sommeil (Biologie et Anatomie).

sommeil (Biologie et Anatomie). 1 PRÉSENTATION sommeil, état normal et régulier de repos d'un organisme, caractérisé par un faible niveau d'activité physiologique (pression artérielle, rythmes cardiaque et respiratoire) et par une réponse faible aux stimuli externes. Un sommeil sain permet de maintenir, par sa qualité et sa quantité, un état d'alerte optimal pendant les périodes d'éveil. 2 CARACTÉRISTIQUES DU SOMMEIL Pendant le sommeil, un certain nombre de modifications physiologiques peuvent être mesurées chez un individu, comme l'activité électrique du cerveau, les rythmes cardiaque et respiratoire, la pression artérielle, la température, l'activité musculaire ou les mouvements oculaires. L'éveil et les différents stades du sommeil ont été classés en 1968 par Rechtschaffen et Kales, sur la base d'enregistrements électroencéphalographiques mesurant l'activité électrique du cerveau. 2.1 Le sommeil chez l'homme 2.1.1 Les stades du sommeil Sur un cycle de 24 h, l'activité électrique du cerveau subit des changements que l'on classe en plusieurs stades. En l'occurrence, l'électroencéphalogramme (EEG) d'une personne en état de veille se caractérise par une activité à faible voltage de fréquence rapide. Dès que l'individu ferme les yeux, le tracé électroencéphalographique présente de nouvelles ondes, de 8 à 12 cycles par seconde, appelées ondes alpha. Le début du sommeil coïncide avec la disparition de l'activité alpha. La phase de sommeil est ensuite, à son tour, divisée en plusieurs phases en fonction des caractéristiques des ondes cérébrales. Le stade 1, le plus léger, est caractérisé par une activité irrégulière à faible voltage et par une activité plus régulière dite thêta, également à faible voltage, de 4 à 6 cycles/seconde. À ce premier stade succède le stade 2, lequel présente de fréquents tracés en forme de fuseaux, appelés fuseaux de sommeil, de 13 à 15 cycles/seconde, et quelques pointes de haut voltage, connues sous le nom de complexes K. Ensuite vient le stade 3, caractérisé par des ondes delta (activité à haut voltage de 0,5 à 2,5 cycles/seconde), et enfin le stade 4, pour lequel les ondes delta constituent plus de 50 % du tracé. Le sommeil passe ainsi d'un état léger (endormissement) à un état profond, où il devient de plus en plus difficile de réveiller le dormeur. À la suite du stade 4 se produit généralement une cinquième phase, appelée sommeil paradoxal, mise en évidence en 1959 par le neurophysiologiste français Michel Jouvet. Il est caractérisé par une activité électrique du cerveau très similaire à celle de la veille active (quoique d'amplitude un peu moins forte), alors que le patient dort profondément. Cependant, des modifications physiologiques importantes apparaissent : les yeux effectuent des mouvements rapides (le sommeil paradoxal est également appelé sommeil REM -- de l'anglais rapid eye movement, « mouvement rapide des yeux «), le tonus musculaire disparaît, le pouls, le rythme respiratoire et la pression artérielle deviennent très irréguliers. De 60 à 90 % des personnes réveillées pendant ces périodes déclarent qu'elles faisaient un rêve. Cependant, cela ne signifie pas forcément que l'activité onirique ne surviendrait que pendant le sommeil paradoxal : la seule certitude est que les récits des rêves sont plus vivaces et plus détaillés à la sortie de ces phases. 2.1.2 Les cycles de sommeil L'arrivée du sommeil paradoxal est un phénomène cyclique, caractérisé par une période de 90 min environ. À chaque cycle, le sommeil paradoxal dure environ 20 min. Cinq ou six cycles ont en général lieu pendant la durée du repos. Les périodes de sommeil paradoxal représentent un peu plus de 20 % du temps total du sommeil. La première période de sommeil paradoxal survient environ de 70 à 120 min après le début du sommeil. Puis, à chaque cycle, la durée des différentes phases du sommeil varie : au début de la période de repos, les phases 1 à 4 sont prépondérantes, suivies d'une courte phase de sommeil paradoxal. En revanche, au fur et à mesure que le temps passe, la durée du sommeil paradoxal au sein de chaque cycle augmente, pour être maximale juste avant le réveil. 2.1.3 Variations du sommeil Il existe des variations de la qualité et de la structure du sommeil en fonction de l'âge. Dans les tout premiers mois après la naissance, le sommeil de l'enfant se construit : le nouveau-né dort entre 16 et 18 h par jour, dont au moins la moitié est constituée de sommeil paradoxal. Ce pourrait être lié au rôle du sommeil paradoxal dans les processus d'apprentissage (les nourrissons, totalement immatures, ont en effet une quantité énorme de données à assimiler). Les enfants dorment donc beaucoup plus, et leur temps de sommeil paradoxal est bien plus long que chez les adultes. Le jeune adulte passe entre 16 et 17 h éveillé et de 7 à 8 h endormi, dont 6 h de sommeil lent et 1 h 30 de sommeil paradoxal. Le sommeil lent et le sommeil paradoxal baissent légèrement avec l'âge. Ces variations se rencontrent chez presque toutes les espèces de mammifères. 2.2 Le sommeil chez les autres animaux Les recherches sur les animaux ont contribué à confirmer l'importance capitale du sommeil dans le principe même de la vie chez les vertébrés. Ainsi, il est connu que la privation totale de sommeil chez l'animal provoque sa mort, à cause des déficiences immunitaires qu'elle entraîne. Cependant, l'organisation du sommeil est différente selon les espèces animales. Par exemple, les poissons et les amphibiens ont des périodes de repos accompagnées d'une réaction décroissante aux stimuli extérieurs ; toutefois, les enregistrements électroencéphalographiques n'ont pas montré de différences nettes entre l'état d'éveil et l'état de sommeil. Les reptiles présentent un comportement de sommeil dont les enregistrements montrent des résultats assez similaires au sommeil lent constaté chez les mammifères. Dans quelques cas, par exemple chez la tortue, de brefs épisodes d'un état très proche du sommeil paradoxal ont aussi pu être enregistrés. Les oiseaux ont de nettes périodes de sommeil lent et de sommeil paradoxal, bien que ces dernières soient généralement très courtes et qu'elles ne représentent qu'un petit pourcentage de la durée totale du sommeil. En revanche, tous les mammifères ont des périodes de sommeil lent et paradoxal bien marquées, à l'exception peut-être d'un mammifère très primitif, le fourmilier épineux. Certains mammifères marins, tels certains dauphins, présentent une caractéristique particulière ; l'EEG de l'un des hémisphères du cerveau montre toutes les caractéristiques d'un sommeil lent, alors que l'EEG de l'autre partie du cerveau est celui d'un animal actif en état de veille. 3 PHYSIOLOGIE DU SOMMEIL Par la construction de modèles mathématiques corrélés avec des résultats expérimentaux, il a été possible de mieux comprendre comment se construit le sommeil. La nécessité de s'endormir serait commandée par deux déterminants cycliques. Le processus homéostasique décrit l'accumulation des besoins en sommeil de l'organisme : audelà d'une certaine limite, l'envie de sommeil apparaît, c'est le déterminant S. Le déterminant circadien, ou C, exprime le fait qu'un organisme supérieur a un rythme dont la périodicité est d'environ 24 h. Ce rythme est induit à la fois par les conditions de vie et par une horloge biologique endogène, localisée dans l'hypothalamus. C'est l'interaction entre les déterminants S et C qui régulerait un rythme veille / sommeil à peu près constant, à quelques heures près. Le sommeil est accompagné d'un certain nombre de modifications des paramètres physiologiques comme la pression artérielle, le rythme cardiaque ou la température corporelle. Certaines régions du tronc cérébral, la région la plus primitive du cerveau qui régule des fonctions élémentaires comme la respiration et le rythme cardiaque, participent au contrôle des deux états du sommeil (lent et paradoxal). En fait, l'alternance veille-sommeil (et sommeil lent-sommeil paradoxal) est déterminée par un ensemble complexe de régulations connectées entre elles, dans lesquelles interviennent aussi bien le cortex cérébral (siège de la « conscience «, région la plus évoluée du cerveau) que des régions plus primitives comme le tronc cérébral, l'hypothalamus, etc., et qui mettent en jeu des processus aussi bien neuronaux qu'hormonaux. Les différentes fonctions du corps sont régulées par le système nerveux humain différemment pendant le sommeil et l'éveil(par exemple, la température corporelle baisse pendant le sommeil lent). Les changements qui interviennent pendant le sommeil paradoxal sont encore plus importants (en particulier, en ce qui concerne la température). 4 BIOCHIMIE DU SOMMEIL Plusieurs substances chimiques du cerveau sont des neurotransmetteurs qui régulent l'activité des neurones ; ainsi, l'acétylcholine, la sérotonine ou la dopamine, ainsi que bien d'autres substances biologiques, sont impliquées dans la régulation du sommeil. Par exemple, la sérotonine est nécessaire pour l'obtention d'un sommeil normal, bien qu'elle ne soit pas suffisante en elle-même. Les concentrations de cette substance dans les cellules d'une région particulière du cerveau, le raphé dorsal, sont maximales pendant l'éveil ; cependant, si l'on détruit le raphé dorsal, l'animal devient insomniaque, ce qui montre que la sérotonine est très importante dans l'activation du sommeil. L'acétylcholine semble activer le sommeil paradoxal, en association avec d'autres neurotransmetteurs. 5 FONCTIONS DU SOMMEIL Les opinions des scientifiques divergent quant aux réelles fonctions biologiques du sommeil. Les expériences montrent qu'après un exercice physique, une période de faim et à certains moments de besoins métaboliques accrus, le sommeil lent tend à augmenter. Il joue donc probablement un rôle réparateur pour le corps et le cerveau, facilitant peut-être la synthèse de grosses molécules, comme les protéines et l'ARN. En effet, il a été montré que 75 % de la quantité d'hormone de croissance libérée dans une journée l'est pendant le sommeil lent, et cette hormone joue un rôle dans l'activation des voies de synthèse (anabolisme) du métabolisme. Le sommeil paradoxal semble jouer un rôle complexe dans la réparation des processus cérébraux, notamment ceux impliqués dans la concentration, les mécanismes d'éveil, la réalisation de fonctions d'apprentissage ou de mémorisation. Des expériences ont ainsi montré, chez les mammifères, que la durée du sommeil paradoxal est accrue après un apprentissage complexe. Il existe une très grande variation dans les besoins en sommeil. Certaines personnes vivent très bien avec 5 h de sommeil par nuit, tandis que d'autres ont besoin de 10 h, toutes étant physiquement et mentalement parfaitement reposées. Les études sur la privation totale de sommeil et sur la privation sélective des différents stades de sommeil, ainsi que des études sur les « gros dormeurs « (dormant 9 h ou plus) et les « petits dormeurs « (moins de 6 h par jour) montrent qu'un sommeil suffisant est indispensable pour l'état de veille : ainsi, les accidents d'avions ou d'automobiles semblent, pour une bonne part, être provoqués par une fatigue excessive (liée au déterminant S), mais également par un non-respect des rythmes biologiques (lié au déterminant C), car ils se produisent souvent entre 3 et 5 h du matin, à un moment de la journée où l'attention est diminuée et la fatigue augmentée. 6 TROUBLES DU SOMMEIL Liée à la psychiatrie et à la neurologie, la médecine du sommeil traite les troubles du sommeil dont beaucoup sont identifiables. Ils sont généralement divisés en quatre catégories : l'insomnie (caractérisée par des difficultés d'endormissement, un sommeil discontinu avec plusieurs réveils au cours de la nuit ou un réveil précoce), l'hypersomnie (sommeil nocturne long, réveil difficile et somnolences diurnes non réparatrices), la narcolepsie (accès diurnes irrésistibles de sommeil, entraînant un rétablissement de la vigilance) et, enfin, des manifestations épisodiques nocturnes, qui consistent en des troubles divers comme les terreurs nocturnes, les cauchemars, le somnambulisme et l'apnée du sommeil. L'insomnie et l'hypersomnie ne sont que des symptômes qui peuvent avoir des causes variées, par exemple une pathologie douloureuse, des troubles endocriniens, l'utilisation de certaines substances chimiques psychotropes, le syndrome de manque, des problèmes psychologiques, une grande anxiété, une dépression, ou bien un dérèglement de l'horloge biologique (décalage horaire). L'insomnie n'est donc pas une maladie qui peut être guérie par voie chimique, mais dont la cause doit être identifiée. L'apnée du sommeil est caractérisée par de courts arrêts de la respiration ou par une respiration superficielle. Elle concerne environ 24 % des hommes et 9 % des femmes. C'est une pathologie associée au sommeil qui a des retombées importantes sur l'organisme, puisqu'elle augmente la pression artérielle et peut entraîner des troubles cardiovasculaires. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.