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Sommeil et obésité
dossier
thématique
Syndrome d’apnées du sommeil chez
l’obèse : mécanismes et conséquences
Sleep apnoea in obese subjects: mechanisms and outcomes
Isabelle Poirot*
»»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.
P o i nt s f o rt s
»»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 cardiovasculaire – Inflammation – Obésité.
Keywords: Sleep – Sleep apnoea – Cardiovascular risk – Inflammation
– Obesity.
L
*Praticien hospitalier, clinique
de la Charité, CHRU de Lille.
16
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’auteur, ronfleur, 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 pathologie chronique, caractérisée par des pauses respiratoires survenant pendant le sommeil, liées au collapsus
répété des voies aériennes supérieures (VAS). La fermeture 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, concomitant 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 métabolique.
Cette pathologie du sommeil est particulièrement
fréquente. On estime, à partir de différentes 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 méthodologiques ou définitionnels. 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 ultérieurement. La prévalence d’un ronflement 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 présenteraient 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’effet âge a une autre particularité :
Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XIV - nos 1-2 - janvier-février 2010
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’effet protecteur hormonal –,
le risque d’être affectées augmente ensuite.
Si le traitement d’un SAS sévère ne fait pas de doute,
il est parfois difficile et complexe de déterminer un
seuil au-delà duquel survient un retentissement cardiovasculaire ou une somnolence diurne excessive. En
effet, de nombreux travaux tendent à montrer qu’avec
l’âge, la prévalence du SAS augmente mais ils démontrent 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’étouffement, 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
difficile à stabiliser. Des anomalies morphologiques
ont été rapportées (cou court et épais, obésité viscérale, microrétrognacie, anomalies ORL (hypertrophie
amygdalienne, par exemple…). Néanmoins, si la littérature est exhaustive à ce sujet, la grande majorité
des adultes souffrant d’apnée du sommeil n’a aucune
anomalie morphologique touchant les VAS et vice
versa (7).
Différents 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 ronflement). Néanmoins, ces examens
restent des examens de dépistage. L’examen de référence 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 événements 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 respiratoires 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-œsophagienne 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 physiopathologiques.
Dans le cadre de l’obésité, le syndrome d’hypoventilation alvéolaire peut compliquer un SAS. Ce syndrome
est défini 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 pathologies nécessite la réalisation d’explorations respiratoires
plus poussées.
La Task Force de l’AASM a proposé des critères diagnostiques reconnus et faisant l’objet d’un consensus quant
à la définition 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
Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XIV - nos 1-2 - janvier-février 2010
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Sommeil et obésité
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SAOS et poids : un problème mécanique
Pendant le sommeil, la perméabilité des voies aériennes
supérieures dépend de différents 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 entourent. 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, enfin, la pression liée au
Pression musculaire (péritissulaire)
Pression tissulaire
Débit
inspiratoire
Pression
motrice d'aval
Pression intraluminale
Pharynx
Structure collabable
Figure 1. Schéma illustrant les différentes pressions au niveau des voies aériennes supérieures.
Cortex
Veille – sommeil
Centres respiratoires
Mécanorécepteurs
thoraciques
Chémorécepteurs
périphériques
centraux
PaO2
PaCO2
VAS = voies aériennes supérieures.
Figure 2. Différents niveaux de régulation de la ventilation.
18
Motoneurones respiratoires
Muscles
des VAS
Diaphragme
Muscles
accessoires
VENTILATION
poids des tissus mous ou pression tissulaire. Les forces
contribuant au collapsus sont la pression intraluminale
et la pression tissulaire, normalement contrebalancées 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 subatmosphérique), alors que dans l’apnée du sommeil elle est
moins négative, voire positive (figure 1). Il existe une
réponse réflexe à la baisse de pression dans les VAS
par augmentation de l’activité neuro-musculaire des
muscles dilatateurs pharyngés. La réponse neuromusculaire dépend également de la sensibilité des
chémorécepteurs, notamment des chémorécepteurs
sensibles au CO2 (figure 2).
Au cours du sommeil, il existe une diminution physiologique de l’activité tonique des muscles pharyngés, contribuant à la diminution du volume des VAS
et aggravée par la diminution significative du réflexe
à la diminution de pression intraluminale ; une modification de la chémosensibilité au CO2 s’y adjoint. Le
sommeil diminue la stimulation des neurones respiratoires bulbaires par les centres supérieurs. L’instabilité
des VAS est majorée pendant le sommeil par les fluctuations d’origine centrale de la ventilation, lors des
transitions entre stades ou pendant le sommeil paradoxal (figure 3).
La traduction mécanique de l’activité neuro-musculaire sur la pression musculaire dépend de certaines
conditions mécaniques de contraction musculaire, à
savoir de la forme et du diamètre des VAS et des propriétés mécaniques des tissus périmusculaires. Pour
une pression critique donnée, le débit inspiratoire sera
diminué si la pression intraluminale diminue par augmentation 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
modifier la morphologie des voies aériennes, gênant
ainsi le travail musculaire. Pour compenser, il est
nécessaire alors d’augmenter les efforts musculaires
respiratoires. Cela se traduit par une augmentation
significative 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 efficaces.
Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XIV - nos 1-2 - janvier-février 2010
Syndrome d’apnée du sommeil chez l’obèse : mécanismes et conséquences
Le SAS, comme l’obésité, est responsable d’une réaction inflammatoire systémique, mais aussi locale
(augmentation de l’IL-6, infiltrations de polynucléaires 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 mécanismes 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 inflammatoires,
d’un dysfonctionnement mitochondrial, de modification des cytochrome oxydases et de la diminution
du monoxyde d’azote (NO), anomalies réversibles
après traitement (13). De nombreux marqueurs de
l’inflammation 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’inflammation 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 cardiovasculaires (16).
Les conséquences ne sont pas uniquement vasculaires.
En effet, les cytokines pro-inflammatoires (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 sommeil et à un sentiment de bien-être le matin au réveil
(impression de sommeil récupérateur). Lors du SAS, ces
Sommeil
 Activité respiratoire centrale
 Activité des muscles
dilatateurs des VAS
 Efficacité de contraction
 Activité des muscles
respiratoires
 Calibre
 Pression musculaire
 Pression tissulaire
 Traction trachéale
 Pression critique
Modification de la contraction
musculaire, fatigue
VAS = voies aériennes supérieures.
Collapsus des VAS
Figure 3. Rôle du sommeil sur la physiologie respiratoire.
facteurs sont nettement augmentés, proportionnellement 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 inflammatoire 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’hypothalamus 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’hypothalamus, 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 énergétique, il a été montré chez l’animal qu’elle influence
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Sommeil et obésité
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Obésité
SAS, hypoxies
intermittentes
HTA
Diabète de type 2
Dyslipidémie
Stress
oxydatif
Inflammation
– molécules d’adhésion
– cytokines
– adipokines
– leucocytes
– plaquettes
– cellules endothéliales
fond a un effet inhibiteur sur l’axe adrénergique, et
l’hyperactivation adrénergique ou les glucocorticoïdes
ont un effet 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 nocturnes répétés sont responsables de pics de cortisol
et d’activation autonomique. Les catécholamines urinaires sont élevées dans le SAS. Le taux de cortisol
semble augmenté lors du SAS, indépendamment de
l’obésité (18).
Conclusion Dysfonctionnement endothélial
ATHÉROSCLÉROSE
HTA = hypertension artérielle.
Figure 4. Rôle central du stress oxydatif dans le dysfonctionnement endothélial et la formation de l’athérosclérose
(d’après 16).
la croissance pulmonaire et le contrôle respiratoire !
Son rôle est donc complexe. Les perturbations du système 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’augmentation 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 complexe et hétérogène : effet 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 associés, 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 hypothalamohypophysaire adrénergique, permettant la gestion des
stress aigus, physiques et psychiques. Le sommeil pro-
20
Par les altérations métaboliques, inflammatoires, systémiques 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-vasculaire accrue (5,5 ‰ par an sur 5 ans), notamment
chez les sujets de moins de 60 ans symptomatiques
(16). En effet, le risque cardio-vasculaire, mais également vasculaire cérébral, est significativement augmenté : hypertension artérielle (50 % des SAS sont
hypertendus), insuffisance cardiaque (dysfonctionnement systolique ou diastolique), arythmie cardiaque
(bradycardie, bloc auriculo-ventriculaire, fibrillation
auriculaire), ischémie cardiaque (maladie coronarienne, infarctus du myocarde [IDM], sous-décalage
du segment ST pendant la nuit, angor nocturne et,
enfin, 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 dyslipidémie… (27). Or, on sait le lien particulièrement important entre ces différents 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 inflammatoires
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 suffisante. Certaines études ont montré les effets cumulés
de l’association de ces pathologies et le traitement du
SAS pourrait entrer dans un cercle vertueux.
■
Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XIV - nos 1-2 - janvier-février 2010
Syndrome d’apnée du sommeil chez l’obèse : mécanismes et conséquences
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bloc-NoTes
Jury
Le jury sera constitué de cinq membres :
Président : J.M. Lecerf (Lille) – CIinicien :
O. Ziegler (Nancy) – Chercheur : M. Lafontan
(Toulouse) – Sociologue : J.P. Poulain (Toulouse)
– Psychiatre : B. Waysfeld (Paris)
Contact
Dr J.M. Lecerf,
Institut Pasteur de Lille – Service de nutrition
1, rue du Professeur Calmette, BP 245, 59019
Lille Cedex
E-mail : [email protected]
Prix de projet de recherche
de Brides-les-Bains
••Objet
Ce prix a pour objet de récompenser un projet de recherche dans Ie domaine de la Nutrition,
de l’Obésité, ou du Thermalisme en lien avec l’obésité et/ou la nutrition.
••Modalités de remise et de présentation du projet de recherche
Le projet sera remis au plus tard le 30 mars 2010
••Prix
Deux prix de 10 000 € au maximum seront décernés annuellement en septembre-octobre
lors des Journées de Nutrition de Brides-les-Bains.
Correspondances en Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition - Vol. XIV - nos 1-2 - janvier-février 2010
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