Nos rythmes biologiques Notre horloge biologique Notre sommeil

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1 Nos rythmes biologiques Notre horloge biologique Notre sommeil
CHRONOBIOLOGIE Nos rythmes biologiques Notre horloge biologique Notre sommeil

2 Chronobiologie Étude des rythmes biologiques de l’organisme vivant
Mesure et explore les mécanismes de la structure temporelle biologique (mécanismes qui contrôlent ou qui peuvent perturber) Chronobiologie étudie les rythme et les phénomènes influencés par le temps

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 d’une 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 l’ajustement de l’organisme 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 d’activités et période de repos Les rythmes biologiques sont classés en grandes catégories selon leur période

6 Rythme NYCTHEMERAL : période d’exactement 24h
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 d’activités, avec phases d’éveil actif et phase d’éveil passif Rythme NYCTHEMERAL : période d’exactement 24h Souvent rythme nycthéméral est associé a circadien mais légère différence ans le temps car le 1er est de 24h précise alors que le 2ème est d’environ 24h et donc peut varier de +/- 4h Phase d’éveil actif ou il y a une grande vigilance et phase d’éveil passif ou au contraire cette vigilance baisse et nous serons moins efficace Ces rythmes influencent les fonctions biologiques : rythme cardiaque, respiratoire, modulent la température corporelle et les sécrétions internes, influent sur les performances physique et mentales

7 Rythme CIRCANNUEL: période d’environ 12 mois
Rythme CIRCADIEN : période d’environ 24h (ex: alternance veille sommeil) Rythme INFRADIEN : période de plus de 28h (ex: cycle menstruel de la femme) Rythme CIRCANNUEL: période d’environ 12 mois Rythme plus lent saisonniers ou annuel : syndrome dépressif a certaine période , vulnérabilité des humains en hivers avec une sensibilité aux infections, un besoin de sommeil plus important l’été ou besoin de sommeil moins important, meilleurs performance physique et intellectuelle

8 Composantes d’un 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 … Les synchroniseurs prépondérants chez l’homme sont : - socio-écologique: alternance lumière obscurité, repos activités - facteurs sociaux: horaires des repas Le sommeil joue un rôle fondamental ; la privation de sommeil modifie le rythme biologique de même que les conditions de travail particulière ( travail de nuit) Gène clock intervient dans la typologie du sommeil = petit ou gros dormeur, être du matin ou du soir…

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

10 Facteurs d’influencent 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 l’heure du soleil Rythme lié à l’heure 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 On peut réaliser une courbe sinusoïdale traçant la vigilance au cours de ses 24h

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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 d’après midi vers 17h (existe un petit fléchissement vers 15h qui pourrait expliquer la somnolence post prandiale) La réponse d’un organe à un stimulus peut être différente en fonction de l’heure de la journée mais aussi en fonction du moment de l’année Cortisol = adaptation de l’organisme a l’activité avec augmentation du métabolisme de différents nutriments … Le cycle de la mélatonine et la courbe de température sont étroitement liés car quand le taux de mélatonine s’élève (=sécrétion) la courbe de T° s’abaisse

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

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16 Notre horloge biologique
C’est une structure endogène capable de mesurer le temps. L’horloge centrale est située dans notre cerveau au niveau de l’hypothalamus Deux minuscules structures cérébrales appelées noyaux suprachiasmatiques (NSC) (situés au dessus du chiasma optique) Chiasma optique = endroit ou les deux nerfs optiques se croisent. Permet de recevoir des prolongement du nerf optique et indique le niveau d’intensité lumineuse ambiante

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18 Resynchronisation quotidienne de l’horloge 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…) Voie polyneuronale complexe : détour par la moelle épinière pour revenir à la glande pinéale situé au dessus des NSC Mélatonine inhibé par la luminosité et stimulé par l’obscurité; la mélatonine va joué un rôle dans les réactions physiologiques

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24 Perturbation du rythme peut apparaître dans certaines conditions et entraîner des difficultés d’adaptation On appelle Désynchronisation, l’état ou deux rythmiques n’ont plus les mêmes relations de fréquence et montrent des relations temporelles différentes

25 décalage horaire des voyages,
Origine externe : décalage horaire des voyages, horaires de travail variables (le travail posté, de nuit…) changement d’horaire saisonnier (horaire d’été, horaire d’hiver) Origine interne : avance de phase : horaire très précoce d’endormissement (sujet « couche-tôt », vieillissement, dépression…) retard de phase : « insomnie d’endormissement » (sujet  « couche-tard », impose un lever tardif sinon privation chronique de sommeil) Est accompagnée de signes atypiques : fatigue, troubles de l’humeur, du sommeil, de l’appétit… Travail posté = les trois 8 par ex Sujet du soir est un pleine forme très tard dans la soirée et n’arrive a s’endormir que vers 2 ou 3h du matin avec un horaire de réveil décalé dans le temps ; la qualité du sommeil est bonne si il peut faire une nuit de sommeil normale (lever vers 13h). Mais si horaire de lever imposé par la vie sociale comme le travail le sommeil ne sera pas suffisant

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 d’avoir bien dormi, d’être 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 L’organisme fonctionne de façon cyclique de jour comme de nuit avec une succession de trois états de vigilance Critères comportementaux du sommeil permette de différencier avec le coma et l’hibernation

28 1er état de vigilance : L’ÉVEIL OU ETAT DE VEILLE
Moment conscient de notre vie et représente les deux tiers du temps Oscille entre des temps d’éveil actif et des temps d’éveil 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 L’EVEIL 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) l’activité électrique est de plus en plus lente et ces deux stades représentent 50% du sommeil total Sommeil lent : réparation de processus biochimiques et physiologiques: processus de fabrication des protéines, augmentation secrétions hormonales (aldostérone, testostérone, prolactine et insuline; sécrétion de l’hormone de croissance), division cellulaire augmenté (défenses immunitaires se façonnent en début de nuit) augmentation de la durée du sommeil lent après un exercice physique intense facilite la restauration des liaisons nerveuses contribue à l’élimination des toxines et autres déchets des systèmes( respiratoire, cardio-vasculaire et glandulaires)

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 d’un nouveau cycle soit réveil En phase de pré reveil le cycle se reproduit si il n’y a aucune stimulation sinon s’est le réveil

34 Durée d’un cycle est constante pour chacun d’entre nous
Durée d’un cycle = 1h30 à 2h Durée d’un cycle est constante pour chacun d’entre 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 Sommeil paradoxale s’allonge de plus en plus a chaque cycle avec une intensité et beaucoup de mouvement oculaire aux dernières phases Si privation de sommeil on rattrape en priorité le sommeil lent profond puis seulement après le sommeil paradoxal

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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 l’enfance et deviennent constants après la fin de l’adolescence Sommeil lent profond diminue avec l’age (sommeil beaucoup plus léger) C’est de l’ordre du ressenti pour la personne c’est complètement subjectif Sur la phase de pré-réveil souvent il y a réveil mais très limité dans le temps ( 3mn) dont on ne garde pas souvenir Mais parfois une stimulation peut entraîner un réveil et cela peut prendre un cycle complet avant de pouvoir a nouveau s’endormir souvent ce sont des période d’éveil vers 4 à 6 h du matin

39 Les besoins de sommeil suite
Les principales caractéristiques de sommeil de l’adulte s’établissent dans les deux premières années de la vie. L’installation 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 d’éveil : L’éveil calme = stade III L’éveil agité = stade IV Selon des études réalisées dans les années 1970 , Le fœtus présente déjà des périodes d’immobilités et d’agitation indépendantes des phases d’éveil d ou de sommeil de la mère. Donc début d’une organisation circadienne de la vigilance avec apparition du sommeil agité vers 28 sem (6 mois) et sommeil calme vers 36 sem (8 mois)

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 l’hormone de croissance pendant ce sommeil Sommeil agité : futur sommeil paradoxal Apparition de mouvements corporels d’étirement 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 Entre les phases de sommeil calme et agité il y a des périodes de sommeil de transition Attention parfois les parents confonde le sommeil agité avec une phase d’éveil

42 Éveil calme : Éveil agité :
Moment d’éveil actif et attentif, conscience de l’environnement, 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 l’environnement, moins conscient, activité réflexe, respiration irrégulière, donne l’impression de malaise pouvant aller jusqu’aux pleurs violent État très fréquent les premiers jours puis se réduit de jour en jour pour ne les retrouver qu’au moment de l’endormissement Éveil calme = bébé attentif au bruit, suit les objets, imite les mimiques, sourire réponse conscient

43 Évolution du sommeil de l’enfant
Nouveau-né : Durée moyenne de 16h (entre 14 et 20h selon l’individu) 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 l’environnement lumineux, période ultradienne de 3 à 4h, avec des cycles de sommeil court (50 à 60mn) et nombreux (18 à 20 cycles /24h) Différence entre le nx-né et l’adulte car sommeil agité pour le bb et sommeil lent pour l’adulte Cycle chez l’adulte = 90 à 120 mn hypothèse = Sommeil agité important = moment de construction cérébrale majeure

44 De 1 à 6 mois : Évolution rapide avec apparition de la périodicité jour – nuit, période de sommeil plus longue la nuit, l’éveil journalier s’allonge Qualité du sommeil évolue, le sommeil agité diminue pour laisser le sommeil calme s’installer Apparition des rythmes circadiens de la température, des secrétions hormonales … Dépendance à l’environnement : luminosité, horaires des repas, jeux … Période charnière et vulnérable de synchronisation des rythmes et de maturation électrophysiologie Sommeil la nuit 6h à 1 mois, 9h à 3 mois et 12h à 6 mois (moyenne selon les individus) Périodes vulnérable donc attention a ne pas perturber le sommeil (manque de sommeil, reveil intempestif, horaires perturbés décalages horaires …)

45 6 mois à 4 ans : Réduction progressive du sommeil diurne
Durée moyenne de sommeil = 15h Endormissement en sommeil lent avec rythme identique à l’adulte 2 caractéristiques : Difficultés du coucher ( peur de la séparation) Éveils multiples en seconde partie de nuit (éveil pouvant être long, l’enfant reste calme et se rendort) Enfant passe la journée, de 3 à 4 siestes à 6 mois, 2 sieste à 1 an, 1 sieste à 18 mois Période difficile car période ou peut apparaître des troubles du sommeil (cause médicale, difficulté d’adaptation éducatif, trouble de la relation mère enfant, future pathologie psychiatrique) : - acquisition rythme tardif - début d’allergie alimentaire - contrainte de vie socioprofessionnelle (excès de stimulation ou bien carence; horaire des repas décalé; horaires professionnels des parents; changement d’horaire de saison; institutionnalisation tq crêche) - milieu et condition de vie (bruit, promiscuité…) - situation particulière ( séparation du couple, naissance, deuil, dépression…) Conditionner le sommeil : - reconnaître les signes du sommeil et favoriser le calme au moment du coucher - pas de stimulation, routines de coucher, position confortable - aménager l’environnement lieu, lit, objet transitionnel

46 De 4 à 12 ans : L’adolescence : Grande vigilance dans la journée
Endormissement rapide avec sommeil calme et profond Réduction du temps de sommeil et retard progressif de l’heure d’endormissement Sommeil uniquement nocturne L’adolescence : Sommeil profond allégé avec difficultés d’endormissement Réduction du sommeil nocturne avec déficit chronique en sommeil (modification du rythme) Réapparition épisodique des siestes Réduction du temps de sommeil liée a la disparition des siestes de la journée Adolescent : réduction lié aux nouvelles activités sociales (sortir, TV, se coucher plus tard…)attention aux activités liées a Internet ou bien les jeux vidéo qui stimule la concentration (mais aussi stimule les voies visuelles par les lumières importantes de l’écran) Adolescence avec un besoin plus important de sommeil que dans la pré-adolescence : diminution du temps; retard de phase (lié a irrégularité du rythme, lié aux modifications biologiques accompagnant la puberté) rythme scolaire et démarcation d’avec le rythme de la famille

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

48 A gauche = age A droite = durée moyenne du sommeil En blanc = état de veille En noir = sommeil nocturne En hachuré = sommeil de jour = sieste

49 Conséquences d’un « mauvais » sommeil :
Fatigue, somnolence diurne Difficultés de concentration, manque d’attention et perte d’efficacité Trouble de l’humeur, irritabilité, voire risque de dépression Troubles de la mémoire, difficultés d’apprentissage Baisse des perception sensorielle et ralentissement des temps de réaction motrice, risque accru d’accidents du travail et de la circulation Pathologies : inflammation et diminution des défenses immunitaires, perturbation du métabolisme (diabète, obésité), hypertension artérielle…

50 Règles d’or 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 d’excitants, repas copieux ou alcool…le soir) favoriser les activités relaxantes le soir Être attentif aux signes du sommeil Aménager le réveil (horaire fixe, luminosité…) Environnement : pièce aérée, isolée, calme avec température de 18 à 20° Objet transitionnel pour l’enfant (peluche, doudou, nainain….) Hygiène de vie : favoriser les sport en fin d’après midi et à l’extérieur si possible (entre 17 et20h) mais plus après (risque d’augmentation de la t°) Signes du sommeil : bâillement, paupières lourdes, yeux qui picotent …

51 bibliographie : Internet :
- Dossier « Dormir, rêver… » issu de Le Cerveau à tous les niveaux! ( - «  Le sommeil, le rêve et l’enfant » Challamel M.J., Thirion M. ( « Rythmes de l’enfant – De l’horloge biologique aux rythmes scolaires » expertise collective INSERM ( « Bien dormir , mieux vivre . Le sommeil, c’est la santé . Conseil aux adultes » INPES (

52 La santé de l’homme n°388: Éduquer au sommeil, A quoi sert le sommeil
La santé de l’homme n°388: Éduquer au sommeil, A quoi sert le sommeil? , Éric Mullens ( - « passeport pour le sommeil » institut du sommeil et de la vigilance (