Le sommeil

Étude des différents paramètres du sommeil

L’étude du sommeil nécessite souvent des investigations lourdes et pluridisciplinaires. De plus en plus de paramètres sont pris en compte dans les enregistrements de longue durée selon la plainte exprimée.

Les différentes investigations qui peuvent être pratiquées pendant le sommeil concernent l’activité électroencéphalographique (EEG), mais aussi d’autres fonctions comme l’activité musculaire respiratoire ou cardiaque.

Les paramètres du sommeil

L’électroencéphalogramme (EEG) étudie l’activité du cerveau à l’aide d’électrodes dont le nombre dépend de la pathologie étudiée.
L’électro-oculogramme (EOG) étudie les mouvements oculaires et est indispensable à la reconnaissance du stade paradoxal
L’électromyogramme (EMG) enregistre l’activité musculaire, toujours au niveau des muscles du menton avec, si nécessaire, d’autres localisations (membres par exemple).

Les paramètres végétatifs et musculaires

L’électrocardiogramme (ECG) détecte les variations de la fréquence et du rythme cardiaque qui peuvent accompagner un grand nombre de pathologies.

Les paramètres respiratoires

La thermistance naso-buccale étudie le flux respiratoire en s’appuyant sur les variations de la température.
Les sangles thoraco-abdominales étudient les variations de volume de la cage thoracique et de l’abdomen pendant la respiration.
Un capteur de son enregistre le ronflement.
La mesure de la saturation en oxygène est indispensable à l’étude des paramètres respiratoires. Elle est effectuée par un oxymètre de pouls placé au niveau de l’oreille ou du doigt.

D’autres paramètres peuvent être étudiés, plus spécifiques et souvent plus gênants

Tension artérielle.
Pression oesophagienne.

Les mouvements des membres par électrodes musculaires

L’analyse des différents paramètres permettra de mettre en évidence :

– Le stade de sommeil concerné.
– L’organisation du sommeil :

durée et pourcentage des différents stades,
temps passé au lit,
période totale de sommeil : du début du sommeil au réveil,
temps total de sommeil : enlever les périodes de veille nocturne,
latence d’endormissement,
index d’efficacité du sommeil (rapport entre temps de sommeil total et temps passé au lit),
latence du sommeil paradoxal depuis le début du sommeil jusqu’à la première phase de sommeil paradoxal,
nombre de micro éveils par heure (nombre d’éveils de 3 à 15 secondes par heure de temps total de sommeil).

– Les paramètres respiratoires : index d’apnées et d’hypopnées, valeur de la saturation en oxygène.

– Les mouvements périodiques des membres : nombre, éveils associés.

Les grandes fonctions physiologiques pendant le sommeil

De nombreuses variations de la respiration (ventilatoires) sont rencontrées au cours du sommeil. Beaucoup d’entre elles sont normales, mais elles doivent être connues pour ne pas être inquiétantes.

Les modalités de contrôle de la ventilation sont étroitement liées au niveau de vigilance, surtout lorsque l’on passe de la veille au sommeil lent léger, et de ce dernier au sommeil paradoxal.

Pendant la veille

Il existe un double contrôle, l’un métabolique, l’autre comportemental, de la respiration :

Le contrôle métabolique agit sur les variations de concentration du sang en oxygène et en gaz carbonique et sur l’équilibre de l’acidité (pH). Il dépend de la région bulbo-pontique.

Le contrôle comportemental permet l’adaptation de la ventilation à l’activité du sujet et ses variations volontaires. Ce système est mal défini et dépendrait du cortex frontal et de l’hypothalamus postérieur. Il est prédominant chez le sujet éveillé.

Pendant le sommeil

Au cours du sommeil lent-léger (stade 1-2) il y a suppression du contrôle comportemental lié à l’éveil ; le contrôle métabolique est exclusif. Il y a une modification des muscles respiratoires avec diminution du tonus des muscles inspiratoires des voies aériennes supérieures, ce qui entraîne une augmentation de leur résistance, sans doute favorisée par le décubitus.

Les caractéristiques permettraient d’expliquer l’instabilité du passage veille-sommeil et les anomalies de respiration, respiration périodique après le sommeil. La pathologie due à l’augmentation des résistances des VAS serait extrêmement fréquente, et ne s’accompagne ni d’apnées (arrêt de la respiration), ni de désaturations en oxygène pas même de ronflements.

Au cours du sommeil lent stade (3-4) : Le niveau ventilatoire est inférieur à celui noté en veille, la ventilation est régulière et le contrôle métabolique paraît d’autant plus efficace que le sommeil est stable (ou l’inverse). Les arrêts respiratoires sont exceptionnels.

Au cours du sommeil paradoxal : la ventilation, irrégulière en rythme et en amplitude, échappe au contrôle métabolique. La ventilation semble régie par un contrôle « comportemental » propre au sommeil paradoxal. Les mouvements du thorax et du diaphragme (dont l’activité est augmentée) sont souvent dissociés.

Des apnées ou des hypopnées (réduction de 50 % du volume respiratoire courant par rapport à la veille), peuvent survenir normalement en sommeil lent-léger et en sommeil paradoxal (moins de cinq rêves). Augmentant avec l’âge, ils sont souvent de type central, parfois obstructif, mais n’entraînent pas de répercussions importantes.

De nombreuses pathologies respiratoires sont aggravées pendant le sommeil, car elles échappent au contrôle comportemental. Elles se rencontrent surtout dans les périodes d’instabilité du sommeil (passage veille-sommeil lent-léger, et passage sommeil lent-léger paradoxal).

Elles doivent être mises en évidence pour éviter une thérapeutique souvent inadaptée (hypnotique).
Le cycle circadien intervient aussi sur la rythmicité d’autres fonctions physiologiques et notamment les fonctions cardio-vasculaires et digestives.

Variations de la tension artérielle

En sommeil lent, la tension artérielle diminue de 5 à 15 %. En sommeil paradoxal, la tension artérielle moyenne peut augmenter. Au réveil, elle retrouve vite ses valeurs initiales.

La fréquence cardiaque

Elle diminue en sommeil lent et plus particulièrement en sommeil paradoxal, où la variabilité est majeure : accélération puis décélération. Il est possible de voir à ce moment des troubles de la conduction de l’influx nerveux dans le cœur, et donc un ralentissement important de la fréquence cardiaque.

Ces variations cardiaques sont en rapport avec des variations de la fréquence respiratoires.

Lors de l’insuffisance cardiaque, une respiration périodique est souvent retrouvée avec des baisses d’oxygène sévères.

La mort subite est exceptionnelle y compris dans le cas des apnées du sommeil.

Les apnées du sommeil s’accompagnent d’une baisse initiale de la tension artérielle qui remonte à la fin de l’apnée pour aboutir à un pic d’hypertension artérielle à la reprise inspiratoire.

Fonctions digestives

Il est difficile de séparer ce qui revient au sommeil et aux variations du rythme circadien (cycle veille sommeil sur environ 24 heures).

Pendant le sommeil, la salivation et la déglutition sont diminuées. Au niveau de l’œsophage, il y a une baisse de la pression de repos du sphincter supérieur et des variations des contractions du sphincter inférieur avant le stade de sommeil.

Il existe des variations de l’activité gastrique liées au rythme circadien. L’activité de l’intestin baisse durant la nuit pour remonter juste avant le réveil.

En pathologie, la nuit le reflux gastro-œsophagien (remontée du contenu de l’estomac dans l’œsophage) est facilité ce qui se traduit par une inflammation de l’œsophage. Le reflux gastro-œsophagien est fréquemment associé à un réveil suivi de déglutition et de salivation. Les sujets ayant un côlon instable ont très souvent une pathologie du sommeil associée (hausse du sommeil paradoxal, apnées).

Sommeil et sécrétions hormonales

Les rythmes endocriniens et hormonaux peuvent dépendre de rythmes internes ou externes à l’organisme (endogènes ou exogènes) parfois de leur association. La sécrétion hormonale peut être continue ou par « pics ».

La prolactine est sécrétée pendant le sommeil. Il n’y a pas de moment particulier mais cette sécrétion est décalée au cours des voyages qui amènent à franchir des méridiens. Elle ne se produit pas quand le sommeil est de mauvaise qualité.

L’influence sur l’hormone TSH est difficile à mettre en évidence

Sécrétions hormonales liées à un mode particulier de sommeil

L’hormone de croissance (GM) est sécrétée surtout après l’endormissement, dans la 1ère phase de sommeil paradoxal ; la relation avec le sommeil paradoxal est mal connue. La sécrétion de cette hormone augmente chez l’homme jeune, diminue avec l’âge, et varie chez la femme avec le cycle menstruel.

Hormones antéhypophysaires : la sécrétion des principales hormones antéhypophysaires baisse lors du passage du sommeil lent au sommeil paradoxal, et dans la majorité des cas, le sommeil paradoxal ne s’installe qu’à la fin d’un pic sécrétoire des hormones.

Système rénine angéotensine-aldostérone : la libération de rénine par le rein est étroitement liée à l’alternance de sommeil lent et de sommeil paradoxal. Il y a une baisse d’activité au début de chaque phase de sommeil paradoxal, et une hausse de la libération lors du passage du sommeil paradoxal au sommeil lent ou à l’éveil. La sécrétion d’aldostérone suit celle de la rénine décalée de deux minutes.

Hormones peu influencées par le sommeil

Nous étudierons surtout la mélatonine, hormone dont la sécrétion par la glande pinéale est rythmée par l’alternance lumière – obscurité (synchroniseur majeur du système). Son rythme serait sous le contrôle d’une horloge interne située dans les noyaux supra-optiques.

Elle a des taux diurnes très faibles et des taux nocturnes très élevés. Il existe une relation étroite entre son pic de sécrétion, et le minimum de température de l’organisme. L’effet de la lumière sur sa sécrétion peut être double, soit synchroniseur, soit inhibiteur, selon l’heure à laquelle est administré l’éclairage.

L’étude de sa sécrétion (dosage dans la salive ou dans les urines) peut être très utile pour étudier les troubles du rythme circadien). Pour comprendre son utilisation thérapeutique, il faut savoir que l’administration de l’hormone modifie la phase du rythme endogène différemment suivant l’heure d’administration :

dans l’après-midi ou en soirée, elle entraîne un retard de phase ;
entre trois et neuf heures du matin, elle entraîne une avance de phase.

Son effet est étudié dans les problèmes d’insomnies et les troubles du rythme circadien.