II. Sommeil et vieillissement cognitif
2. Qualité objective de sommeil et vieillissement cognitif
Au-delà de la plainte de sommeil rapportée par les seniors, le vieillissement entraîne des changements de l architecture du sommeil (Ohayon et al., 2004, 2017, pour revues), caractérisés par un allongement de la latence d endormissement, une augmentation du nombre et de la durée des réveils nocturnes, ainsi qu une modification de la quantité des différents stades de sommeil.
De nombreuses études ont exploré la relation entre la qualité du sommeil au cours du vieillissement, mesurée grâce à des méthodes objectives (actimétrie, polysomnographie) et la cognition (Blackwell et al., 2011a ; Lim et al., 2012, 2013 ; Miyata et al., 2013). De façon générale, un sommeil de mauvaise qualité serait associé à de mauvaises performances cognitives (Blackwell et al., 2006, 2011b, 2014 ; Naismith et al., 2010 ; Lim et al., 2013). De manière plus précise, les travaux de Blackwell et collaborateurs ont permis de montrer, chez des femmes et des hommes âgés, que les individus qui présentaient une faible efficacité de sommeil, une latence d endormissement élevée et de nombreux réveils nocturnes obtenaient de faibles performances cognitives et avaient un risque plus important de déclin cognitif (Blackwell et al., 2006, 2011b, 2014). Dans une étude de Oosterman et al. (2009), les auteurs ont mis en évidence qu un sommeil
fragmenté était associé à de moins bonnes performances lors de tests évaluant la vitesse de traitement, la mémoire et les fonctions exécutives. De la même manière, Lim et collaborateurs (2012) ont mesuré le sommeil de 700 sujets âgés par actimétrie sur une durée moyenne de 10 jours, et ont étudié la relation entre la fragmentation du sommeil et différents scores composites de cognition, incluant un score global de cognition et des scores reflétant les performances de mémoire épisodique, mémoire sémantique, mémoire de travail et les habiletés visuo-spatiales. Leurs observations ont révélé que les sujets dont le sommeil était fragmenté présentaient de faibles performances cognitives. Ces résultats ont été reproduits par Luik et al (2015), qui ont observé, sur une population de 1700 sujets d âge moyen et avancé, que les individus qui avaient des difficultés à s endormir et un sommeil fragmenté obtenaient de mauvaises performances aux tests évaluant les fonctions exécutives, la vitesse de traitement ou encore la mémoire. Dans une étude menée dans le laboratoire, André et collaborateurs (2019) ont montré, chez des sujets âgés cognitivement sains, qu un sommeil fragmenté médiait la relation entre l hypométabolisme du glucose au niveau fronto-hippocampique et les fonctions exécutives, et était également associé à une atrophie thalamique et à une accumulation importante de peptide β-amyloïde dans le cortex préfrontal ventromédian. Ces résultats suggèrent ainsi que la fragmentation du sommeil impacterait de manière directe le fonctionnement cognitif chez des individus âgés sains. Enfin, une étude de Lim et al. (2013) a montré qu un sommeil fragmenté chez des sujets âgés accélérait le déclin cognitif associé au vieillissement et augmentait le risque de développer une maladie d Alzheimer.
Grâce à l évaluation plus fine du sommeil par polysomnographie, plusieurs études ont mis en évidence une relation entre la durée des stades de sommeil et le vieillissement cognitif. Outre les liens entre le sommeil lent profond et la mémoire qui ont été abordés dans la première partie de la thèse, d autres auteurs ont proposé que le sommeil paradoxal (ou sommeil REM) serait impliqué dans le bon fonctionnement cognitif au cours du vieillissement (Scullin & Bliwise, 2015b). En effet, une diminution de la proportion de sommeil REM et une augmentation de celle du stade N1 (i.e., phase de transition entre la veille et le sommeil) seraient associées à de moins bonnes performances cognitives en particulier exécutives et attentionnelles (Blackwell et al., 2011b ; Song et al., 2015). Plus récemment, Pase et collaborateurs (2017) ont montré, dans une étude longitudinale sur
ans, qu une faible durée de sommeil paradoxal serait associée à une augmentation du risque de déclin cognitif et de démence. Toutefois, une étude publiée en s est intéressée aux caractéristiques EEG des seniors comme potentiels marqueurs du déclin cognitif a rapporté des résultats différents (Taillard et al., 2019). Ainsi, les auteurs ont montré que les patterns d activité du sommeil non-REM (notamment la réduction du nombre de spindles et de l activité ondes lentes , ainsi que des paramètres plus généraux tels que l efficacité de sommeil et la durée des réveils nocturnes, constitueraient de bons candidats pour la prédiction du déclin cognitif et du développement d une démence. Enfin, plusieurs auteurs se sont intéressés aux liens entre la présence d un syndrome d apnées du sommeil et les performances cognitives (Gosselin et al., 2019, pour revue). Le syndrome d apnées obstructives du sommeil (SAOS) se définit par la survenue répétée d épisodes d obstructions totales apnées ou partielles hypopnées des voies aériennes supérieures au cours du sommeil. De façon plus précise, l apnée correspond à un arrêt ou une réduction de plus de 90% du flux respiratoire d une durée supérieure ou égale à dix secondes, suivi généralement d un éveil très bref ou d un allègement du sommeil passage à un stade plus léger . L hypopnée, quant à elle, se traduit par une diminution du flux respiratoire d au moins % associée à une désaturation de l hémoglobine en oxygène supérieure ou égale à 3% (Berry et al., 2017). L Index d Apnées-Hypopnées (IAH) correspond au nombre d apnées et d hypopnées par heure de sommeil. Cet index est fréquemment utilisé pour évaluer la sévérité du syndrome d apnées du sommeil (SAOS léger : IAH compris entre 5 et 15 ; SAOS modéré : IAH entre 15 à 30 ; SAOS sévère : IAH supérieur à 30). Le SAOS affecte une grande partie de la population mais est très largement sous-diagnostiqué. Chez des personnes âgées de 60 à 69 ans, une étude a révélé que près de 32% des participants avaient un IAH compris entre 4 et 19, et 19% avec un IAH supérieur 15. Chez des individus de plus de 70 ans, la prévalence dépasse les 20% pour un IAH supérieur à 15 (Young et al., 2002).
Plusieurs études ont montré que les apnées sont associées à un sommeil fragmenté, mais aussi à une hypoxie et une hypercapnie (i.e., augmentation de la pression partielle en dioxyde de carbone dans le sang) intermittentes, conduisant entre autres à un stress oxydatif et à une inflammation systémique. Ainsi, le SAOS serait à l origine de nombreuses complications, et favoriserait notamment la survenue de pathologies cardiovasculaires (hypertension, AVC, ... , métaboliques diabète et l obésité Qureshi et al., , pour
revue). Par ailleurs, il a été montré que le SAOS était associé à une atrophie corticale et une atteinte de la substance blanche dans plusieurs régions cérébrales telles que l hippocampe et le cortex cingulaire Macey et al., ; Joo et al., 2013 ; Kim et al., 2013). Cet impact sur l intégrité cérébrale entraînerait sur le long terme un déclin des fonctions cognitives, dont l attention, la mémoire épisodique, la mémoire de travail et les fonctions exécutives (Bucks et al., 2013 ; Leng et al., 2017).
L ensemble des travaux présentés ci-dessus mettent en exergue les liens avérés entre la qualité et les modifications du sommeil au cours du vieillissement, les performances cognitives et l intégrité cérébrale. De façon plus précise, un sommeil de mauvaise qualité serait un facteur prédictif du déclin cognitif et accroîtrait le risque de développer une démence.