MANQUE DE SOMMEIL ET RISQUE D OBESITE ET DE DIABETE. Karine Spiegel, PhD

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1 MANQUE DE SOMMEIL ET RISQUE D OBESITE ET DE DIABETE Karine Spiegel, PhD Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon INSERM U UMR 5292 Equipe «Physiologie intégrée du système d'éveil»

2 Obligation de déclaration des liens d intérêts prévu à l article L du Code de la Santé Publique Dr Karine SPIEGEL Période Industrie pharmaceutique, prestataire, société privée Coordonnateur études Investigateur études Consultant Invitation à des congrès Orateur rémunéré Novo Nordisk, CENAS - Sleep Center Actionnaire

3 Obésité et diabète : des épidémies Comportements impliqués dans ces épidémies: Activité physique & prise alimentaire & Sommeil?

4 Manque de sommeil 4

5 Le manque de sommeil est de plus en plus courant dans nos sociétés modernes Restriction volontaire du temps passé au lit Augmentation de la prévalence de l insomnie Augmentation de la prévalence du syndrome d apnées du sommeil (SAS) Vieillissement de la population - Travail en horaires décalés

6 10 9 USA La durée du sommeil des adultes américains a diminué de plus de 1h30 au cours des 50 dernières années. Durée de sommeil (heures) Années Adapté de McAllister et al, Crit Rev in Food Nutr & Sci, 49: , 2009

7 USA Pourcentage d adultes dormant 6h ou moins par nuit en 1985 et en 2004 SOURCES: Unpublished data, National Health Interview Survey, MMWR, 2005, 54(37);933

8 FRANCE Durée du sommeil des ans : 6H58 en semaine 3 H 0.3% 4 H 5 H 0.8% 8% Dorment 6H ou moins : 33% 6 H 24% 7 H 8 H 25% 38% Dorment 7 ou 8 H : 63% 9 H 3% 10 H 11 H 1% 0.1% Dorment 9H ou plus : 4% 12 H 0.1%

9 MANQUE DE SOMMEIL ET RISQUE D OBESITE ET DE DIABETE I. Sommeil court et risque d obésité II. Sommeil court et risque de diabète III. Extension de sommeil chez des petits dormeurs

10 Etudes épidémiologiques : lien entre sommeil court et IMC/adiposité élevé (Décembre 2010) ENFANTS, ADOLESCENTS & ADULTES ENFANTS & ADOLESCENTS ADULTES # ETUDES RAPPORTANT CE LIEN # TOTAL ETUDES # ETUDES RAPPORTANT CE LIEN # TOTAL ETUDES # ETUDES RAPPORTANT CE LIEN # TOTAL ETUDES ETUDES TRANSVERSALES ETUDES LONGITUDINALES TOUTES LES ETUDES Sommeil court : généralement < 6h chez l adulte

11 Etudes épidémiologiques : lien entre sommeil court et IMC/adiposité élevé (Décembre 2010) ENFANTS, ADOLESCENTS & ADULTES ENFANTS & ADOLESCENTS ADULTES # ETUDES RAPPORTANT CE LIEN # TOTAL ETUDES # ETUDES RAPPORTANT CE LIEN # TOTAL ETUDES # ETUDES RAPPORTANT CE LIEN # TOTAL ETUDES ETUDES TRANSVERSALES ETUDES LONGITUDINALES TOUTES LES ETUDES Sommeil court : généralement < 6h chez l adulte

12 Lien sommeil court et risque accru d obésité: quels mécanismes? Nous avons mesuré 2 hormones clefs impliquées dans la régulation de l appétit chez des hommes jeunes de poids normal, tout en contrôlant l activité physique et l apport calorique. Leptine Ghréline - + Appétit Appétit

13 LEPTINE anorexigène (ng/ml) % p<0.04 Restriction de sommeil: leptine diminuée, ghréline augmentée Perfusion constante de glucose (5g/kg/24h) GHRELINE orexigène (ng/ml) % p< HEURES 12 hommes Age : 22 ± 2 ans IMC : 24 ± 2 kg/m 2 APRES 2 NUITS DE 4 HEURES AU LIT APRES 2 NUITS DE 10 HEURES AU LIT Spiegel et al, Ann Int Med, 2004

14 Restriction de sommeil: Sensation de faim et d appétit augmentée FAIM (cms) 24%; p<0.01 APPETIT (cms) 23%; p< CLOCK TIME APRES 2 NUITS DE 4 HEURES AU LIT APRES 2 NUITS DE 10 HEURES AU LIT Spiegel et al, Ann Int Med, 2004

15 L augmentation de la faim est proportionnelle à l ampleur des modifications hormonales 3 AUGMENTATION DE LA FAIM rsp = 0.867, p = AUGMENTATION DU RAPPORT GHRELINE SUR LEPTINE Spiegel et al, Ann Int Med, 2004

16 SCORES D APPETIT APRES 2 NUITS DE 4H AU LIT VS 2 NUITS DE 10H AU LIT CATEGORIES D ALIMENT p Différence % ALIMENTS RICHES EN GRAISSES ET EN SUCRES SUCRERIES ALIMENTS SALES % +45% total % ALIMENTS PAUVRES EN GRAISSES ET RICHES EN GLUCIDES FECULENTS % FRUITS ET JUS DE FRUIT % LEGUMES % total % ALIMENTS RICHES EN PROTEINES VIANDE, POISSON, OEUF % PRODUITS I LAITIERS % total % APPETIT GLOBAL % Spiegel et al, Ann Int Med, 141 (2004)

17 24h energy expenditure (Kcals/day) Apport calorique 5% accru = adaptation normale à l'augmentation de dépense énergétique liée à l éveil prolongé? 16 adultes (8 H, 8 F), 22 ± 5 ans, BMI 23 ± 2 kg/m 2 5-day average food intake (Kcals/day) 6% 5 nuits de sommeil habituel (~ 7h40 de sommeil) 5 nuits de 5h au lit (~ 4h40 de sommeil)

18 24h energy expenditure (Kcals/day) 5% 16 adultes (8 H, 8 F), 22 ± 5 ans, BMI 23 ± 2 kg/m 2 5-day average food intake (Kcals/day) 6% 5 nuits de sommeil habituel (~ 7h40 de sommeil) 5 nuits de 5h au lit (~ 4h40 de sommeil)

19 24h energy expenditure (Kcals/day) 5% Dépense énergétique en condition de vie normale? 16 adultes (8 H, 8 F), 22 ± 5 ans, BMI 23 ± 2 kg/m ± 0.5 kg 5-day average food intake (Kcals/day) 6% 5-day average weight gain (kg) 5 nuits de sommeil habituel (~ 7h40 de sommeil) 5 nuits de 5h au lit (~ 4h40 de sommeil)

20 SELF-REPORTED SLEEP AND PREVALENCE OF OBESITY IN THE US Average sleep / day (hours) 10 Percent of U.S. Population Obese Year Adapted from McAllister et al, Crit Rev in Food Nutr & Sci, 49: , 2009

21 MANQUE DE SOMMEIL ET RISQUE D OBESITE ET DE DIABETE I. Sommeil court et risque d obésité II. Sommeil court et risque de diabète III. Extension de sommeil chez des petits dormeurs

22 TEST INTRAVEINEUX DE TOLERANCE AU GLUCOSE GLUCOSE (mg.dl -1 ) APRES 5 NUITS DE 4H AU LIT BIEN REPOSES 11 hommes en bonne santé Age : 22 ± 1 ans; IMC : 23.4 ± 0.5 kg/m 2 50 INSULINE (pm) TEMPS (min) TEMPS (min) %.min P TOLERANCE AU GLUCOSE pm.min P REPONSE AIGUE DE L INSULINE %.min P EFFICIENCE DU GLUCOSE 10-5.min -1.pM P SENSIBILITE A L INSULINE Spiegel et al., Lancet (1999) & Morselli et al, Pflugers Arch - Eur J Physiol (2012)

23 TOLERANCE AU GLUCOSE Kg : pente de décroissance des taux de glucose après injection intraveineuse de glucose SIGNIFICATIVITE CLINIQUE Kg (% / min) Sujets de ans en dette de sommeil 1.45 ± 0.31 Sujets de ans bien reposés 2.40 ± 0.41 Kg (% / min) Sujets de ans présentant une altération de la tolérance au glucose (1) Sujets de ans en bonne forme physique (2) (1) from Garcia et al, J Am Geriatr Soc 45: 813-7, (2) from Prigeon et al, Metabolism 44: , 1995.

24 DISPOSITION INDEX : UN MARQUEUR DU RISQUE DE DIABETE Disposition Index : 3000 p=0.003 Réponse aigüe de l insuline (µu.ml -1.min) 2000 X Sensibilité à l insuline (10 4.min -1.(µU/ml) -1 ) APRES 5 NUITS DE 4H AU LIT APRES 5 NUITS DE 12H AU LIT Spiegel et al., Nature Reviews Endocrinology, 2009

25 Restriction de sommeil et métabolisme glucidique Sensibilité à l insuline (mu/l) -1.min * * * * * * Sécrétion d insuline 400 mu.l -1.min * NA Indice de 2000 disposition * * NA * R=condition bien reposée 0 R 6 x 4h R 14 x 5.5h R au lit au lit Nedeltcheva 2009 Spiegel 1999 Leproult x 5h au lit Buxton 2010 R 4 x 4.5h au lit Broussard 2012 R 7 x 5h au lit Leproult

26 Désalignement circadien & restriction de sommeil Restriction de sommeil SANS désalignement circadien Restriction de sommeil AVEC désalignement circadien B1 B2 B3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D HEURE HEURE 14 Leproult R, Holmbäck U, Van Cauter E Diabetes

27 Changements de sensibilité à l insuline Restriction de sommeil SANS désalignement circadien Restriction de sommeil AVEC désalignement circadien Rested Sleep debt 20 Rested Sleep debt -32% (25%) vs. -58% (13%) : P=0.011 Leproult R, Holmbäck U, Van Cauter E Diabetes

28 Short Sleep and Incidence of Type 2 Diabetes: A Meta-Analysis 9 prospective studies with a follow-up of >3 years Combined effect (random model): P=0.024 n=90,623 Number of incident cases: 3,079 Cappuccio et al. Diabetes Care 33: , 2010

29 ARCHITECTURE DU SOMMEIL: HYPNOGRAMME EEG Eveil 1er cycle 2ème cycle 3ème cycle 4ème cycle 5ème cycle SP ou REM NREM 1 NREM 2 NREM 3 Ondes lentes delta NREM 3 = Sommeil Lent Profond (SLP)

30 Métabolisme glucidique (IVGTT) Sensibilité à l insuline (mu/l - 1. min - 1 ) Baseline 25% * Après 3 nuits de suppression de SLP Réponse aigüe de l insuline (mu/l - 1. min) Baseline Après 3 nuits de suppression de SLP Tasali et al., PNAS 2008

31 Résultats: Métabolisme glucidique (IVGTT) Sensibilité à l insuline (mu/l - 1. min - 1 ) % * Réponse aigüe de l insuline (mu/l - 1. min) Tolérance au glucose (%. min - 1 ) 2 * Disposition Index 2,800 2,100 * 1 23% 1, % 0 0 Baseline Après 3 nuits de suppression de SLP Baseline Après 3 nuits de suppression de SLP Tasali et al., PNAS 2008

32 MANQUE DE SOMMEIL ET RISQUE D OBESITE ET DE DIABETE I. Sommeil court et risque d obésité II. Sommeil court et risque de diabète III. Extension de sommeil -chez l adulte sain -chez des petits dormeurs obèses

33 Extension de sommeil adultes sains 16 sujets (3 hommes) non obèses en bonne santé (20-50 ans) Durée moyenne de sommeil < 7h et plus importante le WE TEMPS TOTAL DE SOMMEIL (minutes) Actigraphie 480 Jours de semaine * * * 480 Week-ends ns Semaines 1-2 Habituel Semaines 1-2 Semaines 3-4 I n t e r v e n t i o n Semaines Semaines 1-2 Habituel Semaines 1-2 Semaines 3-4 I n t e r v e n t i o n Semaines 5-6 Leproult et al. Sleep 2014

34 Extension de sommeil adultes sains 10 SENSIBILITE A L INSULINE A JEUN QU UICKI (% ch hange) r = +0.72, P = Temps total de sommeil (% change) Leproult et al. Sleep 2014 Restriction sommeil Qualité sommeil Désalignement circadien Extension sommeil Conclusion

35 SOMMEIL ET METABOLISME I. Sommeil court et risque d obésité II. Sommeil court et risque de diabète III. Extension de sommeil -chez l adulte sain -chez des petits dormeurs obèses

36 Objectifs de l étude Déterminer chez des jeunes adultes obèses dormant habituellement peu (<7h/nuit) les effets bénéfiques d une extension du temps passé au lit sur: La durée et la qualité du sommeil Les marqueurs subjectifs, comportementaux et neuroendocriniens de la régulation de la prise alimentaire.

37 Un sommeil court et/ou de mauvaise qualité est un facteur de risque de maladies métaboliques Obésité Diabète Sommeil court / de mauvaise qualité

38 Des stratégies visant à optimiser le sommeil pourraient avoir des effets bénéfiques chez le sujet sain et dans les maladies métaboliques