Régulations circadienne et homéostasique du sommeil DIU Veille-Sommeil Novembre 2005
Processus de régulation 3 processus: - circadienne (processus C) - homéostasie (accumulation d une dette de sommeil) (processus S) - ultradienne (rythme de 90 min: alternance SL et SP) modèles de régulation du sommeil
Les rythmes circadiens Définition: - circa: environ - dies: jour donc environ 24 heures Autres rythmes: ultradien (< 24 heures) et infradien (> 24 heures) Chaque espèce a un rythme qui lui est propre
Historique 1729: Jacques d Ortous de Mairan
Pic de mélatonine
NSC et mélatonine
La mélatonine Sécretion pendant la phase nocturne, même chez les animaux nocturnes. Son rôle reste mal connu: - hypnotique? - chronobiotique? Résultats des études variables Non commercialisée en France
Variation circadienne de l activité neuronale Fréquence de décharge (imp.s -1 ) 12 10 8 6 4 2 Région DM (n =141) Période diurne Période nocturne Fréquence de décharge (imp.s -1 ) 12 10 8 6 4 2 Région VL (n =131) Période diurne Période nocturne 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Heure circadienne Heure circadienne 13
Les zeitgebers = synchroniseurs externes Il s agit de la lumière, des rythmes sociaux, de l alimentation, de l exercice physique si absence de synchroniseurs: libre cours ou «free running»
Libre cours Chaque espèce a son propre rythme Expérience d isolement temporel: rythme endogène puis parfois, désynchronisation interne (le sommeil n est plus en phase avec les autres rythmes corporels)
La lumière Synchroniseur important des rythmes si nuit polaire: désynchronisation des rythmes si pas d activité sociale Effet différent de la lumière selon le moment à laquelle l exposition se fait
La lumière CT 0 = allumage lumière Retard de phase Avance de phase Avance de phase Retard de phase
Souris témoin 23,7 heures Souris KO pour le gène Clock 24,8 heures
Avec NSC et mutation tau (période de 20 h)
Les rythmes circadiens Synchroniseurs sociaux Lumière Noyaux supra-chiasmatiques Influence des gènes Rythmes sécrétions glandulaires Rythmes température, cortisol Rythmes veille-sommeil Rythmes des Divisions cellulaires
Hypothalamus Thermorégulation température NSC Rythmes biologiques et comportementaux Relation température - sommeil 26
Relation sommeil et température Régulation homéostatique Thermorégulation (POHA) Température Etat de vigilance Rythme Veille- Sommeil Rythmes (NSC) Régulation circadienne
Régulation homéostasique Ondes lentes cérébrales: indicateur physiologique de l homéostasie du sommeil lent Ondes lentes delta: différenciation des stades de sommeil lent Modifications des ondes lentes entre début de nuit et fin de nuit
LE SOMMEIL Alternance sur 24 h de veille et de sommeil. 2 moments privilégiés pour dormir : la nuit et en début d AM. Evolution du sommeil en fonction de l âge.
DIFFERENTS STADES DE SOMMEIL Différenciation en fonction de l EEG, de l EOG et de l EMG. 6 états de vigilance différents : -l éveil - le sommeil lent léger de stade 1 - le sommeil lent léger de stade 2 - le sommeil lent profond de stade 3 - le sommeil lent profond de stade 4 - le sommeil paradoxal
EVOLUTION DANS LA NUIT
Hypnogramme : Sommeil organisé en cycles (1 h 30) Evolution au cours de la nuit : début de nuit, SLP fin de nuit, SP (REM)
Etudes des siestes Siestes en fin d AM contiennent plus d ondes lentes que celles de début de journée Si nuit de courte durée, sieste de début de journée: plus d ondes lentes
Privations de sommeil Si privation de sommeil (totale ou partielle): augmentation du SL la nuit suivante. De la même façon, augmentation des ondes lentes Augmentation fonction de la durée de la période d éveil
Differences entre les 2 systèmes HOMEOSTASIE Influence éveil et sommeil OUI CIRCADIEN NON Influence circadienne NON OUI Paramètres du sommeil principalement affectés Ondes lentes et SL Temps de sommeil SP Autres paramètres influencés? Temperature Hormones Structure régulatrice? NSC Effet lésion NSC Aucun Modifications +++ Effet lumière Aucun Decalage de phase
Hypothèse pour le système homéostasique Adénosine : Produit de dégradation de l ATP 2 types de récepteurs de type 1 et 2 Accumulation d adénosine pendant l éveil. Si adénosine injectée dans le tronc cérébral : initiation du sommeil Antagoniste des récepteurs de l adénosine : théophylline et caféine
Pendant la veille Libération de NA, VIP, 5-HT, Histamine Augm AMPc dans les astrocytes Déplétion en glycogène cérébral Déficit énergétique transitoire Augm adénosine
L adénosine Besoin en sommeil augmente pendant l éveil Libération adénosine dans cortex Théophylline Caféine - Stimulation récepteur A1 Augm conductance neuronale potassique Potentialisation synchronisation corticale Augm SLP
Troubles du rythme circadien Liés à l environnement : - Travail posté - Jet-lag Troubles endogènes : - Syndrome de retard de phase - Syndrome d avance de phase - Rythmes hypernycthéméraux - Absence de rythme
Travail posté (1) 20% de la population active en France Cycles veille-sommeil non en phase avec les variations périodiques de l'environnement et notamment avec les cycles lumière-obscurité Difficultés d adaptation Adaptation plus facile si célibataire, si sujet jeune, si court dormeur, si changement de poste dans le sens des aiguilles d une montre.
Travail posté (2) Symptomatologie parfois observée : Mauvaise qualité du sommeil (difficultés à s'endormir, éveils intra-sommeil, éveil précoce) Somnolence diurne excessive Excès de poids Troubles digestifs Syndrome dépressif
Jet-lag (1) Voyage vers l ouest plus facile à supporter que les voyages vers l est. Désynchronisation de l ensemble des rythmes biologiques par rapport à l environnement. Sommeil se resynchronise plus vite que les autres rythmes en quelques jours
Jet-lag (2) Symptômes : - Fatigue - Céphalées - Perturbation du sommeil - Troubles cognitifs - Troubles de l humeur - Troubles digestifs et de l appétit
Jet-lag (3) Comment lutter contre le jet-lag? - Renforcement des synchroniseurs externes au bon moment et évitement aux mauvais moments. - Lutte contre la privation de sommeil - Eviter l alcool - Mélatonine - Hypnotiques à demi-vie courte
Syndrome de retard de phase (1) Sujet ne pouvant s endormir et se réveiller à une heure désirée. Le plus souvent ne peut s endormir avant 2 à 3 heures du matin. Sommeil de qualité et de durée normale. Rythme de 24 heures mais décalé dans le temps.
Syndrome de retard de phase (2) Se plaint de SDE Parfois syndrome dépressif Penser à ce diagnostic!!!! Agenda du sommeil Actimétrie Traitement par chronothérapie + + + Photothérapie possible
Syndrome d avance de phase Rare Sommeil survenant tôt dans la soirée et donc réveil précoce dans la nuit Physiologique chez les sujets âgés Traitement par chronothérapie
Syndromes hypernycthéméraux Rythme non pas de 24 heures mais souvent supérieur (25 heures en moyenne) Donc décalage permanent Diagnostic pas toujours facile Actimétrie et agenda du sommeil
Absence de rythmes Etiologies : - Mal voyants - Pathologies neurologiques Diagnostic par agenda de sommeil et actimétrie Traitement