Introduction

Le sommeil est un comportement ancestral et primitif chez l’homme réglé par l’horloge biologique. Il est considéré comme un processus vital et restaurateur qui agit au niveau de plusieurs systèmes du corps humain. Les besoins moyens de sommeil chez les adultes sont estimés entre sept et huit heures par nuit. Néanmoins, les études épidémiologiques publiées ces dernières années estiment que la durée du sommeil a diminué d’environ deux heures dans la deuxième partie du XX^e siècle, spécialement dans les sociétés industrialisées en relation avec le mode de vie, la charge de travail (gardes nocturnes et horaires irréguliers), les activités culturelles et sociales, les influences psychologiques et comportementales ainsi que l’accès à la technologie (ordinateur, télévision, vidéo, téléphone, etc.) avec la perception que le temps de sommeil est du temps perdu.^1-3

Les conséquences de la privation chronique de sommeil au niveau socio-économique et de la santé publique sont nombreuses.⁴ Entre autres, on constate une augmentation de la mortalité générale, de la prévalence de certaines maladies chroniques (hypertension artérielle (HTA), diabète de type 2, dépression, obésité et cancer), du taux d’accidents de la voie publique et du travail (catastrophes industrielles, erreurs professionnelles dans diverses disciplines), ainsi qu’une diminution importante de la qualité de vie et de la productivité (tableau 1).^2-6

Tableau 1

Relation entre durée du sommeil et risque d’hypertension artérielle, maladie coronarienne et diabète mellitus

Etude ou auteur Sujets Age Période Résultats principal (ans) du suivi Hypertension NHANES (2006) 4810 sujets sans HTA 25-74 8-10 ans ↑Risque de HTA si < 5 heures/sommeil/nuit Maladie Nurses’Health 71 617 sans MCV 45-65 10 ans ↑Risque de MCV si < 5, < 6 ou > 9 heures/ cardiovasculaire Study (2003) sommeil comparé aux sujets avec 6-8 heures/ sommeil Liu et coll. (2006) 260 (+ IDM) 40-79 (-) Etude cas ↑RR de IDM si < 5-6 heures/sommeil 422 (- IDM) contrôle comparé aux sujets avec 6-8 heures/sommeil Diabète mellitus / SHHS (2005) 722 53-93 (-) Coupe ↑RR de diabète ou IGT si < 5, < 6, et Intolérance au glucose 764 transversale > 9 heures/sommeil comparé aux sujets avec 7-8 heures/sommeil MMAS (2006) 1709 sans diabète 40-70 15 ans ↑Risque de diabète si < 5, < 6 ou > 8 heures comparé aux sujets avec 7 heures/sommeil HTA : hypertension artérielle ; MCV : maladie cardiovasculaire ; RR : risque relatif ; IDM : infarctus du myocarde ; IGT : intolérance au glucose ; NHANES : National Health and Nutrition Examination Survey ; SHHS : Sleep Heart Health Study ; MMAS : Massachusetts Male Aging Study.

L’Office fédéral de la statistique estime que 1 à 2% des accidents de la route en Suisse sont provoqués par la somnolence au volant. Ces résultats contrastent avec les statistiques générales qui signalent un pourcentage plus élevé (10-20%).⁷

Epidémiologie

Le manque de sommeil, un nouveau problème de santé publique

Selon les estimations de l’Organisation mondiale de la santé publiées en 2011, nous sommes en présence d’une épidémie mondiale de diabète avec plus de 346 millions de personnes atteintes dans le monde, conséquence de la rapide augmentation du surpoids et de l’obésité. Les pays les plus touchés par cette épidémie sont les pays du Moyen-Orient et les pays émergents comme la Chine, l’Inde et le sud-est de l’Asie. L’obésité représente la cinquième cause mondiale de mortalité (2,8 millions de décès/an dans la population adulte) (figure 1).²

A. Epidémie d’obésité et surpoids. B. Epidémie de diabète.

Parallèlement à l’augmentation de la prévalence de l’obésité et du diabète au niveau mondial, nous sommes face à une nouvelle épidémie émergente dans les pays industrialisés : «les troubles du sommeil». Selon les résultats communiqués lors de la «Conférence mondiale sur le sommeil» à Tokyo en octobre 2011, plus de 20% de la population générale dans les pays développés souffre des conséquences des troubles du sommeil et d’un sommeil insuffisant.^1,4 Aux Etats-Unis, un tiers de la population présente des troubles du sommeil avec une durée du sommeil de moins de 7 heures/nuit (à titre de comparaison 8-9 heures/nuit dans les années 1960).^1,2,5,6

Physiologie du sommeil

Le sommeil est un processus actif caractérisé par l’alternance de deux états, le sommeil sans mouvement oculaire ou sommeil lent (SL) ou non REM (REM pour Rapid eye movement) et le sommeil avec mouvements oculaires rapides ou sommeil paradoxal (SP ou REM), définis par Kietman et Aserinsky en 1953 sur la base de modifications caractéristiques de l’hypnogramme (EEG (électroencéphalogramme), électro-oculogramme et électromyogramme de surface). Le sommeil lent profond (S3 et S4), qui correspond à un ralentissement des fonctions du cerveau, a comme fonction principale la restauration métabolique et énergétique du système nerveux central (SNC) (augmentation de la synthèse protéique et sécrétion d’hormone de croissance) ainsi que la consolidation de la mémoire épisodique et spatiale. Lors du sommeil paradoxal, on constate des modifications hémodynamiques et respiratoires importantes (augmentation de l’activité musculaire et du tonus sympathique). Les fonctions du sommeil paradoxal sont encore peu connues mais concernent la plasticité synaptique (surtout chez l’enfant) et la mémoire procédurale. L’altération de la structure du sommeil favorisera donc, entre autres, l’apparition des troubles cognitifs et des déficits d’attention.²

Rythme circadien, sommeil et métabolisme

L’alternance des périodes d’éveil et de sommeil au cours des 24 heures du rythme circadien est réglée par des horloges internes qui possèdent leurs propres rythmes, synchronisés par des événements externes tels que la lumière, les horaires de repas et de travail, et l’activité physique. L’horloge biologique principale chez l’homme est localisée au niveau du noyau suprachiasmatique de l’hypothalamus, sous l’influence de la lumière. Elle est reliée par un vaste réseau neuronal à des horloges périphériques permettant la régulation simultanée des cycles du sommeil, de la thermogenèse, de l’activité physique, du comportement alimentaire et de la sécrétion hormonale.

La synchronie entre les différentes horloges du cycle circadien garantit l’équilibre entre la production et les dépenses énergétiques du corps humain. Par exemple, les variations journalières des niveaux de glucose et d’acides gras, déterminés par l’alimentation et les stimuli hormonaux, influencent l’expression des gènes circadiens et la transcription rythmique des signaux au niveau de l’hypothalamus, impliquée dans l’homéostasie du glucose, la consommation d’aliments et la dépense énergétique.⁸

Sommeil, diabète de type 2 et obésité

Les données actuelles suggèrent que la restriction chronique de sommeil et le sommeil de mauvaise qualité sont impliqués dans les épidémies d’obésité et de diabète de type 2.^2,4,6 L’étude réalisée par Van Leeuwen et coll.,⁹ chez 23 volontaires sains exposés à une restriction de sommeil (< 5 heures/nuit), a montré des altérations au niveau neuroendocrinien avec un décalage du pic du cortisol basal (> 15 min) ainsi que des taux élevés d’insuline, du rapport insuline/glucose et de l’IGF-1 (insulin growth factor-1). Cette étude montre également une élévation des taux de leptine sans modification de la sensation de satiété, ce qui peut paraître paradoxal étant donné le rôle de cette hormone dans la diminution de l’appétit. Cependant, ces constatations suggèrent une relation directe entre la restriction chronique de sommeil et le risque d’apparition d’une intolérance au glucose ou d’un diabète de type 2 (figure 2).

HTA : hypertension artérielle ; IL-6 : interleukine-6 ; TNF : facteur de nécrose tumorale ; CRP : protéine C-réactive.

D’autre part, plusieurs études épidémiologiques prospectives ont montré un rôle causal entre les troubles du sommeil (qualité et quantité) et un risque accru de résistance à l’insuline et de diabète (tableau 2).^10,11 La méta-analyse, publiée en 2010 par Cappuccio et coll. (dix études totalisant 107 756 participants), a montré une augmentation de l’incidence du diabète de type 2 chez les sujets qui dorment moins de cinq à six heures par nuit (Relative risk (RR) : 1,28) et chez ceux qui dorment plus de huit à neuf heures par nuit (RR : 1,48). La même méta-analyse a montré une incidence plus importante de diabète chez les sujets qui présentent des difficultés à s’endormir (RR : 1,57) et ceux avec des réveils nocturnes fréquents (RR : 1,67).¹²

Tableau 2

Résumé des études épidémiologiques sur privation du sommeil et diabète de type 2

Premier auteur Année Echantillon Durée Commentaires de l’étude Chaput et coll. 2007 740 3 ans Sommeil < 6 heures provoque une intolérance au glucose Mallonet et coll. 2005 2663 12 ans Difficultés pour maintenir le sommeil et sommeil court associés avec ↑ DM2 chez les Nilsson et coll. 2004 2599 14,8 ± 2,4 ans Troubles du sommeil ↑ le risque du DM2 Tuomilehto 2008 2800 2 ans < 6 heures du sommeil et > 8 heures ↑ le risque DM2 chez lesd’âge moyen et coll. mais pas chez les Meisinger et coll. 2005 8300 11 ans Réveils nocturnes répétés associés à ↑ du risque de DM2 chez leset Hayashino et coll. 2007 6509 6 ans Difficultés à s’endormir associées avec ↑ risque DM2 chez des adultes sains Kawakami et coll. 2004 2649 8 ans Troubles du sommeil associés avec une ↑ de 2-3 x du risque du DM2 Choi et coll. 2008 4222 1 an Sommeil long et court associés à une ↑ du risque du syndrome métabolique Gangwisch et coll. 2007 8992 10 ans Sommeil court associé comme facteur de risque significatif DM2 Xu et coll. 2010 10 143 10 ans Somnolence diurne et sommeil court la nuit associés avec risque DM2 Rafalson et coll. 2010 1455 6 ans Sommeil court associé avec ↑ risque d’intolérance au glucose et insulino-résistance Yaggi et coll. 2006 1709 18 ans Sommeil court et long ↑ le risque DM2 Hall et coll. 2008 1214 Transversale Durée du sommeil corrélée directement avec le syndrome métabolique Facco et coll. 2010 189 Durant Sommeil court associé à une intolérance au glucose lors de la grossesse la grossesse Qui et coll. 2010 1290 Durant Probable association entre sommeil court et intolérance au glucose et diabète gestationnel la grossesse

Par ailleurs, plus de 60 études épidémiologiques réalisées chez des enfants et des adultes ont révélé une relation de cause à effet entre la durée du sommeil (< 7 heures ou > 8 heures), la prise pondérale et l’obésité. De plus, l’obésité est considérée comme un facteur de risque majeur dans la pathogenèse de diverses maladies comme le diabète, le syndrome des apnées du sommeil et le syndrome métabolique.^4,13 Plusieurs études observationnelles rapportent que les sujets qui réalisent un travail de nuit ou irrégulier présentent un risque augmenté de développer un diabète de type 2. L’altération du cycle circadien favorise une prise pondérale secondaire au manque d’exercice avec une augmentation de la résistance périphérique à l’insuline et la survenue du diabète de type 2.¹⁴

Sommeil et diabète de type 1

La plupart des études réalisées jusqu’à ce jour se sont intéressées à la relation causale entre troubles du sommeil et survenue d’une intolérance au glucose, d’une résistance à l’insuline et d’un diabète de type 2. Cependant, la littérature médicale est très limitée en ce qui concerne l’association entre les troubles du sommeil et le diabète de type 1. Une étude a montré une diminution du sommeil lent avec une sensation de fatigue plus importante et une augmentation de la sécrétion plasmatique d’IGF-1 et d’ACTH (corticotrophine, hormone corticotrope hypophysaire) chez les patients diabétiques de type 1 comparés au groupe contrôle. Ces altérations ont été attribuées aux taux plasmatiques plus élevés de glucose et d’insuline chez les patients diabétiques de type 1.¹⁵ Une autre étude a montré une résistance périphérique à l’insuline augmentée chez des patients diabétiques de type 1 en relation avec la restriction partielle de sommeil (4 versus 8 heures de sommeil par nuit).¹⁶

Syndrome des apnées du sommeil, résistance à l’insuline et diabète de type 2

Le syndrome des apnées obstructives du sommeil (SAOS) se caractérise par des épisodes répétés d’obstruction complète ou partielle des voies aériennes supérieures qui surviennent durant le sommeil paradoxal et qui provoquent une hypoxémie intermittente, une fragmentation du sommeil, une hypercapnie et des variations au niveau de la pression intrathoracique. D’autre part, ces altérations augmentent les réponses du système nerveux autonome et de l’axe corticotrope avec des taux plasmatiques élevés de catécholamines et de cortisol. Ces hormones contre-régulatrices favorisent la glycogénolyse, la gluconéogenèse hépatique, la lipolyse du tissu adipeux blanc résultant en une augmentation de la concentration portale des acides gras, et stimulent la sécrétion de glucagon (figure 3).^17,18

SAOS : syndrome d’apnées obstructives du sommeil.

Le SAOS est considéré comme un facteur de risque indépendant (en dehors de l’obésité), dans la pathogenèse des maladies telles que l’HTA, l’infarctus du myocarde et l’accident vasculaire cérébral.^17-19 La conférence de consensus de la Fédération internationale du diabète (FID) a reconnu, en 2007, l’association entre diabète de type 2 et SAOS sur la base de résultats de plusieurs études qui estiment que plus de 40% des patients avec un SAOS auront un jour un diabète de type 2. La prévalence de SAOS chez les patients diabétiques de type 2 est de l’ordre de 23%.¹⁷ Cette association est plus marquée chez les patients diabétiques avec une atteinte du système nerveux autonome.¹⁷

Effets de la ventilation en pression positive continue sur le métabolisme du glucose

Plusieurs études avaient décrit une amélioration du métabolisme du glucose et de la sensibilité à l’insuline avec l’utilisation de la ventilation en pression positive continue (CPAP) (au minimum 4 heures/nuit) à partir de la troisième semaine de traitement.¹¹ Hecht et coll., dans une revue de la littérature, signalent des résultats très hétérogènes et manquant de preuves pour affirmer l’effet bénéfique de la CPAP sur le métabolisme du glucose et la sensibilité à l’insuline. Ils concluent que la durée de suivi des patients inclus dans les études (< douze semaines) est trop courte pour identifier une diminution significative de l’insulino-résistance par rapport à la chronicité de la maladie.^18,19 Concernant le syndrome métabolique, les études confirment l’effet bé­né­fique de l’utilisation régulière de la CPAP sur l’HTA résistante et l’hypertriglycéridémie.

Conclusion

Le sommeil et l’alimentation sont des processus physiologiques vitaux régulés par l’horloge circadienne et reliés entre eux par un réseau complexe de voies hormonales entre le SNC et les tissus périphériques. Les troubles du sommeil provoquent à la fois une altération de l’horloge circadienne et des métabolismes glucidique et lipidique.

La privation chronique de sommeil est considérée comme une nouvelle épidémie des pays industrialisés avec des conséquences néfastes aux niveaux socio-économique et de la santé publique.

Les données actuelles révèlent une association directe entre la diminution de la durée du sommeil dans la population générale et l’augmentation des épidémies d’obésité et de diabète.

Les troubles du sommeil sont considérés comme un facteur de risque indépendant dans la pathogenèse de plusieurs maladies chroniques telles que le diabète de type 2, l’HTA, l’obésité et les maladies cardiovasculaires.

Le SAOS est un problème fréquemment rencontré chez les patients diabétiques de type 2.