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Phases du sommeil et cycles du sommeil : mécanismes et fonctionnement

Le sommeil joue un rôle central dans la qualité de vie, car il influence la santé physique et mentale ainsi que le niveau d’énergie au quotidien. Dormir peu ou enchaîner les « mauvaises nuits » nuit à ce que l’on appelle la santé du sommeil. Le sommeil est un processus physiologique naturel, indispensable au bon fonctionnement intellectuel, à la productivité, au système immunitaire et aux processus de rééquilibrage et de régénération des cellules.

En connaissant les mécanismes du sommeil, comme le rythme circadien et la pression du sommeil, il devient plus facile d’adopter des mesures pour mieux dormir. De nombreuses fonctions du corps sont cycliques et le sommeil ne fait pas exception : il s’organise en cycles du sommeil et chaque cycle se compose de différentes phases du sommeil.

Il existe deux grands types de sommeil : le sommeil non-REM, qui comprend les phases de sommeil léger et de sommeil profond, et le sommeil REM (ou sommeil paradoxal), la phase associée aux rêves. Dans cet article, nous expliquons comment ils fonctionnent, combien de temps ils durent et ce que vous pouvez faire pour protéger votre repos.

Qu’est-ce que le sommeil et à quoi sert-il ?

Le sommeil est un état physiologique naturel et indispensable à la vie. C’est une composante essentielle de la santé physique et mentale, et la privation prolongée de sommeil a des conséquences sérieuses pour l’organisme.

Les processus biologiques du sommeil sont régulés par la pression du sommeil et par le rythme circadien. Ce sont ces mécanismes qui nous amènent à avoir sommeil, à nous endormir, à rester endormis et, finalement, à nous réveiller. Les neurotransmetteurs sont les médiateurs chimiques qui servent de signaux pour activer les rythmes et les phases du sommeil et de l’éveil.

Les fonctions du sommeil sont nombreuses. Pendant le sommeil, l’organisme assure d’importantes fonctions réparatrices, comme reconstituer l’énergie et réguler le métabolisme, et le sommeil a aussi un rôle régénérateur et de consolidation de la mémoire, selon le SNS 24.

Dormir suffisamment et à des horaires adaptés contribue :

  • au bon fonctionnement du système immunitaire ;
  • la régulation hormonale et métabolique ;
  • à l’équilibre cardiovasculaire ;
  • le fonctionnement du cerveau, avec des effets sur la mémoire, l’apprentissage, la concentration et la productivité ;
  • l’humeur et le bien-être émotionnel.

La libération de l’hormone de croissance est liée au sommeil : le pic le plus constant survient peu après l’endormissement, pendant la première période de sommeil profond, une relation présente de la petite enfance à l’âge adulte. Chez les enfants et les adolescents, un sommeil insuffisant ou peu réparateur compromet le bon développement et la santé, souligne le SNS 24.

Les mécanismes du sommeil : rythme circadien et pression du sommeil

De nombreuses fonctions du corps suivent des rythmes réguliers. Presque chaque tissu et chaque organe possède son propre rythme circadien, synchronisé par une horloge centrale située dans le cerveau.

Notre journée alterne entre l’état de veille et le sommeil. Nous sommes régis par le cycle ou rythme circadien, l’ensemble des changements physiques, mentaux et comportementaux qui suivent un cycle d’environ 24 heures.

Le rythme circadien, qui indique « quand » dormir, suit le cycle de la lumière et de l’obscurité, et l’exposition à la lumière est, selon le NINDS, ce qui l’influence le plus. Tout au long du jour et de la nuit, le cerveau produit des neurotransmetteurs et des hormones qui régulent l’endormissement, le maintien du sommeil et le réveil.

La pression du sommeil, aussi appelée homéostasie du sommeil, correspond au besoin de dormir qui s’accumule au fil des heures d’éveil. Selon le NINDS, cette pression augmente à chaque heure passée éveillé et fait dormir plus longtemps et plus profondément après une période sans sommeil.

Image conceptuelle du profil d'une femme partagé entre le jour et la nuit, illustrant le cycle naturel du sommeil et du repos, avec la lune en arrière-plan.

Mélatonine, sérotonine et GABA : les messagers du sommeil

La lumière captée par les yeux est transmise à l’horloge centrale du cerveau, le noyau suprachiasmatique, qui contrôle la production de mélatonine en fonction de la quantité de lumière reçue. La mélatonine est une hormone libérée par la glande pinéale qui aide à ressentir le sommeil quand il fait nuit.

Avec la lumière du matin, la production de mélatonine diminue. La sérotonine fait partie des neurotransmetteurs qui participent à la régulation du sommeil et de l’éveil, et le GABA, produit par des cellules du cerveau qui favorisent le sommeil, réduit l’activité de zones cérébrales liées à la vigilance.

Quelles sont les phases du sommeil ?

Les phases du sommeil sont des étapes physiologiques distinctes que le corps traverse pendant que nous dormons. Les deux grands types sont le sommeil REM (Rapid Eye Movement) et le sommeil non-REM (NREM). Ensemble, ils forment un cycle de sommeil.

Sommeil non-REM : les trois phases

Le sommeil non-REM est le type de sommeil le plus long et se divise en trois phases :

  • Phase 1, transition : c’est le passage de l’éveil au sommeil, qui dure généralement quelques minutes. Le rythme cardiaque, la respiration et les mouvements des yeux ralentissent et les muscles se relâchent, parfois avec de petites secousses occasionnelles.
  • Phase 2, sommeil léger : c’est la phase dans laquelle nous passons le plus de temps au fil des cycles. Le rythme cardiaque et la respiration ralentissent encore, la température corporelle baisse, les mouvements des yeux s’arrêtent et l’activité cérébrale ralentit, selon le NINDS.
  • Phase 3, sommeil profond : c’est le sommeil dont vous avez besoin pour vous réveiller reposé. Le rythme cardiaque et la respiration atteignent leurs niveaux les plus bas et il est plus difficile de se réveiller. Selon le NHLBI, nous passons plus de temps dans cette phase en début de nuit.

Sommeil REM : la phase des rêves

Pendant le sommeil paradoxal (REM), les yeux bougent rapidement derrière les paupières fermées et l’activité cérébrale se rapproche de celle de l’éveil. La première période REM survient environ 90 minutes après l’endormissement et c’est dans cette phase que surviennent la plupart des rêves. Les muscles des bras et des jambes sont temporairement paralysés, ce qui empêche le corps de reproduire les mouvements des rêves.

Le sommeil paradoxal est associé à la fixation de la mémoire, même si la consolidation de la mémoire nécessite probablement à la fois le sommeil paradoxal et le sommeil non paradoxal, selon le NINDS. Avec l’âge, le temps passé en sommeil paradoxal diminue.

Cycles du sommeil : comment fonctionnent-ils ?

Chaque cycle du sommeil comprend les phases de sommeil non paradoxal suivies du sommeil paradoxal et recommence toutes les 80 à 100 minutes, selon le NHLBI. Au cours d’une nuit, on passe généralement par quatre à six cycles. À mesure que la nuit avance, le sommeil profond occupe moins de temps et les périodes de sommeil paradoxal s’allongent.

Combien d’heures de sommeil faut-il à chaque âge ?

La durée de sommeil recommandée varie avec l’âge : plus la personne est jeune, plus elle a besoin d’heures de sommeil. Selon les recommandations des CDC et du SNS 24 :

  • Nouveau-nés (0 à 3 mois) : 14 à 17 heures par jour ;
  • Âge préscolaire (3 à 5 ans) : 10 à 13 heures par jour, siestes comprises ;
  • Adolescents (13 à 18 ans) : 8 à 10 heures par jour ;
  • Âge adulte : 7 heures ou plus par nuit, de façon régulière, selon le consensus de l’American Academy of Sleep Medicine ; le NINDS indique que la plupart des adultes ont besoin de 7 à 9 heures ;
  • Âges plus avancés : les CDC recommandent 7 à 8 heures à partir de 65 ans. Avec le vieillissement, le sommeil tend à être plus léger, avec davantage de réveils nocturnes et moins de sommeil profond.

Les habitudes de sommeil désignent la façon dont le sommeil se répartit sur 24 heures : horaires, durée et organisation des cycles et des phases du sommeil. Elles varient d’une personne à l’autre, selon l’âge et le mode de vie, et sont influencées par des facteurs biologiques, comportementaux et environnementaux.

Comprendre l’organisation des cycles nocturnes et leur évolution au cours de la vie aide à adopter des habitudes qui favorisent un sommeil plus réparateur, adapté aux besoins de chaque étape.

Troubles qui perturbent les phases et les cycles du sommeil

Les troubles du sommeil sont fréquents. Ils perturbent les cycles du sommeil ou les mécanismes du sommeil et compromettent donc la santé du sommeil, le bien-être et la qualité de vie. Parmi les plus connus figurent l’insomnie, l’apnée du sommeil et la narcolepsie.

Insomnie

L’insomnie est un trouble du sommeil courant. Elle se caractérise par des difficultés à s’endormir, à rester endormi ou à avoir un sommeil de bonne qualité. Selon le NHS, le stress, l’anxiété et la dépression figurent parmi les causes les plus fréquentes, avec des facteurs comme le bruit, la caféine, l’alcool, le travail posté ou le décalage horaire.

Apnée du sommeil

L’apnée du sommeil est une affection dans laquelle la respiration s’arrête et reprend pendant le sommeil, et la forme la plus courante est l’apnée obstructive du sommeil. Selon le SNS 24, elle se caractérise par une obstruction brève mais fréquente des voies respiratoires supérieures, avec des pauses respiratoires totales ou partielles, et provoque des réveils répétés et un sommeil agité et peu réparateur. Le surpoids, l’augmentation du tour de cou, l’âge et la consommation de tabac et d’alcool figurent parmi les facteurs associés.

Narcolepsie

La narcolepsie est un trouble neurologique chronique qui affecte la capacité du cerveau à contrôler le cycle veille-sommeil. Elle provoque une somnolence intense pendant la journée et des endormissements soudains. Elle peut interférer avec le travail et la conduite : selon le NHS, la possibilité de conduire dépend des symptômes et du traitement.

De manière générale, un manque chronique de sommeil ou un sommeil de mauvaise qualité augmente le risque de problèmes de santé comme l’hypertension artérielle, les maladies cardiovasculaires, le diabète, la dépression et l’obésité.

Comment respecter les phases du sommeil et mieux dormir

De petits changements de routine peuvent aider à protéger les cycles du sommeil et à rendre le repos plus réparateur :

  • Des horaires réguliers : se coucher et se lever à la même heure tous les jours, comme le recommandent les CDC, aide à stabiliser le rythme circadien.
  • De la lumière naturelle le matin et peu de lumière le soir : la clarté du matin aide l’horloge interne à se caler sur la journée, tandis que la lumière des appareils électroniques le soir peut dérégler l’horloge biologique. Les CDC conseillent d’éteindre les écrans au moins 30 minutes avant le coucher.
  • Attention aux excitants : évitez la caféine l’après-midi et le soir, ainsi que les repas copieux et l’alcool avant le coucher. Le NHS conseille d’éviter le café, le thé et l’alcool au moins 6 heures avant de dormir.
  • Une chambre sombre, silencieuse et fraîche : les CDC et le NHS recommandent une chambre calme, sombre et à une température fraîche et agréable, ce qui facilite l’endormissement et la continuité du sommeil.
  • Un lit confortable : un matelas adapté à votre corps et un oreiller viscoélastique qui soutient la nuque peuvent rendre votre repos plus confortable.

La qualité de l’air dans la chambre compte aussi. Les symptômes respiratoires nocturnes, comme la congestion nasale de la rhinite allergique ou les crises d’asthme allergique, peuvent perturber le sommeil. Selon le NHS, les symptômes de l’asthme peuvent s’aggraver la nuit et la rhinite allergique peut affecter le sommeil et la vie quotidienne.

Laver régulièrement le linge de lit à 60 °C ou plus et dépoussiérer avec un chiffon humide aide à réduire l’exposition aux acariens, selon le NHS. Un purificateur d’air Defender dans la chambre peut compléter ces mesures : selon l’EPA, les purificateurs d’air portables filtrent les particules de l’air, même si aucun ne peut éliminer tous les polluants.

Quand faut-il consulter un médecin ?

Une mauvaise nuit de temps en temps est normale. Parlez-en toutefois à votre médecin si vous remarquez l’un de ces signes :

  • des difficultés à vous endormir ou à rester endormi qui durent depuis des mois ou qui affectent votre quotidien, même après avoir amélioré vos habitudes de sommeil ;
  • un ronflement fort, des pauses respiratoires ou des bruits d’étouffement pendant le sommeil, souvent remarqués par la personne qui dort à côté de vous ;
  • une somnolence excessive pendant la journée ou des endormissements soudains, en particulier si vous conduisez ;
  • une fatigue persistante pendant la journée, même après avoir dormi vos heures habituelles.

Questions fréquentes sur les phases du sommeil

Combien y a-t-il de phases du sommeil ?

Il existe quatre phases du sommeil : trois phases de sommeil non-REM (transition, sommeil léger et sommeil profond) et une phase de sommeil REM, associée aux rêves. Ces phases se répètent en cycles tout au long de la nuit.

Combien de temps dure un cycle du sommeil ?

Chaque cycle du sommeil dure environ 80 à 100 minutes, selon le NHLBI. Au cours d’une nuit complète, on passe généralement par quatre à six cycles.

Quelle est la phase du sommeil la plus importante ?

Toutes les phases du sommeil ont leurs propres fonctions. Le sommeil profond est celui qui permet de se réveiller reposé, tandis que la consolidation de la mémoire semble dépendre à la fois du sommeil paradoxal et du sommeil non paradoxal. L’essentiel est que les cycles se déroulent entièrement et sans interruptions fréquentes.

Combien d'heures un adulte doit-il dormir ?

Le consensus de l’American Academy of Sleep Medicine et de la Sleep Research Society recommande aux adultes de dormir 7 heures ou plus par nuit, de façon régulière, et le NINDS indique que la plupart ont besoin de 7 à 9 heures. Les besoins varient d’une personne à l’autre.

Phases du sommeil et qualité de vie : l’essentiel

Connaître les phases du sommeil, leurs mécanismes et ce qui caractérise un cycle sain permet de mieux comprendre l’importance du sommeil pour l’équilibre physique, mental et émotionnel. Préserver les mécanismes du sommeil, notamment l’homéostasie du sommeil et le rythme circadien, contribue à l’équilibre des systèmes et des fonctions du corps et à une plus grande vitalité.

Le sommeil profond et le sommeil paradoxal contribuent à la récupération physique et à la consolidation de la mémoire. C’est à vous d’analyser vos habitudes et vos routines et d’identifier les changements que vous pouvez faire pour améliorer votre sommeil et, avec lui, votre qualité de vie.

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Une bonne nuit de sommeil n’a pas de prix !

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Par l’Équipe d’Experts Filtrarte
Les informations contenues dans cet article ne visent pas à recommander un quelconque traitement de symptômes ou de maladies. Consultez votre médecin pour un avis spécialisé.