El sueño normal: fisiologia y mecanismos Normal Sleep: physiology and mechanisms

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1 El sueño normal: fisiologia y mecanismos Normal Sleep: physiology and mechanisms P.Escourrou Centre de Médecine du Sommeil Hôpital Béclère, Clamart, France

2 Veille et Sommeil Le Ders 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?

3 PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE. Cycle sommeil/vigilance. Architecture du sommeil. Neurobiologie du cycle veille- sommeil. Sommeil et foncdons physiologiques. PrivaDon de sommeil

4 0H 12H 24H

5 Historique 1729: Jacques d Ortous de Mairan, fleur de mimosa Alternance lumière - obscurité Obscurité constante La plante a donc une horloge interne.

6 Rythmes circadiens de la température et du cordsol

7 Le sommeil et la vigilance: un phénomène circadien Le rythme veille- sommeil est réglé sur 24 h (adulte) La Somnolence est physiologique en début d après- midi Facilité à s endormir 7:00 15:00 22:00 7:00 15:00 22:00 7:00 heures

8 Mécanismes du rythme circadien 2 Causes : rythme endogène des oscillateurs (génédque) Intracérébraux: SCN (Noyau Supra ChiasmaDque), autres Périphériques: cellulaires synchroniseurs externes: sdmuladons cycliques du monde extérieur : alternance jour- nuit alternance repos- acdvité horaires des repas environnement social

9 Synchroniseur cosmique Synchroniseurs sociaux Alternance jour-nuit Synchroniseur social Horloges internes: hypothalamus et périphérie Rythme du sommeil et de la vigilance Rythme de la température Rythme des divisions cellulaires

10 Cycle de la Lumière et mélatonine La nuit Le noyau suprachiasmatique reçoit les informations lumineuses Le matin L épiphyse secrète, pendant l obscurité, la mélatonine «hormone donneuse de temps» Dans la journée

11 OrganisaDon générale des rythmes circadiens

12 L équilibre entre Veille et Sommeil Temps écoulé depuis notre dernier Épisode sommeil Propension au sommeil HORLOGE interne endormissement SDmuli externes: environnement SDmuli internes: modvadon Propension À la veille

13 Latence d endormissement (min) Evaluation de la Vigilance diurne: Test itératif de latence d'endormissement :00 12:00 14:00 16:00 18:00 ---Adolescents Heure Sujets normaux Sujets narcoleptiques

14 40 BESOINS PHYSIOLOGIQUES de Sommeil H 6H 7H 8H 9H 10H durée du sommeil chez l'adulte - 6 h, c'est un court dormeur - 9 h, c'est un long dormeur

15 Typologie veille- sommeil Typologie diurne sujet du madn: 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

16 PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE. Cycle sommeil/vigilance. Architecture du sommeil. Neurobiologie du cycle veille- sommeil. Sommeil et foncdons physiologiques. PrivaDon de sommeil

17 L enregistrement du sommeil par la Polysomnographie Il permet de déterminer les stades du Sommeil pour construire l hypnogramme de la nuit

18 Veille SP SL SP Le sommeil normal: hypnogramme! EEG EOG EMG Veille Sommeil léger Non Rapid Eye Movements Sommeil profond Rapid Eye Movements S. paradoxal

19 Pourcentages et durées des stades chez un adulte normal SP: 20-25% REM Veille: < 5% Stade N1: 2-5 % Stade N3 : 18-25% PTS = 7-10 h Stade N2: 45%-55% Sommeil lent : 75-80% NREM

20 EvoluDon du sommeil avec l âge

21 EvoluDon du sommeil avec l'âge Développement du sommeil avec l'âge 1000 Temps total de sommeil (min) Age (ans) Eveil au lit Stade 1 SP Stade 2 Stade 3-4

22 PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE. Cycle sommeil/vigilance. Développement du sommeil. Architecture du sommeil. Neurobiologie du cycle veille- sommeil. Sommeil et foncdons physiologiques. PrivaDon de sommeil

23 Systèmes d Eveil SLEEP WAKE GABA GAL ACh HIST 5-HT NE Le système réticulé activateur dans le Tronc Cérébral est constitué de noyaux qui envoient des projections activatrices vers les structures de la base du cerveau et du cortex. Noyaux activateurs: Ach: cholinergique NE: noradrénergique 5-HT: sérotonine; Hist: histamine Noyaux inhibiteurs: GABAergique- GALanine Saper CB, et al. Trends Neurosci

24 Systèmes de Sommeil SLEEP WAKE Thalamus GABA VLPO ACh HIST 5-HT NE VLPO (noyau préoptique ventrolateral) initie et maintient le sommeil en libérant le GABA inhibant les neurones promoteurs de l éveil Saper CB, et al. Trends Neurosci

25 Mécanismes de l Eveil et du Sommeil Paradoxal: rôle de l hypocrédne (orexine) Cellules à hypocrétine: + éveil - sommeil paradoxal

26 Neurobiologie du cycle Veille- Sommeil La vigilance est sous le contrôle de nombreux mécanismes redondants Le sommeil est un état acdf et non la simple inhibidon de l éveil Le sommeil comporte plusieurs stades progressifs: Sommeil lent léger Sommeil lent profond Sommeil paradoxal ( REM) où l acdvité encéphalographique proche de l éveil s accompagne de mouvements oculaires rapides et d une atonie des muscles

27 PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE. Cycle sommeil/vigilance. Développement du sommeil. Architecture du sommeil. Neurobiologie du cycle veille- sommeil. Sommeil et foncdons physiologiques. PrivaDon du sommeil

28 La foncdon du Sommeil FoncDon restauratrice de l organisme : - synthèse protéique - mitoses - sécrédon de l hormone de croissance (GH) (Surtout pendant sommeil lent profond)

29 La foncdon du Sommeil FoncDon restauratrice du système nerveux central : - Performances psycho- motrices - Impact sur l humeur - rôle dans la mémorisadon et dans l apprendssage de tâches nouvelles - - rôle dans la vie psychique (rêves)

30 FoncDons du sommeil Sommeil Lent Profond RécupéraDon du foncdonnement psychomoteur diurne normal RécupéraDon physique Prioritaire: noyau dur pendant les 4 à 5 premières heures de Sommeil Sommeil Paradoxal?? Nouveau- né : sdmuladons endogènes pour mepre en place les comportements ApprenDssage? MémorisaDon à long terme?

31 ModificaDons respiratoires pendant le sommeil Freq Resp % Vol courant % Sa02 % R. Pharynx u Eveil S Lent Profond Stade1 Stade2 Stade3+4 SP ton SP phas Sommeil Paradoxal

32 VenDlaDon pendant le Sommeil

33 ModificaDons cardio- vasculaires pendant le sommeil Freq Card Débit card % Pres Art % Res Pér % 0

34 PHYSIOLOGIE du SOMMEIL et de la VIGILANCE. Cycle sommeil/vigilance. Architecture du sommeil. Neurobiologie du cycle veille- sommeil. Sommeil et foncdons physiologiques. PrivaDon de sommeil

35 DiminuDon de la durée du sommeil avec le «progrès» de la civilisadon Depuis l apparidon de l électricité répercussions majeures sur le foncdonnement diurne: irritabilité, difficultés de concentradon, risque accidentel élevé Risque à long terme: Obésité Risque cardio- vasculaire Déficit cognidf et mémoire Durée du sommeil (source NSF)

36 Dormir ou conduire: il faut choisir! L insuffisance de sommeil est une cause sérieuse de détérioradon des performances 17h sans dormir après le lever équivaut à une alcoolémie de 0,5 g/l 24h sans dormir, à une alcoolémie de 1g/l Lamond & Dawson, J. Sleep. Res 1999

37 Impact de la durée du sommeil sur la régulation neuroendocrinienne de lʼappétit? " " " " 2 hormones clefs impliquées dans la régulation de lʼappétit." Leptine" Ghréline" -" +" Appétit" Appétit"

38 24-H LEPTIN PROFILES" meal" meal" meal" LEPTIN" (ng/ml)" 5.5" 3.5" AFTER 6 DAYS OF" 12-H BEDTIMES" "(9H03' OF SLEEP)" AFTER 6 DAYS OF" 4-H BEDTIMES" (3h49'! OF SLEEP)" 1.5" 9" 13" 17" 21" 1" 5" 9" CLOCK TIME" " " " " " " " "p level"% change" 24-h leptin levels (ng/ml) "4.5 ± 0.8 "3.6 ± 0.6 "p=0.003 "- 19 %" Amplitude (ng/ml) " "1.5 ± 0.3 "1.1 ± 0.2 "p=0.007 "- 28 %" Spiegel et al, J. Clin Endocrinol. Metab., 89 (2004)!

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40 Facteurs de risque de surpoids/obésité: Quebec Family Study Les gens dormant peu (<6h vs 7h) ont près de 4 fois plus de chance de présenter une obésité High alcohol intake Non-consumption of vitamins No vigorous physical activity Low calcium intake Short sleep duration High lipid intake High restraint behaviour High hunger behaviour High disinhibition behaviour Adjusted OR Logistic regression analysis adjusted for age, sex, and socioeconomic status. n = 537 adultes de 18 à 64 ans Chaput et al. Obesity (2009)

41 GH and total sleep deprivation Brandenberger, Gronfier et al., Lancet 2000 DIU Sommeil Variations hormonales circadiennes C. Gronfier

42 Conséquences d une privadon chronique de sommeil Somnolence diurne (accidents de la route, accidents du travail, difficultés sociales ) Troubles de l apendon et de la mémoire Troubles de l humeur (irritabilité, dépression) Retard scolaire Retard de croissance Baisse d efficacité au travail Obésité, Diabète, Maladies cardiovasculaires...

43 Nymphe de la Fontaine (Lucas El Viejo)

44 Dali

45 Conclusions Le sommeil est le 1/ 3 de notre vie C est un état acdf et complexe Certaines phases du sommeil sont à risque pour le système cardiorespiratoire (Sommeil paradoxal) La privadon de sommeil a des conséquences néfastes Le Sommeil est la seule médecine qui soulage Sophocle 4 ème avjc