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Le train du sommeil




-L’état de veille (ou l’éveil) :
Il caractérise tous les instants conscients au cours d’une vie. Il constitue environ deux tiers du temps chez l’adulte. Selon un cycle journalier, l’activité de la conscience varie. L’état de veille oscille entre des temps d’éveil actif, où notre capacité de vigilance est élevée, notre rendement intellectuel important et les chances de s’endormir sont faibles, et des temps d’éveil passif, au cours desquels notre capacité de vigilance est beaucoup plus faible, les gestes sont plus lents, le temps de réaction plus long et où il y a une forte probabilité d’endormissement.

Au cours d’une nuit normale, on peut observer, grâce aux données, une succession de cinq phases formant un cycle d’environ une heure et demie à deux heures, et se répétant quatre à cinq fois. On distingue alors deux formes de sommeil :

-Le sommeil lent :
Il est caractérisé par une baisse progressive de la fréquence et une augmentation de l’amplitude des ondes enregistrées sur l’électroencéphalogramme. Il est constitué de quatre phases, notées de I à IV :
>Phase I :

Il correspond à l’endormissement et à 5% du sommeil, il se traduit par un état de somnolence. La courbe de l’électroencéphalogramme est de faible amplitude : les mouvements oculaires sont très lents et l’activité musculaire est ralentie. On observe quelques signes : bâillements, paupières lourdes,…La moindre stimulation peut réveiller le dormeur.
>Phase II :

C’est le sommeil léger et il correspond à 45% du sommeil. L’activité cérébrale est ralentie, les mouvements oculaires sont arrêtés, la température du corps est en baisse et la respiration est régulière mais ralentie. On note une diminution des sensations, mais le moindre bruit reste susceptible de réveiller le dormeur.
>Phase III :

Il correspond au sommeil profond (ou lent) et représente 7% du sommeil. Les ondes cérébrales sont de plus en plus lentes, il n’y a pas de mouvements oculaires, les muscles sont détendus, et la respiration est lente et régulière. C’est une période de sommeil réparateur et c’est à ce moment que des troubles de sommeil peuvent apparaître.
>Phase IV :

C’est le sommeil le plus profond et il correspond à 15% du sommeil. Lors de cette phase, on n’observe pas d’activité musculaire et aucun mouvement oculaire. Le corps se repose et récupère, et il sera plus difficile de réveiller le dormeur durant cette période. Cette phase prépare l’arrivée du sommeil paradoxal.
Le sommeil lent (de la phase I à la phase IV) dure à peu près 60 à 90 minutes après le début de l’endormissement.

-Le sommeil paradoxal ( Phase V ):
Il représente 28% du sommeil. Les données de l’électro-encéphalogramme révèlent une activité cérébrale comparable à celle de l’état de veille, bien que le sujet soit profondément endormi (d’où le terme de paradoxe). Au cours de cette phase, on observe une activité cérébrale rapide, des mouvements oculaires rapides, non coordonnés, une paralysie temporaire, le rythme cardiaque augmente,et la respiration est plus rapide, irrégulière et peu profonde. Ce sommeil semble jouer un rôle dans la réparation de la fatigue nerveuse, favorise la concentration et la mémorisation, et c’est le moment du rêve, ce dernier ayant un rôle encore énigmatique. Le sommeil paradoxal (ou phase V) dure environ 20 à 30 minutes.
Evolution du sommeil lent et paradoxal en fonction de l’âge





Avec l’âge, le pourcentage du sommeil lent (ou profond) augmente alors que celui du sommeil paradoxal baisse. Le sommeil lent représente donc la plus grande partie du sommeil total, comme on peut aussi le voir dans ce graphique (les phases I, II, III et IV constituent le sommeil lent):







Source : Peut-on prévenir les troubles du sommeil ?, par le docteur Jean-Louis Valatx.

A la fin d’un cycle, plus précisément à la fin du sommeil paradoxal, on peut : soit passer du sommeil à l’état de veille, soit un nouveau cycle démarre. Le dormeur peut aussi se réveiller au milieu du cycle.

Pour une nuit moyenne de 7h30, le stade 1 représente environ 30 minutes, le stade 2, environ 240 minutes soient 4 heures, les stades 3 et 4, environ 90 minutes soient 1h30, et enfin le stade 5 qui représente 90 minutes environ.


Cycles de sommeil
Une nuit typique est rythmée par la succession de quatre ou cinq cycles de sommeil, au cours desquels surviennent différentes phases. En fait, le sommeil dit lent, qui va de l'endormissement au sommeil profond (du stade 1 au stade 4), constitue la majeure partie du cycle. Pendant cette période, il y a peu de mouvements oculaires. Le reste du cycle est représenté par le sommeil dit paradoxal (SP, stade 5), caractérisé, entre autres, par de rapides et nombreux mouvements oculaires. La durée du SP augmente à chaque nouveau cycle, et le réveil a lieu peu de temps après sa dernière apparition. Schématiquement, le SP correspond à la période où l'on rêve.
3°/ Les rythmes :

Les rythmes de la vie concernent les choses qui reviennent périodiquement dans la vie de l’individu. Ces choses peuvent être d’ordre psychologiques (battements du cœur, sommeil, respiration…), cérébral (concentration, disponibilité…), social (les repas…).
L’activité de l’individu est directement précédée par une autre courbe parallèle qui est celle de notre température corporelle. Lorsque la température s'élève, notre organisme se prépare à une phase active, éveillée, efficace. Lorsque la température baisse, la vigilance ne tarde pas à diminuer. Ces notions conduisent à un bon nombre de réflexions sur les rythmes scolaires imposés aux enfants : l'heure des siestes à l'école maternelle, l'heure habituelle des cours qui ne correspond guère aux meilleurs moments d'activité intellectuelle, meilleure période d'apprentissage que l'hiver.

Il existe chez l’Homme des molécules du sommeil qui favorisent ou au contraire perturbent le sommeil. D’abord la mélatonine, l’hormone du sommeil qui est sécrétée quand il fait noir. Elle est par contre inhibée lorsque la rétine perçoit la lumière. Il y a alors sécrétion du cortisol, l’hormone de réveil qui est à son maximum entre 7 heures et 8 heures ce qui permet de se réveiller facilement. Se rendormir est au contraire une erreur car, vers 9 heures, notre corps se met à sécréter des molécules qui encouragent le sommeil lourd, et donc on a du mal a se lever et souvent on est de mauvaise humeur.

Les rythmes biologiques peuvent être classés selon quelques critères. Voici les principaux rythmes biologiques de l’Homme.


  • On appelle rythmes CIRCADIENS (du latin circa =  « autour » et dies = « jour »), les alternances, aux environs de 24 heures, de certaines de nos fonctions biologiques, dont le rythme veille-sommeil est l'une des plus importantes. Dans les conditions normales, cette alternance est synchronisée par le rythme jour-nuit, par nos périodes d'activité et de repos. Notre température corporelle varie au long de ces cycles de 24 heures ; d’une valeur minimale de 36,7° environ à 6heures du matin, la température s’élève au cours de la journée pour atteindre environ 37,5° vers 17 heures. Ce rythme peut rapidement se désynchroniser du rythme veille- sommeil dans les expériences d’isolement. Voici un exemple :


Les expériences "hors du temps"

Plusieurs études de "vie hors du temps", chez des sujets volontaires isolés dans des grottes ou dans des bunkers, ont été réalisées. La plus connue est celle de Michel Siffre, enfermé dans une grotte pendant plusieurs mois sans aucun repère temporel, ni communication avec l'extérieur. Les découvertes sur les rythmes profonds dans de telles conditions sont tout à fait passionnantes.

Le rythme biologique circadien profond, inné, n'est pas de 24 heures, mais de 25 heures. En l'absence des donneurs de temps (synchroniseurs ou Zeitgebers en allemand) que sont les rythmes sociaux et les alternances jour-nuit, le rythme spontané s'installe sur 25 heures. En d'autres termes, les oscillations de la température, de la sécrétion du cortisol, et vraisemblablement aussi les rythmes de sommeil paradoxal, reculent d'une heure toutes les 24 heures. En libre cours, ce rythme reste très stable aux environs de 25 heures

Au début de l'expérimentation, la périodicité du rythme veille-sommeil suit celle de la température corporelle et s'organise sur 25 heures. Le sujet se lève et se couche en se décalant d'une heure tous les jours par rapport à ses horaires habituels de 24 heures.

  • On appelle rythmes ULTRADIENS (pour une plus haute fréquence) des périodes plus courtes, de quelques minutes à quelques heures, qui régulent nos jours et nos nuits. Les cycles nocturnes de sommeil de 1 h 30 à 2 heures, les alternances de sommeil lent et de sommeil paradoxal en sont les témoins, la nuit. Dans la journée, nous alternons des cycles de repos et d'activité, de fatigue et de grande efficacité: phases d'éveil actif au cours desquelles nous sommes très vigilants, et phases d'éveil passif au cours desquelles nous sommes beaucoup moins vifs, beaucoup moins efficaces. Ces rythmes influencent la plupart de nos fonctions biologiques: rythme cardiaque, rythme respiratoire. Ils modulent notre température corporelle, nos sécrétions internes. Ils influencent nos performances physiques et mentales, et nous connaissons bien le creux très net de nos possibilités de 13 ou 14 heures, alors que nous sommes généralement en pleine forme vers 17 heures.

  • Notre vie est aussi modulée par des rythmes lents, dits INFRADIENS. Le plus classique est un rythme mensuel.

Les horloges biologiques

Pour expliquer ces faits d'expérimentation, il semble que l'on ne puisse parler d'une horloge biologique unique des rythmes circadiens. Il existe vraisemblablement non pas une, mais deux horloges principales appelées par les chercheurs "oscillateurs".

  • Un oscillateur fort, ainsi nommé car il est peu dépendant de l'environnement et des donneurs de temps (voir schéma). De lui dépendrait la modulation des rythmes de température, de la sécrétion du cortisol, et aussi, vraisemblablement, du sommeil paradoxal. Comme ces rythmes sont peu soumis aux modifications de l'environnement, on dit qu'ils ont un caractère endogène prépondérant. Du fait de ce caractère endogène prépondérant, ils opposeront une inertie importante aux changements extérieurs. Ainsi, en cas de vol transméridien, de nouveaux horaires de travail, de décalage horaire saisonnier, l'organisme mettra souvent plusieurs semaines pour s'adapter. C'est ce que l'on appelle désynchronisation externe, entre le rythme biologique profond et les donneurs de temps extérieurs.

  • Un oscillateur faible, beaucoup plus sensible aux signaux des donneurs de temps et qui se dérègle plus vite en leur absence. Il synchronise nos rythmes de veille sommeil et probablement certaines de nos sécrétions très dépendantes du sommeil, telles que les sécrétions de prolactine et d'hormone de croissance. Cet oscillateur a une inertie faible et s'adapte vite aux modifications brutales de l'environnement. En cas de vol transatlantique par exemple, nous dormirons la nuit et nous éveillerons le jour en très peu de temps. Pourtant, nos rythmes profonds de température resteront, eux, bien plus long temps perturbés. C'est ce que l'on appelle les altérations de phase d'origine externe.


Horloges biologiques



De la bonne harmonie de ces deux horloges dépendront la qualité de notre sommeil nocturne et celle de notre vigilance diurne.

Les altérations de rythme
Il existe des altérations de phase d’origine externe mais également interne.


  • altérations de phase d’origine externe : Ceux sont les difficultés rencontrées par les personnes soumises à de nombreux changements d'horaires. Au cours de ces changements, le cycle veille-sommeil se trouve brutalement déphasé par rapport à l'environnement habituel. Le sujet va rapidement adapter sa vigilance: en deux ou trois jours, il se réveillera et s'endormira en fonction du rythme de soleil du nouveau lieu.

Cette période d'adaptation sera plus longue pour les vols transatlantiques Ouest-Est, par exemple un vol de retour États-Unis-France, car ils mènent à une avance de l'horaire habituel de sommeil, ce qui est beaucoup plus difficile que de retarder son heure d'endormissement. De même, il sera plus difficile de s'adapter à l'horaire d'été puisqu'il correspond à une avance du coucher de deux heures sur l'heure solaire.
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