Troubles Circadiens et Sommeil

Sommeil et rythmes biologiques

• Le sommeil est un état réversible de sensibilité réduite à l'environnement, différent du coma ou de l'anesthésie qui ne sont pas réversibles immédiatement.
• Le sommeil est universel, et représente 1/3 de la vie d'un individu, avec environ 1/4 passé à rêver. On lui attribue une fonction évolutive.
• Les rythmes circadiens sont étudiés en chronobiologie, depuis 1970. Ces rythmes biologiques incluent le cycle menstruel, les cycles veille/sommeil, la température corporelle, la naissance/mortalité, le cortisol et la mélatonine, le rythme cardiaque, et la pression sanguine. Les cycles circadiens durent environ 24 heures.
• Carl Von Linné (1707-1778) a étudié l'horloge florale chez les plantes, notant qu'elles s'ouvrent et ferment selon l'heure.

Rythmes circadiens

• Les observations de Mairan (1729) et de Candolle (1832) ont démontré que les rythmes circadiens sont internes et peuvent être mis à "l'heure" par des facteurs externes.
• Les rythmes circadiens sont endogènes et synchronisés avec l'environnement extérieur.
• L'oscillateur, une structure capable de produire des rythmes, est notamment le noyau suprachiasmatique (hypothalamus) qui synchronise les neurones du cortex.

Zeitgebers

• Les zeitgebers sont des indices environnementaux qui synchronisent les oscillateurs. Les exemples incluent la lumière, la température et les interactions sociales. Les animaux comme les souris et les hamsters ont des rythmes circadiens en isolé, avec des durées légèrement différentes de 24 heures (23h chez la souris, 23.6 chez le hamster par exemple). Pour l'être humain, il varie entre 24.5 et 25.5 heures, avec des variations individuelles possibles sur plusieurs mois pouvant varier entre 30 et 36 heures.

Cycle veille-sommeil

• La vigilance et la sécrétion d'hormones, ainsi que d'autres régulations, sont synchronisés sur un cycle de 24 heures. Elles sont contrôlées par des facteurs endogènes et exogènes.
• L'expérience d'isolement de Dement et al. (1976) pendant 2 mois en grotte a démontré que le rythme circadien persiste même en l'absence d'indices externes.

Horloge biologique

• Le noyau suprachiasmatique (NSC) est une paire de noyaux qui se situe au-dessus du chiasme optique et de l'hypophyse. Il produit plusieurs hormones vitales. Il contient des neurones dont la taille est inférieure à 0,3 mm³ et synchronise les fonctions régulées par la lumière.
• Les neurones du NSC conservent le rythme même sans afférences rétiniennes.

Rôle de la lumière

• La lumière est détectée en partie par des cellules ganglionnaires rétiniennes contenant de la mélanopsine, sensibles à la luminosité.
• La rétine relie les axones de ces cellules ganglionnaires au NSC, régulant ainsi l'horloge biologique.
• La luminothérapie peut retarder ou avancer le rythme circadien selon le moment de l'exposition.

Thérapie avec mélatonine

• Un effet inverse de la luminothérapie peut être obtenu avec la mélatonine. Administrée tard dans la nuit, elle retarde le rythme circadien. Tôt dans la nuit, elle l'avance.

Études du NSC

• Les études d'ablation et de transplantation du noyau suprachiasmatique (NSC) chez des primates et des rongeurs montrent l'importance du NSC dans la régulation du rythme circadien et le sommeil.
• Les résultats d'expérience sur animaux avec ablation des NSC ou absence de zeitgebers, démontrent que le rythme circadien est intrinsèque, mais que des facteurs externes (zeitgebers) sont nécessaires à sa synchronisation.

Étude de transplantation

• L'étude de la transplantation du NSC chez les hamsters dorés de Ralph et Menaker (1990) montre que le NSC peut adapter le rythme circadien de l'animal receveur à celui du donneur, soulignant sa fonction dans le contrôle des rythmes biologiques.

Mécanismes du NSC

• Le rythme circadien est généré par un mécanisme moléculaire dans chaque cellule. Des protéines sont influencées par l'expression génétique et forment une boucle de rétroaction.
• Des "gènes d'horloges" influencent l'expression.
• Le cycle circadien a une période endogène de 24 heures, régie par une boucle de rétroaction négative incluant divers transcriptions et protéines.

Mélatonine

• La mélatonine est une hormone sécrétée par la glande pinéale pendant la nuit. Elle est synthétisée à partir du tryptophane et intervient dans le processus de sommeil. Sa sécrétion est influencée par l'absence de lumière.

Rôle exact du sommeil

• Le rôle précis du sommeil est encore mal compris, mais il affecte différents aspects biologiques et comportementaux, incluant l'immunité, la régulation de glucose et des hormones de stress.

Troubles du sommeil

• Les troubles du sommeil comprennent les insomnies (difficultés à initier ou maintenir le sommeil) et les hypersomnies (somnolence excessive).
• La narcolepsie est un trouble qui comprend des phases d'hypersomnie excessive diurne. Elle est causée par un déficit en neurones orexinergiques, et a des symptômes de cataplexie, de périodes d'éveil inexpliqués, et de troubles de la conscience.
• D'autres perturbations du sommeil peuvent survenir, avec des origines et des symptômes variables (somnambulisme, terreurs nocturnes...).

Privation de sommeil

• La privation de sommeil, même de courtes durées, a des conséquences importantes sur la santé et le bien-être des individus. De nombreux tests sur des animaux (rats) comme des études sur des humains, ont démontrés des conséquences sur le système immunitaire, endocrinien, le système neurologique... et même la qualité de vie.

Conséquences de la privation

• La privation de sommeil entraîne des conséquences importantes sur la santé physique et mentale, avec des effets comparables à l'intoxication d'alcool.