ronchopathie est la forme
la plus modérée et le SAS, la forme la plus sévère.
Un syndrome obstructif particulier a été décrit par
Guilleminault et al. en 1993 (8) : le syndrome de hautes
résistances des voies aériennes supérieures, défini
par un IAH inférieur ou égal à 5, une somnolence
diurne excessive, une augmentation de la dépression
inspiratoire mesurée par la pression intra-œsopha-
gienne et un indice de microéveils de plus de 10 par
heure (réactions d’éveil de moins de 15 secondes,
secondaires aux efforts respiratoires). Quel que soit
le type de trouble respiratoire obstructif, il est, le
plus souvent, associé à un problème d’obésité ou
de surpoids, et repose sur les mêmes aspects phy-
siopathologiques.
Dans le cadre de l’obésité, le syndrome d’hypoventila-
tion alvéolaire peut compliquer un SAS. Ce syndrome
est déni par un indice de masse corporelle supérieur
à 30 (kg/m2), associé à une hypoventilation (avec PaCO2
supérieure à 45 mmHg). L’association des deux patholo-
gies nécessite la réalisation d’explorations respiratoires
plus poussées.
La Task Force de l’AASM a proposé des critères diagnos-
tiques reconnus et faisant l’objet d’un consensus quant
à la dénition du SAS (tableau).
Tableau. Critères diagnostiques de la Task Force de l’AASM (1).
Diagnostic de SAS : association des critères A et/ou B et C
Critère A : Somnolence diurne excessive inexpliquée
Critère B : 2 au moins des critères suivants : • ronflement sévère
• arrêts respiratoires nocturnes
• éveils nocturnes répétés
• sommeil non réparateur
• fatigue diurne
• altération de la concentration
Critère C : critère polysomnographique : • IAH + microéveils respiratoires ≥ 5/heure

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dossier thématique
Sommeil et obésité
SAOS et poids : un problème mécanique
Pendant le sommeil, la perméabilité des voies aériennes
supérieures dépend de diérents facteurs. Les structures
pharyngées sont collabables. Selon les lois physiques
élémentaires de Starling ou de Bernoulli, le débit de
l’air circulant à l’intérieur dépend du niveau de pression
d’amont et du gradient de pression régnant entre les
voies aériennes supérieures et les tissus qui les entou-
rent. Ce gradient de pression transmurale est déterminé
par trois variables : la pression à l’intérieur du conduit
ou pression intraluminale, la pression liée à l’activité
tonique et phasique des muscles dilatateurs du pharynx
ou pression péritissulaire et, enn, la pression liée au
poids des tissus mous ou pression tissulaire. Les forces
contribuant au collapsus sont la pression intraluminale
et la pression tissulaire, normalement contrebalan-
cées par la pression péritissulaire. La pression critique
de fermeture représente la pression présente autour de
la partie collabable et dépend de la balance existant
entre les forces empêchant le collapsus et celles qui,
au contraire, le facilitent. Chez le sujet normal, elle est
estimée à environ – 8 cm d’eau (pression subatmos-
phérique), alors que dans l’apnée du sommeil elle est
moins négative, voire positive (gure 1). Il existe une
réponse réexe à la baisse de pression dans les VAS
par augmentation de l’activité neuro-musculaire des
muscles dilatateurs pharyngés. La réponse neuro-
musculaire dépend également de la sensibilité des
chémorécepteurs, notamment des chémorécepteurs
sensibles au CO2 (gure 2).
Au cours du sommeil, il existe une diminution phy-
siologique de l’activité tonique des muscles pharyn-
gés, contribuant à la diminution du volume des VAS
et aggravée par la diminution signicative du réexe
à la diminution de pression intraluminale ; une modi-
cation de la chémosensibilité au CO2 s’y adjoint. Le
sommeil diminue la stimulation des neurones respira-
toires bulbaires par les centres supérieurs. L’instabilité
des VAS est majorée pendant le sommeil par les uc-
tuations d’origine centrale de la ventilation, lors des
transitions entre stades ou pendant le sommeil para-
doxal (gure 3).
La traduction mécanique de l’activité neuro-muscu-
laire sur la pression musculaire dépend de certaines
conditions mécaniques de contraction musculaire, à
savoir de la forme et du diamètre des VAS et des pro-
priétés mécaniques des tissus périmusculaires. Pour
une pression critique donnée, le débit inspiratoire sera
diminué si la pression intraluminale diminue par aug-
mentation des pressions d’amont (perméabilité des
voies nasales) et/ou si la pression tissulaire augmente
(déplacement postérieur de la langue en décubitus
dorsal). L’obésité est responsable de dépôts graisseux
le long des parois pharyngées latérales et contribue à
modier la morphologie des voies aériennes, gênant
ainsi le travail musculaire. Pour compenser, il est
nécessaire alors d’augmenter les eorts musculaires
respiratoires. Cela se traduit par une augmentation
signicative et permanente (à l’éveil comme pendant
le sommeil) de l’activité des muscles dilatateurs chez
le sujet apnéique par rapport à celle-ci chez le sujet
normal. Les muscles se comportent comme s’ils étaient
soumis à un entraînement résistif supramaximal de
longue durée. Les contractions de ces muscles sont
moins ecaces.
Figure 1. Schéma illustrant les diérentes pressions au niveau des voies aériennes supérieures.
Pression musculaire (péritissulaire)
Pharynx
Structure collabable
Pression tissulaire
Pression
motrice d'aval
Débit
inspiratoire
Pression intraluminale
Figure 2. Diérents niveaux de régulation de la ventilation.
Cortex
Veille – sommeil
Centres respiratoires
Muscles
des VAS
Diaphragme
Muscles
accessoires
Motoneurones respiratoires
Mécanorécepteurs
thoraciques
Chémorécepteurs
périphériques
VAS = voies aériennes supérieures.
centraux
PaO2PaCO2
VENTILATION

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Syndrome d’apnée du sommeil chez l’obèse : mécanismes et conséquences
Le SAS, comme l’obésité, est responsable d’une réac-
tion inflammatoire systémique, mais aussi locale
(augmentation de l’IL-6, infiltrations de polynu-
cléaires neutrophiles et lymphocytaires retrouvées
au niveau des VAS) [9]. L’inflammation locale des
VAS peut être mise sur le compte des vibrations
répétées associées au ronflement ou à des méca-
nismes inflammatoires plus complexes. Le calibre, le
diamètre et la morphologie des VAS, les propriétés
contractiles des muscles dilatateurs du pharynx et la
charge mécanique des tissus mous sont modifiés par
la surcharge pondérale, les réactions inflammatoires
locales et l’impact des altérations métaboliques et
inflammatoires mises en évidence dans le SAS mais
également dans l’obésité. Ces altérations engendrent
l’augmentation du risque de collapsibilité existant
pendant le sommeil (10-12).
SAS et inflammation systémique
Le SAS, en raison des arrêts respiratoires intermittents,
est responsable d’hypoxies répétées à l’origine d’un
stress oxydatif important, de réactions inammatoires,
d’un dysfonctionnement mitochondrial, de modi-
cation des cytochrome oxydases et de la diminution
du monoxyde d’azote (NO), anomalies réversibles
après traitement (13). De nombreux marqueurs de
l’inammation ont été étudiés, hélas de façon non
systématique. De nombreuses études ont retrouvé
une augmentation de la protéine C réactive (CRP), de
l’IL-6, du TNFα, du Vascular Endothelial Growth Factor,
des adipokines, de l’érythropoiétine (EPO), des reactive
O2 species ou une diminution du NO (vasodilatateur)
[9]. La perturbation de la balance oxydative liée au SAS
est responsable du dysfonctionnement endothélial,
de l’inammation vasculaire et de l’athérosclérose.
Le stress oxydatif contribue à l’augmentation des
facteurs d’adhésion, d’activation plaquettaire (14) et
des polynucléaires neutrophiles ou des monocytes
(15). L’obésité est également un marqueur important
de stress oxydatif et explique en partie son impact
particulièrement délétère sur les pathologies cardio-
vasculaires (16).
Les conséquences ne sont pas uniquement vasculaires.
En eet, les cytokines pro-inammatoires (comme l’IL-1
ou le TNFα) sont considérées comme des substances
régulant le sommeil, et, chez le sujet normal, elles ont
un rythme circadien de sécrétion (17). La diminution
des interleukines est liée à une bonne nuit de som-
meil et à un sentiment de bien-être le matin au réveil
(impression de sommeil récupérateur). Lors du SAS, ces
facteurs sont nettement augmentés, proportionnelle-
ment à l’existence d’une somnolence diurne excessive.
Le taux de TNFα, comme le taux de l’IL-6, est corrélé
au degré de déstructuration du sommeil, au degré de
l’hypoxie, mais en plus, le taux de l’IL-6 est corrélé à
l’IMC. L’élévation de ces marqueurs reste néanmoins
indépendante de l’obésité (18).
Les études concernant le lien entre la CRP et le SAS
sont contradictoires mais la CRP serait un marqueur
intéressant de la réaction inammatoire systémique
du SAS, indépendamment de l’obésité (19).
SAS, hormones et métabolisme
✓ Le SAS est également responsable d’une résistance
à la leptine. L’hypothalamus joue un rôle central dans
la régulation de la prise alimentaire. Il y coexiste un
centre de la satiété et un centre de la faim. La leptine
est libérée par les adipocytes et sert de signal à l’hy-
pothalamus et le renseigne sur l’état des réserves du
tissu adipeux. Si le stock de graisse de l’organisme
augmente, le taux de leptine va augmenter et l’hy-
pothalamus, ainsi informé, va diminuer son besoin
de nourriture. La synthèse de leptine est corrélée
au taux d’insuline et est modulée par les systèmes
de stress et de cytokines. Outre le rôle de la leptine
dans la régulation de l’appétit et la dépense énergé-
tique, il a été montré chez l’animal qu’elle inuence
Figure 3. Rôle du sommeil sur la physiologie respiratoire.
Sommeil
 Activité respiratoire centrale
 Calibre
 Traction trachéale
 Efficacité de contraction
Modification de la contraction
musculaire, fatigue
Collapsus des VAS
 Pression musculaire  Pression tissulaire
 Pression critique
 Activité des muscles
dilatateurs des VAS
 Activité des muscles
respiratoires
VAS = voies aériennes supérieures.

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dossier thématique
Sommeil et obésité
la croissance pulmonaire et le contrôle respiratoire !
Son rôle est donc complexe. Les perturbations du sys-
tème leptine sont multiples : augmentation retrouvée
habituellement ; rythme circadien altéré dans le SAS,
indépendamment de l’existence d’une obésité, dans
le cadre de laquelle l’on constate une résistance à la
leptine (20, 21).
✓ Une insulinorésistance, peut-être en lien avec l’aug-
mentation du taux de leptine, est également retrouvée
dans le SAS, même en l’absence d’obésité (20, 22).
Le taux d’insuline est plus important chez les patients
apnéiques que chez les patients obèses contrôles
(5, 18, 22). Mais il semble que l’insulinorésistance n’ait
pas toujours de lien bien établi avec l’obésité dans
l’apnée du sommeil. Les résultats sont controversés ;
le lien entre SAS et insulinorésistance semble com-
plexe et hétérogène : eet de l’obésité des patients
observés ? insulinorésistance absente chez certains
patients apnéiques ? (18). Néanmoins, plusieurs études
ont retrouvé une prévalence plus importante de SAS
chez les patients atteints de diabète de type 2 (23).
Quoi qu’il en soit, obésité et SAS, lorsqu’ils sont asso-
ciés, comportent un risque cumulatif de diabète de
type 2 (24) et le diabète constitue lui aussi un facteur
de risque de SAS (25).
✓Le SAS a de plus un impact sur l’axe hypothalamo-
hypophysaire adrénergique, permettant la gestion des
stress aigus, physiques et psychiques. Le sommeil pro-
fond a un eet inhibiteur sur l’axe adrénergique, et
l’hyperactivation adrénergique ou les glucocorticoïdes
ont un eet éveillant et peuvent être responsables
de microéveils. L’existence d’un SAS, par l’alternance
d’hypoxie et de réoxygénation, mais aussi par le biais
de l’alternance de sommeil et de réactions d’éveil,
contribue à activer l’axe adrénergique. Les éveils noc-
turnes répétés sont responsables de pics de cortisol
et d’activation autonomique. Les catécholamines uri-
naires sont élevées dans le SAS. Le taux de cortisol
semble augmenté lors du SAS, indépendamment de
l’obésité (18).
Conclusion
Par les altérations métaboliques, inammatoires, sys-
témiques et locales, et par les anomalies métaboliques
qu’il provoque, le SAS est responsable d’une mortalité
plus élevée et notamment d’une mortalité cardio-vas-
culaire accrue (5,5 ‰ par an sur 5 ans), notamment
chez les sujets de moins de 60 ans symptomatiques
(16). En eet, le risque cardio-vasculaire, mais égale-
ment vasculaire cérébral, est signicativement aug-
menté : hypertension artérielle (50 % des SAS sont
hypertendus), insusance cardiaque (dysfonctionne-
ment systolique ou diastolique), arythmie cardiaque
(bradycardie, bloc auriculo-ventriculaire, brillation
auriculaire), ischémie cardiaque (maladie corona-
rienne, infarctus du myocarde [IDM], sous-décalage
du segment ST pendant la nuit, angor nocturne et,
enn, accident vasculaire cérébral [AVC] [10 à 15 %
des SAS ont une pathologie vasculaire incluant IDM
ou AVC]) [6, 16, 26]. Ces risques cardio-vasculaires et
vasculaires cérébraux sont d’autant plus importants
que le SAS est associé à un autre facteur de risque tel
que l’obésité, l’hypertension artérielle, une dyslipidé-
mie… (27). Or, on sait le lien particulièrement impor-
tant entre ces diérents dysfonctionnements, leur
association fréquente pouvant constituer un syndrome
métabolique. En 2004, S.R. Coughlin et al., ont montré
qu’il existait un risque multiplié par 9 de présenter un
SAS dans le cas d’un syndrome métabolique (28). Ces
pathologies surviennent de façon concomitante et
aggravent mutuellement les anomalies inammatoires
et métaboliques qu’elles provoquent. Le traitement par
pression positive continue du SAS a fait ses preuves,
même si les résultats sont parfois controversés et que
la compliance thérapeutique n’est pas toujours su-
sante. Certaines études ont montré les eets cumulés
de l’association de ces pathologies et le traitement du
SAS pourrait entrer dans un cercle vertueux. ■
Figure 4. Rôle central du stress oxydatif dans le dysfonctionnement endothélial et la formation de l’athérosclérose
(d’après 16).
SAS, hypoxies
intermittentes
Dysfonctionnement endothélial
ATHÉROSCLÉROSE
HTA
Diabète de type 2
Dyslipidémie
Inflammation
– molécules d’adhésion
– cytokines
– adipokines
– leucocytes
– plaquettes
– cellules endothéliales
Stress
oxydatif
Obésité
HTA = hypertension artérielle.