physiologie du sommeil 2007 -...
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PHYSIOLOGIE du PHYSIOLOGIE du SOMMEILSOMMEIL
et de la VIGILANCEet de la VIGILANCEP. Escourrou
Laboratoire du SommeilHôpital Béclère - 92141 ClamartSecretariat.pr-escourrou@abc.aphp.frwww.reseau-morphee.org
Veille et Sommeil Le tiers de notre temps est passé à dormir:
à 21 ans nous avons dormi 7 ans90 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?
Eveil / Sommeil
• Vigilance • mobilité• réactivité/défense• positions variables
• Pas de contact extérieur
• mouvements limités• réactivité diminuée• posture stéréotypée• rapidement
réversible( =/= coma)
PHYSIOLOGIE du SOMMEILet de la VIGILANCE
1. Cycle sommeil/vigilance2. Développement du sommeil3. Architecture du sommeil4. Neurobiologie du cycle veille-
sommeil5. Sommeil et fonctions physiologiques6. Pathologies du sommeil
0H 12H 24H
Rythme circadiencirca (environ) - dies (jour)
• Veille-sommeil• Température• Humeur• Fréquence cardiaque• Pression artérielle• Efficience psychomotrice• Certaines hormones
0 12 24Am
plitu
de
PERIODE
PERIODE
Périodes biologiques
Rythmes circadiens de la température et du cortisol
Horloges internes
Mécanismes du rythme circadien
2 Causes :– rythme endogène des oscillateurs (génétique)
• Intracérébraux: SCN, autres• Périphériques: cellulaires
– synchroniseurs externes: stimulations cycliques du monde extérieur :
• alternance jour-nuit• alternance repos-activité• horaires des repas• environnement social
Horloges internes:hypothalamus et périphérie
Horloges internes:hypothalamus et périphérie
Rythme desdivisions cellulaires
Rythme de latempérature
Rythme des sécrétionsglandulaires
Métro- boulot- dodo
Synchroniseur socialAlternance jour-nuit
Cycle de la Lumière et mélatonine
La nuit
Le matin
Dans la journée
Le noyau supra-chiasmatique reçoit les informations lumineuses
L ’épiphyse secrète, pendant l’obscurité, la mélatonine « hormone donneuse de temps »
Rythme entraîné et rythme libre
Allongement de la durée du cycleetDésynchronisation entre températureet veille/sommeil
Rythme entraînésur 24H
Rythme entraînésur 24H
Libre coursen isolationtemporelle25H
S V ∆ min Temp centrale
0123456789
101112131415
10:00 12:00 14:00 16:00 18:00
Sujets normaux
Sujetsnarcoleptiques
Test itératif de latence d'endormissementTest itératif de latence d'endormissement
HeureLate
nce d
’endo
rmiss
emen
t (m
in)
---Adolescents
Rythme circadien de fatigue pendant 3 jours de privation de sommeil
Fatigue
Pour
cent
age
heures
Très fatigué
Pas très fatigué
200
100
14 2 14 2 14 2
Jour 1 Jour 2 Jour 3
BESOINS PHYSIOLOGIQUESde Sommeil
- 6 h, c'est un petit dormeur
- 9 h, c'est un gros dormeur
Le record: un australien qui dort 3h30/nuit
0
5
10
15
20
25
30
35
40
5H 6H 7H 8H 9H 10H
durée du sommeilchez l'adulte
Typologie veille-sommeil
• Typologie diurnesujet du matin:– Se couche-tôt:20H-21H– Se lève tôt:6H-7H
• Typologie nocturnesujet du soir– couche-tard (après
minuit en travail)– Se lève tard:8H-9H
Typologie intermédiaire
REPARTITION MATIN/SOIR
Vrais du matin Plutôt du matin Intermédiaire Plutôt du soir Vrais du soir0
10
20
30
40
50
60
Vrais du matin Plutôt du matin Intermédiaire Plutôt du soir Vrais du soir
Perturbations du rythme circadien
• Désynchronisation– travail de nuit– travail en horaire alterné 3x8– vols transméridiens
• Ajustement– quelques jours : veille-sommeil– une semaine : température– 3 semaines : cortisol
Jet lag vers l’Ouest
Ouest
Rythme veille-sommeil
Rythmes biologiques
Rythme veille-sommeil
Rythmes biologiques
Déc
alag
e ho
rair
eve
rs l'
oues
tR
ythm
e no
rmal
Jour Nuit Jour Nuit Jour
Jour JourNuit Nuit
Jet lag vers l’est
Est
Ryt
hme
norm
al
Déc
alag
e ho
rair
eve
rs l'
est
Rythme veille-sommeil
Rythmes biologiques
Rythmes biologiques
Rythme veille-sommeil
Jour Jour
Jour Jour
Jour
Jour
Nuit Nuit
NuitNuit
PHYSIOLOGIE du SOMMEILet de la VIGILANCE
1. Cycle sommeil/vigilance2. Développement du sommeil3. Architecture du sommeil4. Neurobiologie du cycle veille-sommeil5. Sommeil et fonctions physiologiques.6. Pathologies du sommeil
Sommeil de l ’enfant
PHYSIOLOGIE du SOMMEILet de la VIGILANCE
• 1. Cycle sommeil/vigilance• 2. Développement du sommeil• 3. Architecture du sommeil• 4. Neurobiologie du cycle veille-sommeil• 5. Sommeil et fonctions physiologiques• 6. Pathologies du sommeil
Evolution des connaissances sur le Sommeil
• Avant 1955: un seul sommeil:– Ondes lentes corticales– Ralentissement des
rythmes cardiaque et respiratoire
– mouvements oculaires lents à l’endormissement
• Après 1955: Dement& Jouvet:
• Sommeil lent– Ondes lentes corticales– Ralentissement des rythmes cardiaque
et respiratoire– mouvements oculaires lents à
l’endormissement
• Sommeil Paradoxal– Cortex activé– Irrégularités cardiaque et
respiratoire– Atonie des muscles posturaux– Mouvements oculaires rapides
• Rapid Eye Movements REM
Veille – Sommeil chez le chat: Jouvet, 1955
Caractérisation du Sommeil
• 3 signaux:
– EEG– EOG– EMG
Caractérisation du Sommeil
EEG
HYPNOGRAMME NORMAL
22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00
Eveil
SP
S1
S2
S3
S4
Hypnogrammeet âge
enfant
Jeune adulte
agé
Evolution du sommeil avec l'âge
Développement du sommeil avec l'âge
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 10 20 30 40 50 60 70
Age (ans)
Tem
ps to
tal d
e so
mm
eil (
min
)
Eveil au litStade 1SPStade 2Stade 3-4
Organisation du sommeil chez l ’adulte
• Répartition en % dutemps total de
sommeil
Stade 1 5%Stade 2 50%Stade 3 + 4 25%S. Paradoxal 20%
05
101520253035404550
Stade
1
Stade
2
Stade
3+4
SP
Structure du sommeil• Durée variable: <6H (rare), moyenne 7- 8H,
gros dormeurs (9H-9H30)
• SLP indépendant de la durée du sommeil et plus long si la veille préalable est longue (sieste)
• SP a une survenue maximale entre 6H et midi
• La latence d ’endormissement, la durée du sommeil et la quantité de SP, dépendent de l’heure du coucher par rapport au minimum thermique
Privation totale de sommeil• < 40 H : troubles limités
– irritabilité– difficulté du maintien de la vigilance– diminution efficience pour les tâches complexes– distorsion perceptive
• > 100 H : état psychotique paranoïde
• Récupération: rapide– 1ère nuit: augmentation SLP– 2ème nuit: augmentation SP
PHYSIOLOGIE du SOMMEILet de la VIGILANCE
• 1. Cycle sommeil/vigilance• 2. Développement du sommeil• 3. Architecture du sommeil• 4. Neurobiologie du cycle veille-sommeil• 5. Sommeil et fonctions physiologiques• 6. Pathologies du sommeil
Mécanismes du Sommeil Paradoxal:rôle de l ’hypocrétine
PHYSIOLOGIE du SOMMEILet de la VIGILANCE
• 1. Cycle sommeil/vigilance• 2. Développement du sommeil• 3. Architecture du sommeil• 4. Neurobiologie du cycle veille-sommeil• 5. Sommeil et fonctions physiologiques• 6. Pathologies du sommeil
Fonctions du sommeil ?• Le(s) rôle(s) fonctionnel du sommeil est
inconnu• Le sommeil est commun à toutes les
espèces animales: résultat de l’évolution des espèces pour leur survie?
• Il fait partie d’un rythme plus fondamental: cycle activité-repos (règne animal et aussi végétal)
Fonctions du sommeil ?• Théorie adaptative:
– rapport proie-prédateur dictant certains type? de sommeil
– Maintien de fonction vitale: sommeil unihémisphérique du dauphin
• Conservation de l’énergie:– Économie de 10% par rapport à l’éveil calme– Privation de sommeil augmente la prise alimentaire– Nécessaire pour réduire la dépense énergétique liée
à l’homéothermie
Fonctions du sommeil ?• Fonctions restauratrice de l’état
physiologique ou cognitif dégradé pendant la veille?
• Fonction de réorganisation synaptique?– Surtout pour le SP– Élimination des interactions indésirables dans
les réseaux neuronaux du cortex– Stimulation des synapses potentiellement
utiles
Fonctions du sommeil ?
• Sommeil Lent Profond– Récupération du
fonctionnement psychomoteur diurne normal
– Récupération physique– Prioritaire: noyau dur
pendant les 4 à 5 premières heures de S
• Sommeil Paradoxal ??– Nouveau-né : stimulations
endogènes pour mettre en place les comportements
– Apprentissage?– Mémorisation à long terme
?
Modifications respiratoirespendant le sommeil
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Eveil
Stade
1
Stade
2
Stade
3+4
SP to
n
SP ph
as
Freq Resp %Vol courant %Sa02 %R. Pharynx u.
Modifications cardio-vasculairespendant le sommeil
0
20
40
60
80
100
120
Eveil
Stade
1
Stade
2
Stade
3+4
SP to
n
SP ph
as
Freq CardDébit card %Pres Art %Res Pér %
Activité sexuelle et sommeil(tumescence pénienne)
Sommeil et voies aériennessupérieures:Sommeil et voies aériennessupérieures:
respiration apnée obstructive
ENREGISTREMENT DU SOMMEIL AU LABORATOIRE
ENREGISTREMENTAMBULATOIREDE LA RESPIRATIONAU COUS DU SOMMEIL