Cycle du sommeil

Cycle du sommeil : comprendre les différentes phases [+ schema]

Près d’un tiers de notre vie est consacrée au sommeil, pour autant il reste une fonction encore mystérieuse, mais déterminante pour notre santé. 

Le sommeil, bien que très variable d’un sujet à l’autre, est constitué de plusieurs cycles. Les phases de sommeil se suivent mais ne se ressemblent pas : la première est un sommeil léger, ensuite vient le sommeil profond et en fin de nuit, c’est un sommeil paradoxal que l’on retrouve. 

Le sommeil est crucial pour de nombreuses fonctions biologiques telles que la mémoire, l’apprentissage, le système immunitaire…

Pour autant, les troubles du sommeil n’ont cessé d’augmenter ces dernières années dans notre population. Véritables problèmes de santé publique, ils interrogent l’évolution à venir de notre état de santé. 

Monsieurdream fait la lumière sur votre activité nocturne, pour vous aider à mieux comprendre le fonctionnement de votre horloge biologique, l’organisation des différentes phases de votre sommeil, ainsi que le rôle que le sommeil exerce sur notre santé.

Le sommeil : Définition

Le sommeil est caractérisé par une diminution de l’état de conscience, du tonus musculaire, et des processus perceptuels. Deux états physiologiques distincts caractérisent le sommeil de l’homme : le sommeil lent et le sommeil paradoxal.

Quels sont les différents cycles du sommeil ?

Schématiquement,le sommeil correspond à un enchaînement de 3 à 6 cycles, de 90 à 120 minutes chacun. 

Le nombre de cycles de sommeil qui va se succéder au cours d’une nuit dépend donc de la durée de votre nuit. Par exemple, une nuit de sommeil de 9 heures se compose en moyenne de 6 cycles de sommeil

Un cycle est lui-même constitué d’une alternance de sommeil lent et de sommeil paradoxal

Plus précisément, l’endormissement est suivi par du sommeil lent léger, qui conduit au sommeil lent profond. Au bout d’environ 60 à 75 minutes, le sommeil paradoxal apparaît, suivi d’une phase intermédiaire, qu’on appelle aussi des micro-éveils.

Ces différents stades constituent le premier cycle de sommeil :

Cycle Du Sommeil Schema

Comment mesure-t-on les cycles de sommeil ?

La polysomnographie est l’examen de référence pour mesurer le sommeil nocturne et donc déterminer les différentes phases de sommeil. 

Plusieurs paramètres physiologiques sont enregistrés : 

  • l’activité cérébrale (par électroencéphalographie), 
  • l’activité musculaire (électromyogramme) 
  • les mouvements oculaires (électro-oculogramme)

Cet enregistrement permet alors d’obtenir un hypnogramme, tel que représenté ci-dessous, représentatif du déroulement de votre nuit de sommeil :

Hypnogramme Sommeil Schema
source : sommeil-inserm

Chaque cycle de sommeil joue un rôle spécifique. C’est ce que nous vous proposons de découvrir ci-dessous.

Commençons par étudier la phase d’endormissement.

L’endormissement

L’endormissement correspond à une phase de transition de quelques minutes, séparant la veille et le sommeil. Il est aussi observé au cours du premier stade de sommeil lent léger.Vous commencez progressivement à fermez les yeux, à vous détendre, et à somnoler.

Mais savez-vous réellement par quels moyens trouvons-nous chaque soir à peu près à la même heure le sommeil ?

Notre rythme de sommeil est en réalité régulé par notre cerveau qui contient une véritable horloge située dans l’hypothalamus, permettant alors l’endormissement et le réveil.

Biologiquement, l’endormissement nécessite la convergence de plusieurs facteurs :

  • des processus homéostasiques, qui accroissent le besoin du sommeil à mesure que la période de veille se prolonge
  • des processus circadiens, qui visent à synchroniser l’organisme et le sommeil sur l’alternance jour-nuit. Il s’agit de notre horloge biologique !
Horloge Biologique
source : lefigaro.fr

Processus homéostasiques

Ce processus est comparable à un sablier ou à une batterie qui tend à se vider au bout d’un certain temps. On parle de « dette homéostatique » pour décrire ce processus. 

Une dette de sommeil qui augmente donc en fonction du temps d’éveil et diminue durant l’épisode de sommeil. Autrement dit, plus on reste éveillé au cours de la journée, plus la pression de sommeil sera importante au coucher. 

Processus circadiens : Votre horloge biologique

Le deuxième processus qui influence grandement la venue, la durée et la qualité de notre sommeil est la phase de notre rythme circadien. Celle-ci est déterminée par notre horloge biologiquedont le rythme est endogène mais entraîné par la lumière du jour. 

Cette horloge produit donc un cycle d’environ 24 heures au cours duquel survient des temps optimaux pour s’endormir, se réveiller, et performer au cours de la journée.

Notre somnolence augmente ainsi sensiblement entre 13 et 16 heures, et plus encore entre 2 et 5 heures du matin. 

Plusieurs facteurs interviennent pour réguler plus finement notre horloge biologique, parmi lesquels une hormone bien connue, la mélatonine.

La mélatonine

La mélatonine permet l’induction du sommeil. Appelée communément hormone du sommeil, la mélatonine est produite en situation d’obscurité, en début de nuit, par la glande pinéale (ou épiphyse), située à l’arrière de l’hypothalamus. 

Lorsqu’elle est libérée en début de nuit, elle favorise le déclenchement du sommeil. A l’inverse, lorsque les cellules rétiniennes perçoivent la lumière, sa synthèse est inhibée. 

L’exposition à la lumière joue donc un rôle fondamental sur sa sécrétion pouvant ainsi retarder la phase d’endormissement.

Le sommeil lent

Le sommeil lent porte ce nom car il est caractérisé par des ondes lentes. Il s’associe à une activité mentale minimale, peu élaborée. 

Le sommeil lent est divisé en trois stades de profondeur graduelle, correspondant chacun à une activité cérébrale différente mise en évidence par l’électroencéphalographie.

On distingue : 

  • le stade 1 (appelé N1) de sommeil léger, principalement observé lors de l’endormissement
  • le stade 2 (N2) de sommeil léger
  • le stade 3 (N3), le sommeil lent profond

Le sommeil lent léger

Un cycle débute généralement par du sommeil lent léger(stade N1 et N2). Il s’agit du stade de sommeil le plus représenté au cours de la nuit, d’une durée d’une vingtaine de minutes environ. Le sommeil est à ce moment là confirmé. Mais le dormeur est encore facile à réveiller à ce stade. 

Chez l’adulte jeune, le sommeil lent représente 70 à 85% du temps total de sommeil nocturne. Le stade N1 représente moins de 5%. Le stade N2, de 45 à 60%.

Le sommeil lent profond

Le sommeil évolue ensuite vers une phase de sommeil progressivement plus profond (N3) qui dure, quant à elle, plusieurs dizaines de minutes. 

Durant ce stade de sommeil profond (N3), le ralentissement de l’activité cérébrale s’amplifie. L’électro-encéphalogramme montre la présence d’ondes de grande amplitude et de faible fréquence. 

La consommation en oxygène est réduite et donc le métabolisme cérébral est ralenti. Le tonus musculaire est lui-aussi diminué. En d’autres termes, la personne dort profondément et est difficile à réveiller

Le sommeil lent profond est compris entre 15 et 25% de notre temps total de sommeil.

Rôle du sommeil lent 

  • Récupération de la fatigue physique (surtout pendant le sommeil profond)
  • Sécrétion de l’hormone de croissance
  • Sécrétion de la prolactine
  • Synthèse cérébrale de glycogène et de protéines

En fin de sommeil lent profond, notre cerveau effectue une remontée vers le sommeil lent léger, qui débouche soit sur un réveil, soit sur le sommeil paradoxal afin de continuer notre nuit.

Le sommeil paradoxal

Le cycle de sommeil se termine donc par une phase de sommeil paradoxal. Accompagné de fréquents mouvements oculaires rapides (sous les paupières fermées), le sommeil paradoxal est aussi appelé période REM (Rapid Eye Movement).

À l’inverse du sommeil lent, le sommeil paradoxal correspond à une période durant laquelle l’activité cérébrale est intense, proche de ce qui est observé en période d’éveil. 

Le terme paradoxal provient du fait que le tonus musculaire est totalement aboli durant cette phase, les muscles sont comme paralysés, ce qui contraste avec l’intensité de l’activité cérébrale. Il représente de 20 et 25% de notre temps total de sommeil.

Le sommeil paradoxal est en outre propice aux rêves les plus élaborés. Il est à noter cependant que le sommeil lent léger peut lui aussi comporter des rêves, mais ils sont moins intenses. 

Rôle du sommeil paradoxal 

  • Résolution des tensions accumulées la journée et récupération de la fatigue nerveuse, grâce aux rêves.
  • Organisation des informations enregistrées pendant la journée
  • Fixation en mémoire de ce qui a été appris pendant la journée et suppression de ce qui n’est pas utile à retenir

Le sommeil sera de bonne qualité si les cycles se succèdent harmonieusement. A l’inverse, quand les cycles sont chamboulés ils entraînent des troubles du sommeil. 

Le réveil

Nous voici enfin au moment de l’éveil. À l’inverse de l’endormissement, il est caractérisé par un retour à un état de conscience complet. On retrouve une accélération brutale de l’activité cérébrale et une augmentation du tonus musculaire.

La transition du sommeil vers l’éveil ne se fait pas au même moment pour toutes les structures cérébrales, ce qui peut expliquer le phénomène d’inertie du sommeil, caractérisé une impression d’être fatigué, voir complètement ailleurs, et incapable de se sentir opérationnel les quelques minutes qui suivent le réveil. 

Des anomalies de cette transition du sommeil vers l’éveil peuvent conduire à certains états dissociés, tels que le somnambulisme (état dissocié entre le sommeil lent profond et la veille) ou la paralysie de sommeil (état dissocié entre le sommeil paradoxal et la veille). 

Rythme des cycles du sommeil

Le rythme de sommeil varie au cours d’une même nuit: en début de cycle, le sommeil lent profond est le plus prépondérant, tandis que la proportion de sommeil paradoxal est plus importante en fin de partie de nuit.

La durée et le nombre de cycles de sommeil sont variables au cours de la vie.

Le sommeil lent est plus profond durant l’enfance et l’adolescence, jusque vers l’âge de 20 ans environ. Avec l’avancée en âge, le sommeil lent devient plus léger, expliquant l’augmentation des troubles du sommeil chez l’âgé. 

Chez l’enfant, les cycles de sommeil sont beaucoup plus nombreux et courts.

Enfin, la quantité nécessaire et la qualité de sommeil varient grandement d’une personne à l’autre. Il y a des lève-tôt, des couche-tard, mais aussi des gros et des petits dormeurs, et tout cela est dicté par notre génétique. Il s’agit de notre chronotype.

Les petits dormeurs présenteraient notamment des phases de sommeil léger très courtes. 

Mais quelle que soit la durée de sommeil nécessaire à chacun, celle du sommeil profond serait relativement constante, tandis que les durées de sommeil léger et de sommeil paradoxal varieraient.

Durée de sommeil

Voyez comme la durée du stade 2 (N2) et du sommeil paradoxal (SP) est réduite chez les sujets courts dormeurs en comparaison avec les longs dormeurs et les sujets contrôles (normal). La durée du sommeil lent profond (N3) est en revanche identique chez les trois types de sujets.

Extrait du livre « Les troubles du sommeil » de Yves Dauvilliers

Sommeil et santé

Et si tout se jouait pendant que nous dormions ? Encore largement sous-estimé, il est pourtant reconnu que le sommeil a des effets autant sur la santé physique que mentale.

En matière de mémorisation, le sommeil lent et le sommeil paradoxal semblent bien impliqués. Ce dernier constitue d’ailleurs la majeure partie du temps de sommeil des nouveau-nés. Il a été démontré que le perturber ou le supprimer engendrerait des troubles de l’architecture cérébrale. 

Chez l’adulte, le sommeil stimule la sécrétion de plusieurs hormones. Le manque de sommeil peut donc créer de nombreux désordres hormonaux comme par exemple des anomalies sur le cortisol ou bien l’insuline. Ces derniers jouent un rôle essentiel sur la gestion du poids.

Ainsi, le manque de sommeil favorise la prise de poids. Plusieurs études montrent par exemple une plus grande tendance à grignoter après une nuit d’insomnie.

Un sommeil de bonne qualité permet de prévenir certaines maladies. Il a en effet une action immunitaire contre les infections et offre une protection métabolique contre l’hypertension, les maladies cardiovasculaires et le diabète.

Des observations épidémiologiques montrent d’ailleurs un risque accru d’hypertension artérielle, d’hypercholestérolémie, ou d’événements cardiovasculaires (AVC, coronaropathies) chez les personnes présentant une mauvaise qualité de sommeil.

Parallèlement, des études ont pointé un lien entre troubles du sommeil et altération des capacités cognitives. Principalement, les fonctions attentionnelles et exécutives sont touchées, les troubles de la vigilance étant à l’avant-plan.

Le manque de sommeil, par ailleurs, affecte la productivité au travail et augmente les accidents mortels sur la route.

Les données épidémiologiques suggèrent aussi une relation bidirectionnelle entre sommeil et troubles de l’humeur, notamment la présence de symptômes dépressifs et anxieux. 

Les troubles du sommeil rendent ainsi les personnes plus vulnérables au risque de présenter un trouble dépressif et/ou anxieux, mais à son tour, présenter un trouble de l’humeur influencerait la qualité du sommeil

Conclusion 

Ces dernières décennies des avancées majeures ont été réalisées dans la reconnaissance des différents stades de sommeil. Le sommeil est relativement stable chez un même individu et respecte une organisation bien spécifique.

Toutefois, des différences interindividuelles importantes existent, probablement en raison du patrimoine génétique de chacun. La durée et l’organisation du sommeil varient également selon les âges, les habitudes de vie, les contraintes professionnelles, et l’environnement des individus.

Le sommeil ne sert pas juste à récupérer, nous avons vu qu’il a des bienfaits essentiels pour une bonne santé, alors ne le négligez plus : bien dormir c’est une meilleure santé !

FAQ

Quel est le temps de sommeil profond idéal ?

La quantité de sommeil lent profond est indépendante de la durée totale du sommeil. Par contre, elle est liée à la durée de l’éveil qui précède le sommeil, et à la qualité de cet éveil : une activité physique importante augmente la quantité de sommeil profond. 

Après une sieste d’après-midi, il y a relativement peu de sommeil lent profond, au bénéfice de plus de sommeil lent léger. En cas de privation de sommeil, par contre, nous rattrapons en priorité notre déficit en sommeil lent profond.

Le sommeil lent profond diminue avec l’âge, au bénéfice d’un sommeil beaucoup plus léger. De nombreuses insomnies des personnes âgées ne sont, en fait, que des « impressions de mauvais sommeil », de sommeil trop léger, alors même que la durée totale du sommeil est très bonne, voire augmentée.

C’est quoi un sommeil réparateur ?

Il n’existe en réalité qu’une seule définition du sommeil réparateur : c’est quand, le matin, nous nous réveillons non seulement avec l’impression d’avoir bien dormi, mais aussi avec celle d’être reposé et en pleine forme.

Ces impressions seront obtenues après des temps différents de sommeil selon les sujets.

Nous sommes très inégaux devant le sommeil :

La plupart d’entre nous ont besoin de 7 h 30 à 8 heures de sommeil, réparties par exemple sur 4 cycles de 2 heures ou 5 cycles de 1 h 30.

Certains sujets, dits « petits dormeurs », auront besoin de moins de 6 heures par nuit (probablement 4 cycles de 1 h 30). D’autres, beaucoup plus rares, n’auront besoin que de 4 heures de sommeil pour être en forme. Ces petits dormeurs représentent environ 5% de la population.

Par contre, les « gros dormeurs » auront besoin d’une durée moyenne de plus de 9 heures de sommeil par jour. Ils représentent environ 10 à 15 % de la population.

Ces besoins de sommeil sont probablement innés, en grande partie déterminés héréditairement. Ils évoluent pendant l’enfance, puis ils restent en général remarquablement constants après la fin de l’adolescence.

Ce n’est donc pas la quantité de sommeil qui définit un sommeil réparateur mais plutôt sa qualité.

Combien d’heures de sommeil par âge ?

Le nombre d’heures de sommeil varie d’une personne à une autre, mais en moyenne :

  • un nourrisson a besoin de 18 à 20 heures de sommeil 
  • un adolescent a besoin de 9 à 10 heures de sommeil
  • un adulte a besoin de 7 à 8 heures de sommeil

Un adulte devrait donc dormir au moins 7 heures par nuit pour se sentir reposé.

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