Les secrets du sommeil

par | 8 Mai, 2021 | Monde, Sciences

Le sommeil est nécessaire, il aide à la récupération, la mémoire et la survie. C’est un fait connu, même si pas toujours respecté par tous les gymnasiens…. Ce qu’on connait moins, c’est pourquoi exactement le sommeil est nécessaire et comment la privation de sommeil tue. C’est justement cette question que Dragana Rogulja, professeure adjointe de neurobiologie à Harvard, et son équipe se sont posés.

Jusqu’à cette recherche, on considérait que la mort lors de la privation du sommeil était due à des problèmes du cerveau, mais il était difficile de le tester. On savait aussi qu’une telle privation provoque des problèmes dans plusieurs systèmes du corps. Mais il n’était pas clair s’ils étaient des conséquences des dégâts faits au cerveau ou s’il y avait une autre cause. Un grand problème est le fait ces expériences n’étaient pas très scientifiques. Ceci car ils n’avaient pas de groupes de contrôle, pas de préoccupation éthique et d’autres raisons. Mais certaines recherches donnaient un indice intriguant : une corrélation entre le manque de sommeil et un stress oxydatif dans le cerveau et le foie.

De la chimie!

Là, certains se demanderont peut-être ce qu’est le stress oxydatif. Alors, c’est partie pour une petite leçon. Le monde est composé d’atomes et d’ions : des petites particules formées d’un noyau centrale et d’électrons qui tournent autour. Ces particules peuvent perdre ou gagner ces électrons. C’est exactement ce processus qui se passe lors de réactions d’oxydoréduction, un terme qui semble compliqué, mais qui est simplifiable. Une telle réaction se fait entre deux substances : une qui donne des électrons, appelée réducteur, et une autre qui reçoit ces électrons, appelée oxydant. Ce type de réaction est partout dans la nature, notamment dans les processus qui vous permettent de survivre, à savoir la respiration, la digestion et le stockage d’énergie.

L’oxygène peut accepter des électrons. Cette acceptation peut créer une molécule réactive appelée espèce réactive d’oxygène (ERO). Ces ERO ont plusieurs fonctions dans un organisme, notamment dans le métabolisme. Mais ils peuvent aussi être nuisible pour la santé. Quand il y a un déséquilibre entre la production d’ERO et la capacité d’un organisme à les rendre inoffensives, on dit qu’il y a un stress oxydatif.

Les chiens et les chiots

Après cette leçon de chimie, on peut faire de l’histoire : En 1894, la scientifique russe Maria Manasseina publie des conclusions d’une expérience. Cette expérience ouvre la porte pour une grande enquête sur le sommeil. Sa expérience consistait à priver 10 chiots qui avaient tous ce dont ils avaient besoin, sauf le sommeil. Elle compare les chiots avec des chiens plus âgés et conclut que la privation de sommeil était plus fatale chez les chiots. Ce résultat peut sembler logique et l’expérience pas nécessaire et immorale (ou pas), mais ceci n’a pas empêché une expérience similaire en Italie. En 1898, Lamberto Daddi et Giulio Tarozzi font aussi une recherche dans laquelle ils gardent des chiens réveillés pendant des jours et obtiennent des résultats similaires.

Les rats et la méthode « disk-over-water »
Drosophila melanogasters.

Dans les années 1980s, une expérience Allan Rechtschaffen devient une des plus importantes dans l’histoire du sommeil. Quoique moralement critiquable, c’est une des expériences les plus marquantes dans la recherche sur le sommeil. Voici comment elle se déroulait : deux rats sont mis sur un disque suspendu au-dessus de l’eau. Un des rats était le sujet de l’expérience, l’autre avait le rôle de contrôle.

La présence du rat de contrôle permet de voir à quel facteur les conséquences de l’expérience sont dues. Par cela, l’expérience de Rechtschaffen se distingue déjà de ceux fait auparavant. Lorsque le premier s’endort, une impulsion agite les deux. Pendant que le rat testé est actif, l’autre dorme sans problème. Ceci permet d’avoir deux rats agités de la même façon, mais qui ne reçoivent pas la même quantité de sommeil. À la fin de l’expérience, le rat testé mourra tandis que l’autre non. C’est un résultat qui semble évident, mais qui a été révolutionnaire : il a permis de démontrer que c’est exactement la privation du sommeil qui tue.

Les EROs chez les mouches.

Bon, revenons à notre étude de 2020, l’équipe de Dragana Rogulja a donc décidé d’étudier les effets de la privation du sommeil chez les êtres vivants. Ils ont commencé par les Drosophila melanogasters, des mouches à fruits qui présentent des similitudes surprenantes avec les mammifères en terme de sommeil. Imaginons alors leur expérience : plusieurs tubes avec des centaines de mouches à fruits à Harvard, certains n’ayant pas dormis depuis plusieurs jours. Certaines sont constamment réveillées par des tremblements produits par les chercheurs, d’autres encore sont génétiquement modifiées afin de rester alertes.

Comme on peut le prédire, le nombre de mouches vivantes diminue de jour en jour. En parallèle, la curiosité de l’équipe augmente. En examinant plusieurs tissus des mouches mortes, l’équipe trouve une nouveauté : une grande accumulation d’ERO dans l’intestin qui conduit à un stress oxydatif dans l’organisme. Certaines mouches encore vivantes reçoivent la permission de dormir et voilà, les ERO diminuent avec l’augmentation de sommeil.

Alors, il y a une corrélation évidente entre le manque de sommeil et l’accumulation d’ERO, mais est-ce ça qui tue ? Pour vérifier cela, les chercheurs ont la même idée que plein de gurus et coach de fitness: administrer des antioxydants. Un antioxydant empêche le stress oxydatif et l’accumulation d’ERO et donc, en théorie, empêcherait la mort des mouches. Après administration, confirmation: les mouches arrivent à survivre sans sommeil.

Après l’expérience avec les mouches, l’équipe essaye de la reproduire chez les souris. À l’aide du laboratoire de Micheal Greenberg, ils observent des résultats similaires chez des souris.

À la fin, l’équipe concède qu’il est difficile de décrire la raison exacte de la mort (les ERO peuvent avoir des conséquences variées). Il souligne que des recherches futures sont nécessaires afin de bien comprendre ce qui se passe. Pourtant, “Quoi qu’il en soit, nos résultats démystifient l’observation selon laquelle une perte de sommeil extrême peut entraîner la mort et montrent qu’il est possible de réduire le coût de l’éveil forcé.” écrit Dragana Rogulja dans sa publication.

Sources