Conclusion et perspectives

La comparaison des données sur l’évolution du sommeil et du métabolisme sous l’influence de l’apport protéino-énergétique dans nos modèles expérimentaux met en évidence une coordination très précise de leurs modifications, conformément aux prédictions de l’hypothèse de travail sur l’existence de relations étroites entre l’intensité et la qualité du métabolisme et la durée et la qualité des stades de vigilance, ce qui valide les principes de base de cette hypothèse. Il est ainsi possible d’interpréter nos résultats comme le témoignage de liens (1) entre l’augmentation spécifique de SOL et l’engagement privilégié du métabolisme périphérique vers les voies de la synthèse et de l’accrétion lipidique, (2) entre l’augmentation spécifique de SP et l’engagement privilégié du métabolisme périphérique vers les voies de la synthèse et de l’accrétion protéique.

Cependant, même si les travaux réalisés ici permettent de mieux comprendre la nature du lien entre les modifications du sommeil, le métabolisme et l’apport alimentaire, les principes de fonctionnement de ce lien restent inconnus. Il est clair que l’ensemble des variations est induit par l’apport alimentaire, mais les relations de cause à effet entre les régulations du sommeil et les régulations métaboliques restent à démontrer. Si tout porte à croire que les modifications du métabolisme et du sommeil au cours des heures qui suivent la réalimentation protéique ou énergétique sont l’expression d’une même réponse centrale, beaucoup reste à faire pour pouvoir montrer comment elle est élaborée : les changements observés se produisent-ils en parallèle et de manière indépendante ou bien, comme le propose notre postulat, les changements métaboliques dépendent-ils du développement préalable d’un pattern spécifique au niveau des stades de vigilance ? Pour déterminer, par exemple, une relation causale entre le sommeil et le métabolisme énergétique, il faut pouvoir mettre en évidence que des modifications spécifiques se produisent au cours du sommeil et de ses différentes phases, au niveau central ou périphérique, et que ces modifications sont propres à modifier le métabolisme énergétique.

Or, le deuxième grand mérite et l’originalité de nos modèles expérimentaux de modification de l’apport protéino-énergétique et de nos résultats est d’avoir pu mettre en évidence le phénomène de corrélation entre modifications orientées du métabolisme et modifications de la composition du sommeil dans un temps relativement court, durant les premières heures qui suivent la réalimentation énergétique ou protéique. Ceci nous donne la possibilité d’aller

étudier de manière très précise les mécanismes mis en œuvre, et notamment les liens de cause à effet entre le sommeil et ses différentes phases, et le métabolisme. L’un des grands regrets de ce travail de thèse est de ne pas avoir pu explorer les potentialités ouvertes par nos premiers travaux pour répondre à cette question, par les pistes que nous proposerons ici. Il serait ainsi tout d’abord très précieux d’améliorer encore notre capacité analytique sur nos modèles expérimentaux par la réalisation de mesures complémentaires précisant l’intensité des synthèses protéiques, en continu, au cours des différentes phases et notamment au premier jour de la réalimentation. On pourrait envisager d’utiliser des molécules traceuses pour quantifier le marquage obtenu dans les différents tissus et pour mesurer directement les taux de synthèse protéique au moment voulu. Nous pourrions alors envisager des mesures à très court terme du métabolisme énergétique et protéique, tout en enregistrant l’activité EEG afin d’étudier l’évolution exacte du métabolisme en fonction des différentes phases de sommeil, et cela dans les situations très orientées que nous créons pendant la transition entre restriction et réalimentation.

Pour déterminer et approfondir d’éventuels liens de cause à effet entre métabolisme et sommeil, dans ce cadre, différents types d’expériences peuvent être envisagées. D’une part, on pourrait étudier les conséquences de l’utilisation de molécules inhibant les voies des synthèses ou des oxydations protéiques ou lipidiques sur les modifications du sommeil normalement observées (7, 46, 73). On pourrait également envisager au cours de la réalimentation des privations spécifiques de sommeil total ou de sommeil paradoxal. Cette dernière procédure pourrait être réalisée de façon douce au cours des premières heures de la réalimentation en manipulant les rats dès l’apparition de SOL ou de SP (101).

Une première piste d’investigation des mécanismes centraux à l’origine de cette relation pourrait venir de l’étude de l’activité de différentes zones cérébrales impliquées dans les mécanismes de régulation du sommeil et du métabolisme énergétique, en fonction des différentes phases de sommeil et des différents types de réalimentation ou encore, selon qu’on aura laissé dormir les rats ou non. On peut imaginer découvrir des différences d’activité, en fonction des stades de sommeil, de leur absence ou de leur présence, dans des zones connues pour être impliquées dans la régulation du métabolisme, par exemple par marquage immunohistochimique de la protéine FOS (exprimée par c-fos, un gène précoce, marqueur de l’activation neuronale) ou encore par l’enregistrement EEG à partir d’électrodes profondes placées dans ces structures.

Article 1 : Restriction-refeeding of calories and protein

induces changes to slow-wave and paradoxical sleep that

parallel changes in body lipid and protein levels in rats.

Behavioural Brain Research 164 (2005) 156–164

Research report

Restriction-refeeding of calories and protein induces changes to slow