Régulation végétative et cardio-vasculaire au cours du sommeil Implications physiopathologiques Patrick Lévy ERI17 UJF, Inserm Laboratoire du Sommeil EFCR, CHU GRENOBLE

Plan Régulation cardio-vasculaire au cours du sommeil 1- Organisation du sommeil normal 2- Contrôles et régulations cardiovasculaires 3- Outils d’évaluation du système cardiovasculaire 4- Modifications cardiovasculaires au cours du sommeil normal 5- Implications physiopathologiques

Système Nerveux Autonome Schéma général

Le sommeil normal EEG EOG EMG S. paradoxal Veille Sommeil léger Sommeil profond

Toutes les physiologies sont modifiées en fonction de l’état de vigilance R. Horner Lung Biology in Health and Disease 2000;146:113-133

- - - - SNC, sommeil et contrôle cardiovasculaire Thalamus Tronc cérébral Hypothalamus Orexin - - - Acetylcholine Histamine GABA Acetylcholine Noradrenaline Serotonine - Transmetteurs hypothalamiques Transmetteurs Du tronc cérébral

Contrôle cardiovasculaire et systèmes de l’éveil Systèmes d’activation de l’éveil et interactions avec orexine/hypocrétine

Bases de compréhension contrôle cardio-vasculaire Neurones afférents et efférents au niveau du Tronc Cérébral

Système Nerveux Autonome Méthodes d'investigation Variabilité de la fréquence cardiaque Enregistrements continus de la pression artérielle Microneurographie du nerf péronier Catécholamines plasmatiques et urinaires

L’activité parasympathique augmente pendant le sommeil en corrélation avec la profondeur du sommeil Jurysta et al. Clinical Neurophysiology. 2003;114:2146-2155

Fonction cardiovasculaire au cours du sommeil normal Fréquence cardiaque: elle décroit lors du sommeil lent de 4 à 8/min, plus particulièrement en sommeil lent profond en relation à l’augmentation du tonus parasympathique, responsable de la bradycardie lors du sommeil lent léger et de la phase tonique du sommeil REM Tension artérielle: elle décroit de 5 à 15% lors du sommeil lent avec des augmentations phasiques lors du sommeil paradoxal Résistances périphériques: elles diminuent lors du sommeil lent Baroréflexe: augmentation au cours du sommeil Circulations régionales: baisse des circulations cérébrales et coronariennes liée à la diminution du tonus sympathique

Réponses physiologiques intégrées fabien.msna save 8:10 8:00 7:50 7:40 100 200 300 400 500 -6 -4 -2 2 4 6 60 80 120 140 160 180 MSNA ECG Pression artérielle (mm Hg) 10 secondes Manœuvre de Valsalva

Sommeil et activité adrénergique Somers et al, NEJM 1993;328:303-7

Microneurographie : Somers et al, NEJM 1993;328:303-7

Sommeil et activité adrénergique Irwin et al, J Clin Endocrinol Metab 1999;84:1979–1985

L’activité parasympathique augmente pendant le sommeil en corrélation avec la profondeur du sommeil Jurysta et al. Clinical Neurophysiology. 2003;114:2146-2155

Baroréflexe et sommeil R. Horner Lung Biology in Health and Disease 2000;146:113-133

Circulation cérébrale et sommeil

Les deux pics de survenue des accidents vasculaires cérébraux surviennent en parallèle avec les variations de PA, FC et d’activité physique. Ceci suggère que la transition veille - sommeil est un facteur favorisant pour la survenue d’évènements cardio-vasculaires Stergiou et al. Stroke 2002 Nuit Sieste

SNA et sommeil normal Au cours du sommeil lent, chute de fc, PA et débit cardiaque, sans modification des Résistances périphériques : réduction tonus , augmentation tonus para  Au cours du sommeil paradoxal, le tonus  diminue (c.rénales et splanchniques, vasodilatation) et augmente (muscles squelettiques, vasoconstriction). Grande variabilité du rythme cardiaque et de la pression artérielle avec un tonus  augmenté par rapport la veille Les élévations de la pression artérielle et de l’activité musculaire sympathique coïncident avec les épisodes phasiques du S.P. Le baroréflexe atténue peut-être cette réponse en augmentant l'activité parasympathique.

Privation de sommeil

Privation de sommeil et activité adrénergique Irwin et al, J Clin Endocrinol Metab 1999;84:1979–1985

Privation de sommeil : Hypertension Dette de sommeil chronique et prolongée : Effets métaboliques et cardio-vasculaires Données épidémiologiques associant privation de sommeil et risque cardiovasculaire ? Gangwisch Hypertension 2006;47:833–839.

Dette de sommeil chronique et prolongée : Effets métaboliques et cardio-vasculaires Données épidémiologiques associant privation de sommeil et risque métabolique et cardiovasculaire ? Insomnie Pearson Arch intern Med 2006;166:1775-1782.

Dette de sommeil chronique et prolongée : Effets métaboliques et cardio-vasculaires Quels pourraient être les mécanismes associant privation de sommeil et risque cardiovasculaire ? Activation sympathique La privation de sommeil transforme des Hypertendus « dippers » en « non-dippers » N=36 Lusardi Am J Hypertension 1999;12:63–68.

Privation de sommeil

Dette de sommeil chronique et prolongée : Effets métaboliques et cardio-vasculaires Quels pourraient être les mécanismes associant privation de sommeil et risque cardiovasculaire ? Inflammation systémique Meier-Ewert JACC 2004;43:678-83

Dette de sommeil chronique et prolongée : Effets métaboliques et cardio-vasculaires Quels pourraient être les mécanismes associant privation de sommeil et risque cardiovasculaire et métabolique ? Somers Exp Physiol 2007;92:67–78.

Dette de sommeil chronique et prolongée : Effets métaboliques et cardio-vasculaires Effets de la sieste Vgontzas Am J Physiol Endocrinol Metab 2007

Fra gmentation du sommeil

Fragmentation du sommeil et activité adrénergique Somers et al,NEJM 1993;328:303-7

Réponse hiérarchique d’éveil : Sforza, 2000

Réponse hiérarchique d’éveil : Sforza, 2000

Bases de compréhension du contrôle cardio - vasculaire Systèmes d’activation de l’éveil et interactions avec orexine/hypocrétine

Réponses cardio-vasculaires à l'éveil Décharge des neurones du Locus Coeruleus durant l'éveil, le sommeil et les micro-éveils (HORNER RL, 1998)

Implications physiopathologiques : le micro-éveil Micro-éveil en stade 2 EEG EEG EMG Changement brusque de rythme (intrusion alpha) Durée plus de 3 secondes EOG

Catcheside et al. Sleep 2002;25:797-804

Système Nerveux Autonome et Syndrome d'Apnées du Sommeil CONCLUSIONS Le Système Nerveux Autonome subit des modifications physiologiques lors du sommeil Il sous-tend les anomalies cardiovasculaires aigues au cours des troubles du sommeil et explique une part importante des anomalies chroniques rencontrées au cours du SAS