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CHRONOBIOLOGIE Nos rythmes biologiques Notre horloge biologique Notre sommeil.

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1 CHRONOBIOLOGIE Nos rythmes biologiques Notre horloge biologique Notre sommeil

2 Chronobiologie Étude des rythmes biologiques de lorganisme vivant Mesure et explore les mécanismes de la structure temporelle biologique (mécanismes qui contrôlent ou qui peuvent perturber)

3 Rythmes biologiques La chronobiologie parle de rythmes ou de cycles : –Ce sont des phénomènes qui passent par un sommet et un creux au cours dune période (phénomène périodique et prévisible dont les résultats sont présentés sous forme de courbes)

4 Véritable programmation dans le temps des activités métaboliques, nerveuses, endocriniennes… permettant lajustement de lorganisme au mode de vie Cette organisation temporelle répond à la nécessité de faire face physiquement et intellectuellement aux activités diurnes

5 « tout ce qui vit alterne » : cycle de la naissance, de la maturation et de la mort; cycle des saisons; cycle du jour et de la nuit; cycle de sommeil… Tout ce qui vit alterne période dactivités et période de repos Les rythmes biologiques sont classés en grandes catégories selon leur période

6 Rythme ULTRADIEN : période de moins de 20h, variation de quelques secondes à quelques heures –Alternance sommeil lent et sommeil paradoxal toutes les 90 mn environ –Cycle de repos et dactivités, avec phases déveil actif et phase déveil passif Rythme NYCTHEMERAL : période dexactement 24h

7 Rythme CIRCADIEN : période denviron 24h (ex: alternance veille sommeil) Rythme INFRADIEN : période de plus de 28h (ex: cycle menstruel de la femme) Rythme CIRCANNUEL: période denviron 12 mois

8 Composantes dun rythme biologique Composante exogène : –Facteurs environnementaux = alternance lumière obscurité; veille-sommeil; chaud- froid; alternance des saisons; ces facteurs qui modulent les rythmes sont appelés synchroniseurs Composante endogène : –Facteurs génétiques = gène « clock », gène Period « Per »: petit ou gros dormeur, être du matin ou du soir …

9 extrait de : « Les mécanismes du sommeil », Joëlle ADRIEN, neurobiologiste directrice de recherche à lINSERM, conférence 2007

10 Facteurs dinfluencent des rythmes biologiques Pour étudier les rythmes il faut connaître : –Age, sexe, poids, taille, origine ethnique, cycle menstruel, … –Qualité et quantité de sommeil, pathologies, traitements… –Conditions environnementales (chaud, froid, saisons, obscurité…) –Les conditions de travail : nuit, posté, confiné, bruit important et/ou continu…

11 Rythmes circadiens de la vigilance Sur 24h, notre vigilance passe par des hauts et des bas corrélée à lheure du soleil Rythme lié à lheure solaire : –Phase active, chaude entre 5h et 8h –Phase de repli, fatigue et faibles performances physiques, entre 11h et 14h –Phase de haute vigilance entre 17h et 20h –Phase de fatigue et très faible vigilance entre 23h et 2h –Phase la moins active entre 2h et 5h

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13 Exemples de Variation de paramètres biochimiques et physiologiques –Productions hormonales : Cycle du cortisol, avec une production maximale à 8h le matin diminution progressive dans la journée et minimale à 0h. Cycle de la mélatonine (hormone du sommeil), concentration basse et stable dans la journée et production maximale au milieu de la nuit –Rythme de la température : Oscille entre 36°5 et 37°5 Température diminue le soir avec un minimum vers 5h le matin puis augmentation avec un maximum en fin daprès midi vers 17h (existe un petit fléchissement vers 15h qui pourrait expliquer la somnolence post prandiale)

14 Fonction biologique et rythme Extrait de « le sommeil, le rêve et lenfant » de Challamel M.J., Thirion M.

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16 Notre horloge biologique Cest une structure endogène capable de mesurer le temps. Lhorloge centrale est située dans notre cerveau au niveau de lhypothalamus Deux minuscules structures cérébrales appelées noyaux suprachiasmatiques (NSC) (situés au dessus du chiasma optique)

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18 Resynchronisation quotidienne de lhorloge par : –Stimuli extérieur (luminosité) grâce aux nerfs optiques (information provenant de cellules spéciales de la rétine) –Informations relayées à plusieurs structures par voie polyneuronale complexe –Action au niveau de la glande pinéale (épiphyse) : Inhibition ou augmentation de la sécrétion de l hormone mélatonine au niveau de la circulation sanguine pouvant atteindre tous les organes du corps (cœur, vaisseaux, glandes hormonales…)

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24 Perturbation du rythme peut apparaître dans certaines conditions et entraîner des difficultés dadaptation On appelle Désynchronisation, létat ou deux rythmiques nont plus les mêmes relations de fréquence et montrent des relations temporelles différentes

25 Origine externe : décalage horaire des voyages, horaires de travail variables (le travail posté, de nuit…) changement dhoraire saisonnier (horaire dété, horaire dhiver) Origine interne : avance de phase : horaire très précoce dendormissement (sujet « couche-tôt », vieillissement, dépression…) retard de phase : « insomnie dendormissement » (sujet « couche-tard », impose un lever tardif sinon privation chronique de sommeil) –Est accompagnée de signes atypiques : fatigue, troubles de lhumeur, du sommeil, de lappétit…

26 Le sommeil Indispensable à la récupération de la fatigue physique et de la tension nerveuse accumulées dans la journée Sommeil normal = réveil avec impression davoir bien dormi, dêtre reposé et en pleine forme

27 On définit le sommeil par 4 critères : –Activité motrice réduite –Réponses aux stimuli externes diminuées –Posture stéréotypée –Réversibilité facile Lorganisme fonctionne de façon cyclique de jour comme de nuit avec une succession de trois états de vigilance

28 1er état de vigilance : LÉVEIL OU ETAT DE VEILLE Moment conscient de notre vie et représente les deux tiers du temps Oscille entre des temps déveil actif et des temps déveil passif –Éveil actif = yeux grands ouverts, mobiles gestes fréquents, rapides, précis envie de communiquer, facilité pour apprendre cerveau en alerte, activité électrique cérébrale rapide et peu ample (enregistrement EEG)

29 LEVEIL suite –Éveil passif = gestes plus lents yeux moins vifs temps de réaction beaucoup plus long moins bavard, plus distant, plus rêveur plus frileux envie de se relaxer et de se détendre ondes électriques corticales régulières plus amples et plus lentes « Porte ouverte sur le sommeil »

30 2eme état : LE SOMMEIL LENT Décomposé en quatre stades de profondeur croissante Stade I = endormissement ou état de pré- réveil, les mouvements corporels se font rares Stade II = sommeil léger, persiste une légère activité mentale (rêve flou) lactivité électrique est de plus en plus lente et ces deux stades représentent 50% du sommeil total

31 LE SOMMEIL LENT suite Stade III et IV = sommeil très profond, réactivité aux stimulations extérieures très faibles, immobilité à peu près totale, visage inexpressif, activité mentale très faible, yeux immobiles (aucuns mouvements oculaires) pouls et rythme respiratoire lents et réguliers tonus musculaire conservé, muscle ferme, doigts serrés activité électrique cérébrale lente et ample représente 25 % du sommeil total

32 3ème état : LE SOMMEIL PARADOXAL ou sommeil des rêves Nommé // contraste entre sujet endormi et détendu et une activité électrique corticale intense avec ondes rapides Activité mentale intense, éveil cérébral qui correspond au rêve ( Rêve fugace, vite effacé de la mémoire sauf les dernières minutes avant le réveil) Visage mobile, expressif, paupières fermées mais mouvements oculaires rapides visibles Pouls et respiration rapides, irrégulier Hypotonie musculaire intense, muscles relâchés, doigts ouverts Représente 20 à 25 % du sommeil total

33 Une nuit de sommeil : Besoin de sommeil survient chaque soir à la même heure (sensation de fatigue, faible activité mentale, froid) Se coucher = endormissement rapide en moins de 10 mn Endormissement en sommeil lent avec une durée de 1h10 à 1h40 (sommeil lent puis de + en + profond) Ensuite suit le sommeil paradoxal sur 10 à 15 mn Puis phase de pré-réveil très courte avec soit enchaînement dun nouveau cycle soit réveil

34 Durée dun cycle = 1h30 à 2h Durée dun cycle est constante pour chacun dentre nous La qualité du sommeil se modifie au cours de la nuit –2 premiers cycles = sommeil lent plus profond et plus prolongé –Sommeil lent léger et sommeil paradoxale plus important en fin de nuit

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38 Les besoins de sommeil : Temps différents selon chacun –En général 7h30 à 8h de sommeil (4 cycles de 2h ou 5 cycles de 1h30) –« Petit dormeur » moins de 6h (4 cycles de 1h30, 5% population) –« Gros dormeur » plus de 9h (10 à15% population) Besoins qui évoluent pendant lenfance et deviennent constants après la fin de ladolescence Sommeil lent profond diminue avec lage (sommeil beaucoup plus léger)

39 Les besoins de sommeil suite Les principales caractéristiques de sommeil de ladulte sétablissent dans les deux premières années de la vie. Linstallation du rythme veille-sommeil synchronisé sur 24h apparaît dès les premières semaines et dépend de la maturation du système nerveux, ainsi que des conditions psychoaffectives et socio-familiales

40 Le nouveau-né États de vigilance du nouveau-né : 4 stades 2 phases de sommeil : –Le sommeil calme = stade I –Le sommeil agité = stade II 2 phases déveil : –Léveil calme = stade III –Léveil agité = stade IV

41 Sommeil calme : futur sommeil lent profond –Nouveau-né immobile, aucun mouvement, tonus musculaire important, membres fléchis, visages sans expressions, respiration très régulière et lente –Sommeil stable, aucun éveil, durée de 20 mn –Sécrétion de lhormone de croissance pendant ce sommeil Sommeil agité : futur sommeil paradoxal –Apparition de mouvements corporels détirement ou de flexion, mais avec tonus bas et membres dépliés, les yeux bougent avec paupières fermées voire légèrement ouvertes, visages très expressif –Respiration rapide et irrégulière, voire pauses respiratoires physiologiques (10 à 15 secondes) –Sommeil instable, nombreux micro-éveils, durée variable de 10 à 45 mn

42 Éveil calme : –Moment déveil actif et attentif, conscience de lenvironnement, enfant détendu –Les premiers jours, limité à 5 mn (2 à 3 fois par 24h), puis 30 mn à la fin du 1er mois, et 2h vers 3 mois Éveil agité : –Peu attentif à lenvironnement, moins conscient, activité réflexe, respiration irrégulière, donne limpression de malaise pouvant aller jusquaux pleurs violent –État très fréquent les premiers jours puis se réduit de jour en jour pour ne les retrouver quau moment de lendormissement

43 Évolution du sommeil de lenfant Nouveau-né : –Durée moyenne de 16h (entre 14 et 20h selon lindividu) –Éveil essentiellement éveil agité, endormissement toujours en sommeil agité (50 à 60% du sommeil total) –Non connaissance du jour et de la nuit, indifférent à lenvironnement lumineux, période ultradienne de 3 à 4h, avec des cycles de sommeil court (50 à 60mn) et nombreux (18 à 20 cycles /24h)

44 De 1 à 6 mois : –Évolution rapide avec apparition de la périodicité jour – nuit, période de sommeil plus longue la nuit, léveil journalier sallonge –Qualité du sommeil évolue, le sommeil agité diminue pour laisser le sommeil calme sinstaller –Apparition des rythmes circadiens de la température, des secrétions hormonales … –Dépendance à lenvironnement : luminosité, horaires des repas, jeux … –Période charnière et vulnérable de synchronisation des rythmes et de maturation électrophysiologie

45 6 mois à 4 ans : –Réduction progressive du sommeil diurne –Durée moyenne de sommeil = 15h –Endormissement en sommeil lent avec rythme identique à ladulte –2 caractéristiques : Difficultés du coucher ( peur de la séparation) Éveils multiples en seconde partie de nuit (éveil pouvant être long, lenfant reste calme et se rendort)

46 De 4 à 12 ans : –Grande vigilance dans la journée –Endormissement rapide avec sommeil calme et profond –Réduction du temps de sommeil et retard progressif de lheure dendormissement –Sommeil uniquement nocturne Ladolescence : –Sommeil profond allégé avec difficultés dendormissement –Réduction du sommeil nocturne avec déficit chronique en sommeil (modification du rythme) –Réapparition épisodique des siestes

47 La personne âgée : Changement du rythme veille- sommeil (diminution du sommeil nocturne et institution de sommeil diurne) Délai dendormissement allongé, éveils nocturnes fréquents et allongés Disparition du sommeil lent profond et diminution du sommeil paradoxal

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49 Conséquences dun « mauvais » sommeil : Fatigue, somnolence diurne Difficultés de concentration, manque dattention et perte defficacité Trouble de lhumeur, irritabilité, voire risque de dépression Troubles de la mémoire, difficultés dapprentissage Baisse des perception sensorielle et ralentissement des temps de réaction motrice, risque accru daccidents du travail et de la circulation Pathologies : inflammation et diminution des défenses immunitaires, perturbation du métabolisme (diabète, obésité), hypertension artérielle…

50 Règles dor du bien dormir : Connaître ses besoins et son rythme de sommeil Créer un environnement calme et apaisant Éviter toutes stimulations auditives, visuelles ou intellectuelles fortes Hygiène de vie (pas dexcitants, repas copieux ou alcool…le soir) favoriser les activités relaxantes le soir Être attentif aux signes du sommeil Aménager le réveil (horaire fixe, luminosité…)

51 bibliographie : Internet : - Dossier « Dormir, rêver… » issu de Le Cerveau à tous les niveaux! (http://lecerveau.mcgill.ca/flash/index_d.html)http://lecerveau.mcgill.ca/flash/index_d.html - « Le sommeil, le rêve et lenfant » Challamel M.J., Thirion M. (http://ura univ- lyon1.fr/articles/challamel/sommenf/print.html)http://ura univ- lyon1.fr/articles/challamel/sommenf/print.html -« Rythmes de lenfant – De lhorloge biologique aux rythmes scolaires » expertise collective INSERM ( -« Bien dormir, mieux vivre. Le sommeil, cest la santé. Conseil aux adultes » INPES (http://www.inpes.sante.fr/CFESBASES/CATALOGUE/PDF/1 215.PDF)http://www.inpes.sante.fr/CFESBASES/CATALOGUE/PDF/1 215.PDF

52 -La santé de lhomme n°388: Éduquer au sommeil, A quoi sert le sommeil?, Éric Mullens (http://www.inpes.sante.fr/SLH/articles/388/02.htm)http://www.inpes.sante.fr/SLH/articles/388/02.htm - « passeport pour le sommeil » institut du sommeil et de la vigilance (http://www.institut-sommeil- vigilance.org/documents/Passeport-du- sommeil.pdf)http://www.institut-sommeil- vigilance.org/documents/Passeport-du- sommeil.pdf


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