Le rythme, la durée et la qualité du sommeil et de l’éveil sont régis par la combinaison de deux phénomènes. Le premier est le principe d’homéostasie, qui veut que le temps d’éveil soit, en partie, compensé par un temps de sommeil. Pour cela, la « pression » de sommeil va augmenter tout au long de la période d’éveil pour revenir à zéro pendant le sommeil avant de recommencer un nouveau cycle. Le deuxième phénomène est le rythme circadien ( du latin circa = autour et die= jour) qui superpose un cycle de 24h à l’homéostasie du sommeil. Le rythme circadien est régi par une « horloge »sensible aux variations de lumière (jour vs nuit) et à d’autres signaux, située dans le noyau suprachiasmatique de l’hypothalamus. Chez les espèces à vie diurne, comme l’être humain, l’horloge promeut l’éveil le jour et le sommeil la nuit. Tout au long de la journée de 24h, rythme circadien et homéostatique s’accordent (= périodes de sommeil) ou s’opposent (=périodes d’éveil). Le respect de l’homéostasie du sommeil permet de restaurer l’énergie, les défenses cellulaires et la plasticité synaptique.
Le principal neurotransmetteur impliqué dans l’homéostasie du sommeil est l’adénosine qui est un produit de dégradation de l’ATP (adénosine tri-phosphate), principale source d’énergie des cellules. Pendant l’éveil, la consommation d’énergie, donc d’ATP, est élevée et l’adénosine rejetée hors de la cellule va progressivement s’accumuler dans l’espace extra-cellulaire. L’adénosine agit en se fixant sur les récepteurs à l’adénosine de type A1 présents au niveau du cortex et du cerveau antérieur basal. Plus l’adénosine augmentera, plus la pression de sommeil sera forte, et plus il faudra de temps de sommeil pour la dissiper.
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