Les mécanismes régulateurs du sommeil

Pour aborder la physiologie du sommeil, il est tout d'abord nécessaire de comprendre quels sont les grands mécanismes qui président à son fonctionnement.

Ces mécanismes de base sont au nombre de deux : la pression de sommeil (ou pression homéostasique) et le rythme circadien (ou rythme biologique). Ils se déclinent et s'analysent selon différents angles, mais ce sont bien les deux grands piliers régulateurs de nos rythmes veille/sommeil, qui interagissent et se compensent afin de générer, idéalement, une longue période de sommeil nocturne et un état d'éveil alerte suffisant durant la journée.

En bref (ces mécanismes seront détaillés de façon approfondie dans d'autres articles) :

La pression de sommeil est comparable à une "pile interne", qui se recharge durant le sommeil et se décharge durant la veille.
Elle est tributaire de l'élimination ou de l'accumulation de certaines substances (neurotransmetteurs) dans notre cerveau, qui augmentent de façon exponentielle durant la journée et diminuent de même quand nous dormons. Un peu comme une "fatigue métabolique" survenant à l'utilisation ! Le principal neurotransmetteur impliqué est l'adénosine, molécule intervenant dans le métabolisme de l'énergie. L'adénosine agit comme un inhibiteur de nombreux processus ayant lieu durant l'éveil. Elle s'accumule progressivement tout au long de la journée, jusqu'à atteindre un seuil suffisant pour commencer à provoquer de la somnolence et déclencher le besoin de sommeil. Une fois que nous dormons, cette adénosine s'élimine également progressivement, jusqu'à disparaître et induire le réveil et recommencer à s'accumuler petit à petit à mesure que nous sommes actifs.

Il est à noter - cela sera développé dans un autre article - que c'est à ce niveau qu'agit la caféine pour ralentir ou empêcher l'apparition du sommeil chez certaines personnes. En effet, il s'agit d'une substance de la même famille que l'adénosine et utilisant les mêmes récepteurs, ce qui fait que sa présence empêche l'adénosine d'induire une somnolence suffisante pour pouvoir entrer dans le sommeil. Il est à souligner que la sensibilité à la caféine est d'ordre génétique et nous ne réagissons pas tous de la même manière quand nous en consommons. Il s'agit quand même toujours d'un mécanisme s'opposant à la pression de sommeil, dans une plus ou moins forte mesure. Autrement dit, la caféine consommée exerce un effet stimulant en bloquant le traitement de l’adénosine par notre cerveau.
Par ailleurs, d'après les études scientifiques, le taux d’adénosine semble avoir un impact spécifique sur la qualité du sommeil lent profond (le plus réparateur) ainsi que sur les capacités de récupération.

Le rythme circadien, quant à lui, est un processus qui vient rythmer les cycles éveil-sommeil et les caler sur une périodicité à peu près équivalente à 24 heures (en réalité très légèrement supérieure). Un peu comme un programmateur avec interrupteur "dodo". Chez les mammifères, ce "biorythme" est géré par une horloge biologique interne située au niveau d'une zone spécifique appelée les noyaux supra-chiasmatiques de l'hypothalamus, dont l'activité est plus importante le jour que la nuit. Cette zone est essentiellement influencée par la lumière, et calque les rythmes circadien sur l'alternance jour/nuit (ou plus précisément lumière/obscurité), comme un vrai chef d'orchestre. La lumière perçue par la rétine est convertie en signal électrique, lequel est ensuite converti, via la glande pinéale, en une neurotransmetteur appelé mélatonine, encore qualifiée "d'hormone du sommeil", et que nous sécrétons donc quand il fait noir afin de nous faire dormir.

Donc quand il fait clair, ordre est donné au cerveau d'arrêter de produire de la mélatonine et de réveiller le corps, et à l'inverse, quand il fait noir, la mélatonine est produite en quantité et induit le sommeil. C'est dire l'influence parfois catastrophique de la lumière artificielle sur la qualité de nos nuits et l'importance de ce point dans l'hygiène de sommeil ! Nous y reviendrons. Mais la bonne nouvelle est que c'est un mécanisme sur lequel nous pouvons avoir une influence et ainsi augmenter nos chances de bien dormir.

Les cycles de température corporelle et de production de cortisol ("hormone du stress") sont également régulé par l'horloge biologique et influencent les cycles veille/sommeil, ainsi que nos activités physiques et sociales. Il s'agit d'éléments sur lesquels on va pouvoir agir afin d'influencer notre horloge biologique dans le bon sens.