Structures et mécanismes responsables du cycle veille sommeil
Michel Jouvet
Encyclopedia Universalis
TABLE DES MATIERES
Structures et mécanismes responsables de l'éveil
L'encéphalite épidémique et Von Economo
La théorie réticulaire de l'éveil (1949)
Les systèmes d'éveil.
Système noradrénergique
Système à histamine
Le réseau exécutif de l'éveil
Structures et mécanismes responsables du sommeil orthodoxe
Du sommeil passif au sommeil actif
La théorie sérotoninergique du sommeil
Le système exécutif du sommeil lent
Théorie peptidergique du sommeil
Structures et mécanismes du sommeil paradoxal
Le réseau exécutif du sommeil paradoxal
Etat actuel des connaissances sur la régulation du cycle eveil-sommeil-rêve
Répartition circadienne
Répartition ultradienne du sommeil paradoxal
Les fonctions du sommeil et du rêve
Les fonctions du sommeil paradoxal
Tableau
FIGURES

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Etat actuel des connaissances sur la régulation du cycle éveil-sommeil-rêve

Les structures temporelles du cycle éveil-sommeil-rêve

Eveil-sommeil-rêve

Le rythme ultradien du sommeil paradoxal (c'est-à-dire l'intervalle qui sépare le début d'une période de sommeil paradoxal jusqu'au début de la suivante) est relativement fixe chez l'homme (90 minutes). Ce rythme est fonction de la taille de l'animal (10 minutes chez la souris, 24 minutes chez le chat, 60 minutes chez le chimpanzé, 120 minutes chez l'éléphant). Il est donc également fonction du métabolisme et c'est sans doute à ce niveau qu'il faut chercher l'explication du fonctionnement du pace maker. Il semble donc utile de rappeler ici quelques éléments concernant les données énergétiques du cycle veille-sommeil. Celles-ci ont été apportées soit chez l'animal par la méthode du C14 déoxyglucose, soit chez l'homme par la caméra à positons ou l'imagerie à résonance magnétique fonctionnelle. Rappelons d'abord que le cerveau utilise presque essentiellement le glucose pour son énergie. Ce glucose est transporté dans les cellules gliales où il a être transformé en pyruvate, qui constitue l'essentiel donneur d'énergie des cellules nerveuses. Au cours de l'éveil, la consommation de glucose augmente au niveau des aires corticales visuelles ou auditives dans le cas d'attention visuelle ou auditive. Cependant, l'oxygène n'augmente pas de façon parallèle, si bien qu'il existe un découplage entre l'augmentation du glucose et de l'oxygène. Dans ce cas, l'énergie est donc orientée vers la voie anaérobie et il y a production de lactate grâce à une enzyme, la lactate deshydrogenase. Au cours du sommeil, il y a diminution progressive de la consommation de glucose et d'oxygène et surtout les réserves d'énergie vont s'effectuer au niveau de la glie (les astrocytes) sous forme de glycogène.
Le sommeil paradoxal va à son tour consommer les réserves énergétiques, au moins autant que l'éveil. On suppose actuellement que l'utilisation du glucose se fait sans découplage par la voie aérobie du cycle de Krebs (phosphorylation oxydative). Dans ce cas, la pyruvate deshydrogenase jouerait un rôle clé car cette enzyme peut être activée et désactivée périodiquement. Le sommeil paradoxal est en effet supprimé dès qu'il y a diminution de l'apport d'oxygène. On peut ainsi provoquer une anoxie relative en mettant un animal dans un caisson hypobare. La diminution d'oxygène provoque une suppression du sommeil paradoxal et une augmentation "homéostasique" du sommeil à ondes lentes. Bien entendu, si la diminution d'oxygène augmente, il y a augmentation de l'éveil.

Les phénomènes énergétiques du cycle veille-sommeil (ou la glie, et en particulier les astrocytes jouent un rôle important) commencent seulement à être étudiés. Il est intéressant de remarquer que la plupart des neurones des systèmes d'éveil sont riches en lactate deshydrogenase alors que les systèmes responsables du sommeil paradoxal sont particulièrement riches en pyruvate deshydrogenase. Des recherches vont de plus en plus explorer les relations entre neurotransmetteur, la neuroglie et les processus énergétiques au fur et à mesure du développement des nouvelles méthodes d'investigation comme l'imagerie à résonance magnétique fonctionnelle et les capteurs à fibres optiques utilisant des lasers.

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