Physiologie du sommeil

En moyenne, une personne passe un tiers de sa vie à dormir. Le sommeil (ou du moins l'alternance de périodes d'activité et de repos) est un mécanisme essentiel d'adaptation physiologique chez tous les êtres vivants. Cela confirme la théorie selon laquelle le sommeil joue un rôle important dans le maintien d'une activité vitale optimale. Étonnamment, notre compréhension d'une question aussi importante que la finalité du sommeil est encore rudimentaire et floue. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour développer des concepts fondamentaux dans ce domaine. Voici un aperçu de la physiologie du sommeil, incluant les principaux mécanismes de sa régulation et les hypothèses expliquant ses fonctions.

Les patients demandent souvent combien d'heures de sommeil ils ont besoin. Bien que la réponse la plus courante soit 8 heures, certaines personnes ont besoin de 4,5 heures de sommeil, tandis que d'autres en ont besoin de 10. Ainsi, 8 heures ne constituent qu'une moyenne et, en général, ce chiffre varie considérablement d'un individu à l'autre. Cependant, comme les personnes dont la durée de sommeil s'écarte significativement de la moyenne constituent une minorité absolue, elles doivent faire l'objet d'un examen approprié afin de détecter d'éventuels troubles du sommeil.

Le moment, la durée et la structure du sommeil varient selon les espèces. Les humains ont tendance à s'endormir la nuit et à se réveiller après le lever du soleil. Avec l'avènement de l'éclairage artificiel et la nécessité de travailler la nuit, les rythmes de sommeil et d'éveil de nombreuses personnes se sont considérablement déviés du rythme habituel, caractérisé par le repos la nuit et l'activité physique le jour.

Des études en laboratoire montrent que le degré d’éveil ou de somnolence dépend d’au moins deux facteurs:

1. durée de l'état de veille précédent et
2. rythme circadien.

Par conséquent, le pic de somnolence principal se produit en fin de soirée, ce qui coïncide avec l'heure habituelle du coucher. Un pic supplémentaire de somnolence survient pendant la journée, à l'heure traditionnelle de la sieste, le repos de l'après-midi accepté dans de nombreux pays. En raison de la fatigue de l'après-midi et des processus physiologiques circadiens, de nombreuses personnes ont du mal à maintenir un état de veille active à ce moment-là.

La plupart des informations accumulées à ce jour sur la structure du sommeil, ses stades et ses caractéristiques temporelles ont été obtenues grâce à une méthode spéciale d'enregistrement des biopotentiels tout au long du sommeil: la polysomnographie (PSG). Apparue dans les années 1940, la polysomnographie est aujourd'hui largement utilisée, tant pour la recherche scientifique que pour le diagnostic des troubles primaires du sommeil. Pour la polysomnographie, les patients consultent généralement un laboratoire de somnologie le soir. La procédure standard de polysomnographie consiste à placer au moins deux électrodes sur le cuir chevelu (le plus souvent sur le sommet et l'arrière de la tête) pour enregistrer l'électroencéphalogramme. Deux électrodes sont conçues pour enregistrer les mouvements oculaires, et une électrode est placée sur le muscle mentonnier afin d'évaluer le tonus musculaire pendant la transition du sommeil à l'éveil et aux différents stades du sommeil. De plus, des capteurs sont utilisés pour mesurer le débit d'air, l'effort respiratoire, la saturation en oxygène du sang, et enregistrer l'ECG et les mouvements des membres. Pour résoudre certains problèmes, diverses variantes de la polysomnographie sont utilisées. Par exemple, des dérivations EEG supplémentaires sont utilisées pour diagnostiquer les crises d'épilepsie nocturnes. Dans certains cas, le comportement du patient pendant son sommeil est enregistré sur bande vidéo, ce qui permet d'enregistrer ses mouvements et de diagnostiquer des troubles tels que le somnambulisme ou le trouble du comportement en sommeil paradoxal (MOR). De plus, cette technique peut être adaptée pour résoudre des problèmes diagnostiques spécifiques. Par exemple, il est parfois nécessaire d'étudier la sécrétion de suc gastrique pendant le sommeil, et pour diagnostiquer l'impuissance, il est important d'obtenir des informations sur l'état du pénis pendant le sommeil.

Le sujet se couche à une heure normale (par exemple 23 h). L'intervalle entre l'extinction des lumières et l'endormissement est appelé période de latence d'endormissement. Bien que certaines personnes s'endorment en quelques minutes, la plupart le font en 15 à 30 minutes. Si le sujet ne parvient pas à s'endormir dans les 45 minutes, il devient agité. Les difficultés d'endormissement sont souvent dues au phénomène bien connu de la première nuit en laboratoire. Tant pour le patient insomniaque que pour le volontaire sain, la première nuit en laboratoire du sommeil est source de stress, ce qui entraîne un allongement significatif du temps de latence d'endormissement. Un phénomène similaire est observé chez de nombreuses personnes passant la nuit dans un environnement inconnu, comme une chambre d'hôtel. L'allongement du temps de latence d'endormissement peut être dû à divers facteurs: stress, sensation d'inconfort liée à un lit ou un environnement inconnu, effort physique ou dîner copieux peu avant le coucher.

Le stade I du sommeil est un état de transition entre l'éveil et le sommeil. À ce stade, la personne ressent une légère somnolence et peut répondre à son nom, même s'il est prononcé à voix basse. Ce stade ne semble pas favoriser le repos ni la récupération et ne représente généralement que 5 à 8 % de la durée totale du sommeil. Une augmentation de la présence du stade I est caractéristique d'un sommeil agité et intermittent, qui peut être causé par l'apnée du sommeil, le syndrome des jambes sans repos ou la dépression.

Le stade II occupe généralement entre la moitié et les deux tiers du temps total de sommeil. Il constitue en quelque sorte le « cœur » du sommeil. Il s'agit d'une phase unique et bien définie, caractérisée sur l'électroencéphalogramme par la présence de deux phénomènes: les fuseaux de sommeil et les complexes K.

En règle générale, la transition du stade II aux stades III et IV (stades de sommeil profond) se produit assez rapidement.

Les stades III et IV sont généralement regroupés sous les noms de « sommeil lent (à ondes lentes) » ou « sommeil delta ». À l'EEG, le sommeil lent se caractérise par des ondes delta lentes prononcées de grande amplitude. Pendant le sommeil lent, le tonus musculaire diminue et les paramètres végétatifs (pouls, rythme respiratoire) ralentissent. Il est très difficile de réveiller une personne pendant cette phase de sommeil; si cela se produit, elle est initialement désorientée et confuse. Le sommeil lent est considéré comme la période la plus propice au repos et à la récupération des forces pendant le sommeil. Généralement, le premier épisode de sommeil lent débute 30 à 40 minutes après l'endormissement, c'est-à-dire généralement tard dans la nuit. Le sommeil lent est généralement plus présent dans le premier tiers de la période de sommeil totale.

Le dernier stade du sommeil est le sommeil paradoxal (SMP). Il est bien connu que les rêves sont principalement associés à ce stade. Seuls 10 % des rêves surviennent pendant les autres stades du sommeil. Ce stade influence la nature des rêves. Les rêves du sommeil lent profond sont généralement plus vagues et non structurés, tant dans leur contenu que dans les émotions ressenties. En revanche, les rêves du sommeil paradoxal laissent des sensations vives et une intrigue claire. D'un point de vue neurophysiologique, le sommeil paradoxal se caractérise par trois caractéristiques principales:

1. activité de faible amplitude et de haute fréquence ressemblant au schéma EEG dans un état d'éveil intense;
2. mouvements oculaires rapides;
3. atonie musculaire profonde.

La combinaison d'un cerveau « actif » (activité EEG de faible amplitude et de haute fréquence) et d'un corps « paralysé » (atonie musculaire) a donné à ce stade un autre nom: le « sommeil paradoxal ». L'atonie musculaire qui se développe pendant le sommeil paradoxal semble être une adaptation évolutive empêchant les réactions physiques aux rêves. Généralement, le premier épisode de sommeil paradoxal débute 70 à 90 minutes après l'endormissement. L'intervalle entre l'endormissement et le début du premier épisode de sommeil paradoxal est appelé période de latence du sommeil paradoxal. Normalement, le sommeil paradoxal représente environ 25 % de la durée totale du sommeil.

Le premier cycle de sommeil comprend une progression séquentielle à travers tous les stades décrits. Le deuxième cycle et les suivants, qui durent le reste de la nuit, commencent par le stade II, suivi du sommeil lent profond et du sommeil paradoxal. Comme mentionné précédemment, les épisodes de sommeil lent profond sont plus longs dans le premier tiers de la nuit, tandis que le sommeil paradoxal est plus fréquent dans le dernier tiers.

Lors de l'évaluation des résultats d'une étude d'enregistrement du sommeil en laboratoire, plusieurs paramètres sont analysés: le temps de latence d'endormissement, la durée totale du sommeil, l'efficacité du sommeil (rapport entre le temps de sommeil et la durée totale d'enregistrement), le degré de fragmentation du sommeil (nombre de réveils complets ou incomplets, temps d'éveil après l'endormissement) et l'architecture du sommeil (nombre et durée des principales phases du sommeil). D'autres paramètres physiologiques sont également analysés, tels que ceux liés à la respiration (apnée, hypopnée), à la saturation en oxygène du sang, aux mouvements périodiques des membres et à la fréquence cardiaque. Cela permet d'identifier l'influence de certains processus physiologiques sur le sommeil, comme les épisodes d'apnée, qui entraînent une fragmentation du sommeil.

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