Fiche de révision : Chronobiologie et sommeil

📋 Plan du Cours

1. Définition et domaines de la chronobiologie
2. Paramètres des rythmes biologiques
3. Classification des rythmes biologiques
4. Horloges biologiques internes
5. Synchroniseurs et photopériode
6. Désynchronisations des rythmes
7. Principes de chronopharmacologie
8. Définition et fonctions du sommeil
9. Cycles et phases du sommeil
10. Déclenchement et régulation du sommeil

📖 1. Définition et domaines de la chronobiologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Chronobiologie : Science des rythmes biologiques, c’est-à-dire des variations régulières, involontaires et prévisibles des fonctions physiologiques ou psychologiques, de la cellule à l’organisme entier.

📝 Points essentiels

• La chronobiologie est apparue à partir des années 1950, lorsque des preuves ont montré que l’être humain fonctionne selon des rythmes précis.

• La chronobiologie étudie notamment: la chronomédecine et la chronopharmacologie, la variation des performances humaines, la chronobiologie appliquée, la chronoprévention des risques liés au travail posté ou nocturne

📖 2. Paramètres des rythmes biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Période : Intervalle de temps mesuré entre deux épisodes biologiques identiques.
• Acrophase : L’acrophase est la plus haute valeur de la variable biologique mesurée pendant la période considérée, tandis que la bathyphase en est la valeur la plus basse.
• MESOR : Moyenne arithmétique des mesures de la variable biologique.

📝 Points essentiels

📌 L’étendue représente la variation totale entre la valeur maximale et la valeur minimale, tandis que l’amplitude correspond à la moitié de cette différence.

💡 Astuce mémo

Amplitude = moitié pic-creux, étendue = variation totale

📖 3. Classification des rythmes biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Rythme circadien : Un rythme circadien possède une période proche de 24 heures, plus précisément comprise entre 20 et 28 heures.
• Rythme ultradien : Un rythme ultradien possède une période inférieure à 24 heures et est donc plus rapide qu’un rythme circadien.
• Rythme infradien : Un rythme infradien possède une période supérieure à 24 heures et comprend notamment les rythmes septénaires, circamensuels et circannuels.

★ À maîtriser

• La température corporelle suit un rythme circadien dont le MESOR est de 37 °C, l’étendue de 2 °C, l’amplitude de 1 °C, l’acrophase de 38 °C à 17 heures et la bathyphase de 36 °C à 5 heures.

Compléments

• Le cycle menstruel est un rythme circamensuel d’environ 28 jours, tandis que la variation annuelle de la testostérone constitue un exemple de rythme circannuel.

💡 Astuce mémo

Circadien = autour du jour, ultradien = plus rapide, infradien = plus lent

📖 4. Horloges biologiques internes

🔑 Notions clés & Définitions

• Horloge biologique : Une horloge biologique est un oscillateur endogène d’origine génétique qui gouverne des rythmes innés ne résultant pas d’un apprentissage individuel.
• Noyau suprachiasmatique : L’horloge biologique principale, formée de corps cellulaires situés dans l’hypothalamus au-dessus du chiasma optique.

📝 Points essentiels

• Les neurones du noyau suprachiasmatique ont des rythmes de décharge d’environ 25 heures, liés à l’existence de gènes horloges.

• Toutes les cellules des organes possèdent des horloges secondaires contrôlées par des gènes horloges, qui organisent dans le temps leurs différentes synthèses.

💡 Astuce mémo

Le noyau suprachiasmatique comme une horloge centrale reliée aux horloges cellulaires

📖 5. Synchroniseurs et photopériode

🔑 Notions clés & Définitions

• Synchroniseur : Facteur exogène qui entraîne les horloges biologiques et les ajuste aux cycles de l’environnement.
• Mélatonine : La mélatonine est une hormone synthétisée par la glande pinéale à partir de la sérotonine, dont la sécrétion augmente fortement en l’absence de lumière.

★ À maîtriser

• L’intensité lumineuse de l’environnement est le principal synchroniseur de l’horloge interne, car la rétine transmet l’information lumineuse au noyau suprachiasmatique.

Compléments

• La société synchronise les rythmes des activités personnelles et sociales, mais elle ne crée pas les rythmes biologiques.

💡 Astuce mémo

Lumière rétinienne → NSC → mélatonine et synchronisation jour-nuit

📖 6. Désynchronisations des rythmes

★ À maîtriser

• Le décalage horaire provoque habituellement une grande fatigue, des troubles du sommeil et un manque de concentration en perturbant notamment la sécrétion de mélatonine.

• Après un décalage horaire, le rythme veille-sommeil se resynchronise en 1 à 2 jours, la température corporelle en environ 1 semaine et les sécrétions hormonales en 2 à 4 semaines.

Compléments

📌 Le voyage vers l’ouest est moins traumatisant que le voyage vers l’est, car il allonge la durée du jour et correspond à la tendance naturelle de l’organisme à rallonger son cycle.

• Le travail posté de nuit réduit l’exposition à la lumière naturelle et peut provoquer des troubles du sommeil, de l’alimentation et des troubles psychosomatiques.

• La cécité avec rétine complètement inopérante peut provoquer des troubles de l’organisation temporelle, car la lumière ne peut plus être transformée en signal hormonal de synchronisation.

📖 7. Principes de chronopharmacologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Chronopharmacologie : Étude de l’influence du moment d’administration sur l’efficacité et la tolérance des médicaments, des anesthésiques ou des nutriments.

★ À maîtriser

• Les variations chronobiologiques concernent: le péristaltisme intestinal, minimal la nuit, la sécrétion gastrique, maximale la nuit, la diurèse, maximale le matin, l’immunité, renforcée la nuit, l’hématocrite, maximal en début de journée, le temps de coagulation, important en début de journée, la mitose, principalement nocturne

• Comme le temps de coagulation est important le matin et faible la nuit, le traitement par héparine peut être administré à dose plus élevée le matin et à dose plus faible le soir.

Compléments

• Pour l’ulcère d’estomac, un inhibiteur de la pompe à protons gastrique est pris le soir afin d’inhiber la sécrétion acide maximale pendant la nuit.

💡 Astuce mémo

Moment de prise → fonctionnement cellulaire → efficacité et tolérance du traitement

📖 8. Définition et fonctions du sommeil

🔑 Notions clés & Définitions

• Sommeil : Inconscience partielle à laquelle une stimulation peut mettre fin, ce qui le distingue du coma.

★ À maîtriser

• Le besoin individuel de sommeil varie de 6 à 10 heures, avec une moyenne d’environ 8 heures, et la population comprend notamment des dormeurs se couchant tôt ou tard.

• Le manque de sommeil peut diminuer la vigilance, la concentration, la réflexion et la mémoire, ralentir les réflexes, provoquer une fatigue musculaire et entraîner des sautes d’humeur ou des hallucinations.

Compléments

• Le sommeil contribue à:
  • le repos de l’organisme
  • la régénération des tissus
  • la maturation cognitive
  • les rêves

💡 Astuce mémo

Sommeil = inconscience réversible, coma = état non réveillable par stimulation ordinaire

📖 9. Cycles et phases du sommeil

★ À maîtriser

• Le sommeil lent représente environ 75 % du temps de sommeil, tandis que le sommeil paradoxal en représente environ 25 %.

• Un cycle de sommeil associe sommeil lent et sommeil paradoxal et dure environ 90 minutes, soit environ cinq cycles pour 8 heures de sommeil.

• Le sommeil lent comprend quatre phases, ce qui porte à cinq le nombre total de phases avec le sommeil paradoxal.

• Les phases 3 et 4 du sommeil lent représentent environ 20 % du temps, comportent des ondes delta inférieures à 4 Hz et correspondent au sommeil profond avec baisse des signes vitaux.

• Le sommeil paradoxal représente environ 25 % du temps, associe une activité EEG proche de l’éveil à une hypotonie musculaire et s’accompagne de la majorité des rêves.

Compléments

• La phase 1 représente environ 10 % du temps et passe progressivement des ondes alpha de 8 à 13 Hz aux ondes thêta de 4 à 8 Hz.

💡 Astuce mémo

Sommeil lent 1 → 2 → 3-4 → sommeil paradoxal

📖 10. Déclenchement et régulation du sommeil

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyau préoptique ventrolatéral : Structure hypothalamique dont les neurones induisent le sommeil lent par l’intermédiaire de neurones GABA.

★ À maîtriser

• 🔄 Le déclenchement du sommeil implique: l’inhibition du système réticulaire activateur ascendant, l’activation du centre hypothalamique du sommeil lent, l’intervention du centre du sommeil paradoxal dans le tronc cérébral

📌 L’accumulation quotidienne d’adénosine active le noyau préoptique ventrolatéral, qui inhibe la production d’histamine et d’autres substances maintenant l’éveil.

Compléments

• La sérotonine produite par le raphé peut induire le début du sommeil dans le noyau préoptique ventrolatéral et sert de précurseur à la mélatonine nocturne.

💡 Astuce mémo

Accumulation d’adénosine → VLPO → inhibition des systèmes d’éveil → sommeil

📊 Tableaux de synthèse

Types de rythmes biologiques