Introduction

 

Développement des nouvelles technologies

Depuis une vingtaine d’années et l’apparition des nouvelles technologies dans notre vie quotidienne, 2 faits épidémiologiques se sont, entre autres, avérés :

• les troubles du sommeil sont maintenant considérés comme un problème de santé publique. Des études épidémiologiques internationales suivent ce phénomène à travers différentes populations : personnes âgées, actives, adolescents par exemple. Le chiffre de 20 % d’insomniaques dans la population courante est ainsi décrit par de nombreuses études et une dernière étude communiquée en France en 2012 par l’Institut National du Sommeil et de la Vigilance montre que 40 % d’une population française de référence est en déficit chronique de sommeil (1).

• Au fur et à mesure du développement de l’automaticité et des nouvelles technologies, la charge physique diminue aux dépens d’une augmentation de la tâche mentale. Dans les régions industrialisées, les individus, globalement, font moins d’activité physique. L’une des conséquences de cet état de fait est l’augmentation de la sédentarité et son corollaire de facteurs de risques : obésité, diabète…

Relation entre sommeil et activité physique

Y a-t-il une relation entre ces 2 grandes fonctions physiologiques ? Est-ce qu’une modification de l’une va entraîner la modification de l’autre ?

 

En terme sportif

Il est classique d’entendre que la gestion de son sommeil est associée à la performance sportive et des récentes publications approfondissent la question. L’exemple des navigateurs est à ce sujet caricatural (voir article 4 du dossier). Ces interactions sont complexes, le rôle de la nutrition en fait partie intégrante, le type de sport et le mode de compétition (avec décalage horaire par exemple) également, ainsi que les structures de personnalité des athlètes.

 

En termes physiologique et clinique

Parallèlement, il semble de bon sens que l’exercice physique influence le sommeil et des revues de synthèse récentes s’en font l’écho (2). De même, de nombreuses personnes décrivent le fait qu’elles dorment mieux en ayant effectué une marche dans la journée ou s’être dépensées physiquement lors d’une activité sportive. Inversement, la pratique d’une activité physique intensive en fin de journée ou en soirée est souvent la cause d’un trouble de l’endormissement. C’est cette partie que nous proposons de traiter dans cet article. Des questions se posent alors :

• Quels sont les mécanismes qui pourraient suggérer une influence quelconque de l’exercice physique sur la quantité du sommeil, mais également sur sa qualité (% de sommeil lent profond, % de sommeil paradoxal, latence d’endormissement…) ?

• Quand on parle d’exercice physique, parle-t-on de sport de compétition à haute dépense physique et mentale ou d’activité physique d’intensité moyenne s’apparentant à la vie quotidienne ?

• En d’autres termes y a-t-il un effet dose de l’activité physique sur le fonctionnement du sommeil et quels en sont la posologie et le mode d’administration ?

• Le rôle de l’exercice physique est-il le même sur des populations de bons dormeurs versus insomniaques chroniques de type psychophysiologique ?

 

Dans cet article, nous nous proposons de faire un point sur les différentes études sur ce dernier point : l’activité physique peut-elle faire partie de l’arsenal thérapeutique destiné à traiter les troubles du sommeil, ou tout au moins à maintenir un sommeil de qualité le plus longtemps possible tout au long de la vie ?

En d’autres termes quels sont les bénéfices pour la santé qui peuvent être attendus des effets de l’exercice physique sur le sommeil ?

Les études épidémiologiques

La plupart des études épidémiologiques montrent une corrélation positive significative entre l’exercice auto-évalué et un meilleur sommeil subjectif (3).

Des biais expérimentaux

Ces études présentent de nombreuses limitations et autres biais et les explications pour cette corrélation positive entre exercice physique et sommeil peuvent diverger.

• Un bon sommeil est associé à une volonté et une aptitude à pratiquer de l’exercice physique.

• Un meilleur sommeil et une aptitude ou une inclinaison à pratiquer de l’exercice physique sont corrélés avec une meilleure santé et moins de stress.

• Les pratiquants réguliers d’exercice physique présentent des styles de vie moins à risque et favorables à un meilleur sommeil (moins de fumeurs, de consommateurs d’alcool ou de caféine parmi les pratiquants).

• Le rôle de l’activité physique pratiquée à l’extérieur est difficile à dissocier de celui de la lumière à haute intensité qui favorise de meilleurs rythmes circadiens, et donc un meilleur sommeil.

 

Des idées préconçues

Enfin, il existe de nombreuses idées préconçues sur les relations entre sommeil et activité physique.

• Par exemple, l’idée que la somnolence est associée à la fatigue physique, ce qui est inexact.

• Le fait également que les pratiquants d’exercice physique décrivent un sentiment de grande énergie qui peut être le reflet d’une adaptation physiologique cardiorespiratoire liée à l’entraînement et non d’une meilleure capacité de récupération liée au sommeil.

 

Mécanismes par lesquels l’exercice faciliterait le sommeil

Les études publiées sur ce sujet utilisent différents outils :

• des outils subjectifs : questionnaires validés, agendas de sommeil, échelles EAV… (cf. méthodes d’investigation du sommeil) ;

• des outils objectifs, de type polysomnographie où l’enregistrement EEG permet de discriminer les sommeils de qualité classiquement récupératrice (sommeil profond à ondes lentes, REM Sleep) ainsi que l’efficacité du sommeil (temps dormi sur temps passé au lit) ainsi que des données sur les micro-éveils.

Ces outils sont focalisés sur le fonctionnement du système nerveux central pendant le sommeil. Une récente revue de synthèse (4) met également en perspective les effets de l’exercice physique sur d’autres fonctions physiologiques : la température corporelle, la fonction cardiaque et du système nerveux autonome, la fonction endocrine et métabolique, les variations de l’humeur…

 

Effets sur les rythmes circadiens

 

Une augmentation de l’amplitude des rythmes circadiens

Le rythme veille-sommeil et l’exercice physique sont étroitement liés, et toute modification de l’un va modifier le niveau de l’autre. On sait, par exemple, l’importance de la lumière sur la synchronisation de l’horloge interne qui pilote l’alternance veille-sommeil. L’amplitude des rythmes circadiens est augmentée par l’exercice physique (5).

L’effet circadien de la pratique de l’exercice physique serait ainsi comparable à celui de la lumière à haute intensité (6).

 

Des effets dépendants de la température corporelle

L’exercice retarde le système circadien quand il est réalisé la nuit, avec un maximum d’effet de retard de phase quand la température est minimum. Par contre les effets d’avance de phase se produisent après le minimum de température minimale et jusqu’à 5 heures après. L’exercice produirait des retards et des avances de phase selon qu’il est pratiqué avant ou après le minimum de température corporelle.

 

Des effets comparables à la lumière à haute intensité

De plus, l’exercice physique aurait des effets comparables à la lumière à haute intensité sur les décalages de phase.

Van Reeth et al. (7) ont montré que 2 heures 30 minutes d’exercice d’intensité légère (50 % du Vo₂max) produisaient les mêmes effets que 3 heures d’exposition à la lumière à haute intensité. Ces effets pourraient donc être utiles pour traiter les troubles de l’horloge biologique. Par exemple, les syndromes d’avance de phase ou de retard de phase pourraient être traités en pratiquant de l’exercice physique le soir ou le matin respectivement comme la lumière à haute intensité.

 

Une diminution de la désynchronisation

De même, l’exercice physique diminue les symptômes liés à la désynchronisation en cas de décalage horaire ou de travail posté par exemple, en fonction de son horaire de pratique. L’amplitude des rythmes, notamment celui de la température, est augmentée par l’activité physique. L’équipe de Barger (8) a également montré que l’exercice physique (45 minutes d’ergocycle) pratiqué à l’obscurité, afin de se démarquer des effets de la lumière, décalerait la sécrétion de mélatonine.

Enfin, l’équipe de Davenne a montré qu’une reprise progressive de l’activité physique chez des retraités dont les rythmes sont désynchronisés est systématiquement accompagnée, au bout de quelques mois, d’une augmentation de l’amplitude des rythmes de la température corporelle et de la vigilance (9).

Effet thermique

Les études de Horne et al. (10) montrent que l’augmentation du SLP suivant l’exercice physique était médiée par l’élévation de la température. L’impact de ces études était soutenu par le fait que le SLP est nécessairement la meilleure et la plus profonde forme de sommeil. Cette affirmation est remise en cause par les études de Rechtschaffen (11) montrant que, sur la base de certains critères physiologiques, le REM est aussi important que le SLP et que les études de Horne ont prouvé que les augmentations de SLP étaient associées à des diminutions du REM sans modification du TST. Des observations trouvant des corrélations négatives entre la quantité de sommeil profond et la qualité subjective du sommeil après l’exercice ont également été rapportées (12).

Il n’empêche que la pratique d’un exercice physique a vraisemblablement un effet positif sur le processus d’entrée dans le sommeil par son effet de régulation efficace de la baisse de température. Il est donc vraisemblable que la diminution de la température du corps entre 0,5 et 1°C la nuit, positive pour la bonne qualité du sommeil, est plus facile à obtenir après la pratique d’un exercice physique chronique (13).

 

Effets sur la fonction cardiaque et le système nerveux autonomique

Une récente méta-analyse sur les effets thérapeutiques de l’exercice physique sur la variabilité sinusale (14) a montré que l’exercice régulier améliore la régulation vagale, avec comme résultante une baisse de la fréquence cardiaque. Une telle régulation vagale pourrait refléter l’amélioration du contrôle parasympathique qui pourrait donc améliorer à la fois le sommeil et l’humeur. De plus, récemment, Myllymaki et al. (15) ont publié des travaux sur le système nerveux autonomique pendant le sommeil. Une des conclusions est qu’un exercice intense pratiqué tard dans la soirée ne perturbe pas la qualité du sommeil, ce qui remet en cause quelques croyances sur l’effet nocif de l’exercice physique pratiqué dans la soirée sur la qualité du sommeil.

 

Effets sur la fonction endocrine et le métabolisme

Quelques études montrent que la sécrétion de l’hormone de croissance est augmentée par des périodes répétées d’exercice aérobie (16). Il y a de même un intérêt croissant sur la relation entre sommeil et fonction métabolique (17) détaillant les relations entre perte de sommeil, obésité et diabète. Connaissant le rôle de l’exercice physique dans la prévention de l’obésité et le diabète, nous manquons de données afin de voir les effets de l’exercice physique sur le métabolisme pendant le sommeil en fonction de sa qualité.

 

Effets antidépresseurs

Les troubles du sommeil sont un facteur de risque pour le développement d’une dépression, mais également un des symptômes d’une dépression. Les effets antidépresseurs de l’exercice physique sont bien établis, notamment sur des populations de personnes âgées.

Une des hypothèses sur ces effets repose sur le fait que la pratique d’un exercice physique, notamment aigu, diminue le REM Sleep. Or la diminution expérimentale du REM a un effet significativement antidépresseur après quelques semaines (18).

D’autres hypothèses ont été émises notamment sur le BNDF (brain derived neurotrophic factor) dont la concentration cérébrale augmente avec l’exercice physique (19), facteur qui aurait un effet thérapeutique sur les symptômes de la dépression (20). Ce facteur se normaliserait dans le sérum après exercice physique (21).

 

Réduction de l’anxiété

Les troubles du sommeil sont un des marqueurs de l’anxiété, et l’insomnie chronique est associée à une augmentation physiologique de l’état d’éveil.

Or l’exercice physique aigu réduit l’état d’anxiété et la pratique de l’exercice chronique réduit les traits anxieux (22).

 

Les études expérimentales

Effets de l’exercice physique aigu

La plupart des études expérimentales ont examiné l’influence de l’activité physique aiguë en comparaison avec des sédentaires témoins. Ces études se sont concentrées sur des mesures objectives du sommeil en laboratoire utilisant polysomnographies et scores de sommeil. Les résultats d’une méta-analyse (23) concluent que :

• l’exercice physique aigu n’a pas d’effet sur la latence d’endormissement (Sleep Onset Latency) ou sur la durée des éveils nocturnes après le début du sommeil (WASO) ;

• le temps total de sommeil (TTS) est statistiquement augmenté, mais en petite quantité (durée moyenne 10 minutes) ;

• le sommeil lent profond (SLP) est statistiquement augmenté, mais peu (1,6 minutes) ; • la latence d’apparition du sommeil paradoxal (SP) est augmentée (11,6 minutes) ;

• la quantité de SP est diminuée (6 minutes).

De plus,

• le niveau de condition physique a peu d’influence sur le résultat ;

• certaines caractéristiques de pratiques d’exercice physique peuvent jouer notamment sur l’endormissement. Par exemple, les activités à forte composante psychomotrice retarderaient l’endormissement.

Horaires de pratique

• Les effets les plus positifs se produisent après un exercice physique pratiqué entre 4 et 8 heures avant le coucher.

• Par opposition, les effets les moins positifs se produisent après un exercice physique pratiqué à plus de 8 heures ou moins de 4 heures de l’heure du coucher.

On peut cependant noter que l’affirmation selon laquelle « un exercice pratiqué en fin de soirée perturbe le sommeil » est fortement battue en brèche. A l’analyse de la littérature, la pratique d’activité physique moins de 4 heures avant le coucher augmente le temps total de sommeil, diminue la durée des éveils nocturnes (WASO) et augmente seulement légèrement la latence d’endormissement.

L’intensité physique de la séance d’exercice physique n’a pas montré d’effets notables que les sujets soient entraînés ou sédentaires.

Ce point mérite d’être souligné : l’activité physique en soirée est tout à fait réalisable et pratique, notamment pour les gens qui travaillent. Ce fait est de plus particulièrement vrai pour les activités physiques d’endurance (24).

 

Durée de l’exercice

• Si la durée de la séance est de moins de 1 heure, les effets sont négligeables sur la quantité du sommeil (2 minutes).

• Pour une durée de 1 à 2 heures, la quantité de sommeil augmente de 11 minutes en moyenne.

• Pour une durée supérieure à 2 heures, l’effet est de 15 minutes. L’effet est donc maximum pour des athlètes d’endurance qui s’entraînent beaucoup en temps. Pour les sédentaires ou les pratiquants réguliers, un minimum d’1 heure ou plus est donc recommandé.

 

Intensité de l’exercice

Les études montrent que l’intensité de l’exercice n’est pas un facteur déterminant sur l’efficacité positive dans le sommeil. Ainsi, des effets similaires sur le sommeil ont été rapportés que l’exercice soit modéré, léger ou intense. Une différence significative est cependant à noter sur la durée des éveils nocturnes. La pratique d’un exercice léger est associée à une diminution de la durée des éveils nocturnes (approximativement 16 minutes). Par contre, la pratique d’un exercice physique à haute intensité montre une tendance à l’augmentation de la durée des éveils nocturnes (4 minutes) (23).

Régularité de la pratique

• Les études montrent qu’il n’y a pas de rapport entre les fluctuations de l’exercice physique au jour le jour, et le sommeil objectif et subjectif.

• En revanche, un nombre de 3 à 4 séances d’activité physique par semaine amènerait les meilleures améliorations sur le sommeil subjectif et objectif (TTS, SOL).

 

En pratique

• Les effets d’un exercice aigu sur le sommeil semblent modestes.

• La légère diminution du SLP est à noter car il est généralement admis que l’exercice physique augmente la quantité de SLP, ce qui est représentatif d’une bonne qualité de sommeil.

• Quand certaines études montrent une augmentation du SLP, c’est au détriment du REM. Et il n’est pas évident que le SLP soit meilleur que le REM.

• De plus, il n’a jamais été montré que les modifications du SLP après un exercice physique aigu soient corrélées à un meilleur sommeil subjectif ou un meilleur dynamisme dans la journée. • Enfin, les études ont été réalisées sur des bons dormeurs.

 

Qu’en est-il de l’effet de l’exercice physique versus hypnotiques sur des insomniaques ? La question mérite d’être posée et des études devraient être menées sur ce type de populations.

Effets de l’exercice physique chronique

La grande majorité des études sur les effets de l’exercice physique ont été réalisées sur des dormeurs normaux. La comparaison avec des traitements contrôles (type stretching) n’a pas montré de différences significatives chez ces bons dormeurs. Par contre, plusieurs études ont eu pour thème de savoir si la pratique d’une activité physique pouvait améliorer le sommeil des personnes âgées.

 

Sujets âgés avec insomnie primaire

Seule une étude (25) a sélectionné une population d’adultes de plus de 60 ans avec un diagnostic d’insomnie primaire et l’absence de dépression ou de démence. 43 sujets se plaignant de leur sommeil ont effectué un entraînement de 16 semaines, 3 à 4 fois par semaine à composante aérobie et à une intensité entre 60 et 75 % de leur capacité aérobie. Ils ont été comparés à une population contrôle témoin.

• La qualité subjective du sommeil a été grandement améliorée.

• La latence d’endormissement a diminué de 11,5 minutes versus contrôle.

• Le TST a augmenté de 42 minutes.

 

Sujets âgés dépressifs

Une autre étude (26) a été réalisée sur des adultes âgés dépressifs (60-84 ans, n = 32) en comparant un entraînement à base de renforcement musculaire et musculation versus un groupe contrôle avec une éducation thérapeutique sur la santé. L’entraînement a duré 10 semaines à raison de 3 séances par semaine. Une amélioration significative du sommeil et une diminution de la dépression ont été retrouvées dans le groupe musculation versus le groupe contrôle. Ces effets étaient significativement corrélés.

 

Sujets adultes insomniaques

Guilleminault et al. (27) ont réparti de manière aléatoire 30 sujets adultes insomniaques (44 ans de moyenne d’âge) pour 4 semaines de traitement. Le groupe contrôle suivant une éducation thérapeutique sur le sommeil, le 2e groupe ayant une formation sur l’hygiène du sommeil plus une marche d’allure vive 45 minutes par jour, et enfin un 3e groupe sous traitement à la lumière à haute intensité (30 minutes par jour). Le sommeil était évalué par actimétrie, questionnaires et échelles de sommeil.

• L’actimétrie a montré des résultats dans le groupe contrôle d’une augmentation moyenne de 1 minute dans la SOL et une diminution moyenne de 3 minutes du TST, là où le groupe exercice a présenté des augmentations au niveau de la SOL et du TST respectivement de 7 minutes et de 17 minutes. Le groupe lumière à haute intensité a présenté une diminution de la SOL de 8 minutes, et une augmentation du TST de 44 minutes.

• Le sommeil subjectif a montré des tendances équivalentes. Bien que ces résultats ne fussent pas statistiquement différents entre les traitements, notamment à cause du petit nombre de sujets, ces mesures renforcent l’idée que l’exposition à la lumière à haute intensité pourrait être une importante composante dans ces études sur l’exercice physique.

Sujets âgés avec troubles modérés du sommeil

Enfin, une étude randomisée (28) a déterminé l’efficacité d’une technique physique d’intensité modérée (8 mouvements de tai-chi) versus stretching et respiration profonde sur 118 hommes et femmes âgés de 60 à 92 ans se plaignant de troubles modérés de leur sommeil. Les séances duraient 1 heure, 3 fois par semaine, pendant 24 semaines consécutives. Les résultats ont montré des améliorations significatives dans 5 composantes du questionnaire de Pittsburgh (PSQI), qualité du sommeil, SOL, TST, efficacité du sommeil et perturbations du sommeil. Le score global du PSQI et l’échelle de somnolence d’Epworth étaient également significativement améliorés.

 

Sujets âgés avec troubles du sommeil

Encore plus récemment 2 études réalisées chez des sujets de plus de 55 ans présentant des troubles du sommeil ont été réalisées :

• La première a montré que l’exercice aérobie améliore la qualité subjective du sommeil et la qualité de vie de personnes âgées insomniaques (âge moyen de 61 ans ayant suivi un programme progressif pendant 6 semaines débutant par 10/15 minutes à 55 % de la fréquence cardiaque maximale par jour, jusqu’à 75 % de la FC maximale pendant 30 à 40 minutes) (29).

• La seconde a associé, chez des résidents de maisons de retraite (âge moyen 81 ans), une activité physique consistant en un entraînement en renforcement musculaire associé à de la marche (3 jours renforcement musculaire et 2 jours marche de 45 minutes) avec une activité sociale. Dans cette étude, 2 nuits de polysomnographie ont été réalisées pré- et post-intervention. Le temps de sommeil total a été significativement augmenté ainsi que l’efficacité du sommeil et le sommeil lent. Il est à noter que seule l’association exercice physique et activité sociale a montré des améliorations, les groupes ayant bénéficié d’un des critères seuls (exercice physique ou activité sociale) n’ayant pas montré d’améliorations objectives significatives du sommeil (30).

Le côté multifactoriel de l’exercice physique associant une activité sociale montre qu’une approche globale a concrètement des effets objectifs. Ce territoire mérite d’être exploré afin d’en extraire des évidences expérimentales.

 

En pratique

• Les études sur les effets de l’exercice chronique ont été limitées soit à des bons dormeurs la plupart du temps, soit à des personnes âgées se plaignant de leur sommeil.

• Des études contrôlées avec des insomniaques ou des dépressifs ont montré des effets significatifs de l’influence positive de l’exercice sur le sommeil, mais ces effets n’ont été mesurés très souvent qu’avec des mesures subjectives.

• Étant donné l’attente du grand public sur les alternatives non médicamenteuses concernant l’insomnie, des études comprenant des mesures objectives semblent nécessaires avec une approche globale renforçant les effets objectifs sur le sommeil.

 

Pathologies organiques du sommeil et exercice

Le syndrome d’apnées du sommeil

Le syndrome d’apnées du sommeil toucherait, selon les études, entre 5 et 8 % de la population adulte. Des études récentes montrent que la sévérité du syndrome d’apnées du sommeil est inversement proportionnelle au nombre d’heures d’exercice par semaine, indépendamment du BMI (31, 32). L’hypothèse d’une action préventive de l’exercice physique sur les muscles glosso-pharyngiens est émise.

 

La pathologie des mouvements des jambes sans repos

De même, des études épidémiologiques sur la pathologie des mouvements des jambes sans repos (MJSR), menées sur une population nordaméricaine, montrent que la sédentarité est significativement associée au MJSR (33). Une étude préliminaire réalisée en 2004 montre également une diminution des symptômes du MJSR après la pratique d’un exercice physique aigu ou chronique. Des études complémentaires seraient à promouvoir.

 

Conclusion

• Il est admis que l’exercice physique est l’un des facteurs les plus importants pour la promotion du sommeil.

• Les études expérimentales ont cependant globalement échoué pour démontrer formellement quel type d’exercice physique pratiqué (aigu ou chronique), mais ces études ont été réalisées pour la plupart chez des bons dormeurs.

• Les premières études sur des populations d’insomniaques chroniques montrent des résultats prometteurs.

• Les rapports entre sommeil et exercice physique ouvrent des perspectives en termes de santé publique. Toutes les études convergent pour montrer que la sédentarisation diminue l’amplitude des rythmes circadiens.

• Par voie de conséquence, le sommeil normal et récupérateur ne pourrait être obtenu que chez des sujets actifs. L’instauration d’un cercle vertueux serait ainsi à promouvoir (34). Par l’exercice physique, il y aurait une meilleure transition de l’état de sommeil vers l’éveil, une motivation et une envie d’être actif tout au long de la journée, donc de renforcer les rythmes biologiques, de prévenir les accidents et d’augmenter la durée du sommeil et sa qualité.

• Des études avec des mesures objectives seraient donc à entreprendre, permettant d’inclure l’exercice physique comme une alternative à la prise médicamenteuse et d’en définir la prescription en fonction de différentes populations (pathologies, âge…).