ET LE FONCTIONNEMENT IMMUNITAIRE

L W LAROCHE

RELATION ENTRE L'MSOMNIE CHROMQUE ET

LE

FONCTIONNEMENT IMMUNITAIRE

Mémoire Présenté

à la Faculté des Études Supérieures de l'université Laval

pour l'obtention

du grade de maître en psychologie (iM.Ps.)

École de Psychologie

FACULTÉ DES SCIENCES SOCIALES UNIVERSITÉ LAVAL

0 Liny Laroche, 1999

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Résumé

L'objectif du présent mémoire est de comparer le fonctionnement immunitaire d'individus soufiant d'insomnie clinique à des individus considérés bons dormeurs. Le groupe

(( bons dormeurs » est composé de 19 adultes qui dorment habituellement entre 7 et 9 heures par nuit et ne rencontrent pas les critères diagnostiques de l'insomnie. Le groupe des

(( insomniaques v est composé de 18 adultes présentant un syndrome d'insomnie chronique primaire, tel qu'évalué par une entrevue semi-structurée et deux semaines d'auto-enregistrement du sommeil. Des échantillons sanguins ont été pris au moment de l'entrevue ainsi que lors de la deuxième nuit d'enregistrement polysomnographique afin d'évaluer la production d'IL- 1

-P

, d'IL-2 et d'EN-y ainsi que le pourcentage des sous-populations de lymphocytes suivantes : a) T;

b) T-auxiiiaires; c) T-cytotoxiques; et d) ceitules MC. Aucune différence significative n'est observée entre les groupes sur les variables démographiques et les variables reliées aux comportements de santé. Bien que certaines tendances soient observées, les paramètres immunitaires ne different pas significativement entre les deux groupes, a l'exception de la production d'IL-2 qui est plus élevée chez les participants insomniaques. Ces résultats suggèrent que les individus souEant d'insomnie n'ont pas un fonctionnement immunitaire plus faible que des individus considérés bons dormeurs.

Avant-propos

OUF!

C'est avec grand soulagement que je dépose ce mémoire à l'aube du deuxième millénaire..

.

D'abord, merci à toi Josée. Sans ton support je n'aurais pu réaliser cette recherche ni déposer mon mémoire à temps..

.

Je sais bien que mon « changement de carrière » au cours de ma maîtrise m'a plutôt détournée des objectifs que je m'étais fixés avec toi au départ et que cela t'a apporté des déceptions..

.

J'en suis sincèrement désolée. Merci aussi à vous M. Morin, pour votre compréhension et votre flexibilité.

J'ai eu la chance de travailler à l'intérieur de deux groupes de recherche où j'ai trouvé support moral et technique. Merci au labo du sommeil, particulièrement à Sébastien pour notre été au téléphone, ainsi qu'à Célyne, Ginette, Véronique, ~ a r i e - È v e , Daniel et Linda. Merci également au groupe de recherche

en

psycho-onco, particulèrement a Sébastien S., Mylène, Catherine, Lucie et Claudia

Un projet multidisciplinaire comme celui-ci ne se fait pas sans la collaboration de plusieurs personnes. Je désire donc remercier pour leur participation à 1' étude les techniciennes du labo du sommeil, les « infirmières » Paule et Christian ainsi que les techniciennes de

l'Interface Clinique, MarieAnne et Nancy. Un merci spécial à Ham, mon mentor de la

psychologie de la santé, pour ses précieux conseils statistiques et son oreille toujours disponible!

Je ne peux surtout pas oublier mes amis qui n'ont jamais cessé de m'écouter et de m'encourager même si je leur ai sûrement souvent cassé les pieds

...

Merci Mélanie, Hélène &

Marc, Mireille, Valéry & Michel, Yannick (merci pour tes conseils de biochimiste!), Jean- Philippe, Thierry, Chantal et Andou ainsi que

Kim

et Geneviève.

Merci aussi à ma « gang de pré-méd », Philippe, Marie-Hélène, Caro et Julie, qui en plus de me supponer et de m'encourager ces demien mois, m'ont permis de délaisser parfois la médecine au profit de mon mémoire.

Enfin, le dernier merci et non le moindre..

.

Ma famille : Pauline, Vital, Jasmin, Joé et Nancy. Merci pour tout ce que vous avez pu faire pour me faciliter la tâche pendant ces deux dernières années (que ce soit pour

un

encouragement, un lunch,

un

lie ou une imprimante!).

Merci particulièrement a mes parents qui, par leur exemple, m'ont appris à toujours persévérer..

.

RÉSUMÉ

AVAW-PROPOS

T--LE

DES

MATIÈRES LISTE DES

TABLEAUX

CHAPITRE 1 : INTRODUCTION 1 . 1 Introduction

1 .Z L' insomnie : prévalence et définition 1.3 Impact du sommeil sur la santé 1.4 Psyc honeuroimmunologie

1.5 Sommeil et fonctionnement immunitaire 1.6 Pertinence et objectif de l'étude

CHAPITRE 2 : RELATION

ENTRE L'INSOMNIE

CHRONIQUE

ET LE

FONCTIONNEMENT IMMUNITAIRE (ARTICLE)

2.1 Page-titre 2.2 Résumé 2.3 Front page 2.4 Abstract 2.5 introduction 2.6 Method

2.6.1 Participants 2.6.2 Procedwe 2.6.3 Measures

2.6.3.1 Subjective sleep assessrnent 2.6.3.2 f olysornnography

2.6.3.3 Psychological measures 2.6.3.4 Health practice

2.6.3.5 Immunologie assays

2.6.4 Statisticai analyses 2.7 Results

2.7.1 Preliminaryanalyses 2.7.2 White blood ceUs counts 2.7.3 Cytokines

2.7.4 immune parameters stability 2.8 Discussion

2.9 References 2.10 Tables

CHAPITRE 3 : CONCLUSION 3.1 Principaux résultats

3.2 Limites et forces de l'étude 3.3 implications et recherches futures

RÉFÉRENCE (INTRODUCTION

ET

CONCLUSION)

LISTE DES FIGURES

ET TABLEAUX

Il\iTRODUCTION Figure 1

ARTICLE Table 1 Table 2 Table 3

CHAPITRE I

Introduction

Introduction 2 1.1 Introduction

Ce chapitre vise à introduire la problématique à l'étude dans ce mémoire. La première section aborde la prévalence de l'insomnie dans la population générale ainsi que la définition clinique de l'insomnie. L'impact que le sommeil peut avoir sur la santé est ensuite décrit. Puis, le domaine de recherche de la psychoneuroimmunologie, le cadre théorique utilisé dans ce

mémoire, est expliqué. La relation entre le sommeil et le fonctionnement immunitaire est par la suite discutée en décrivant brièvement les études ayant été menées sur le sujet. Enfin ce chapitre se termine avec Ia présentation de l'objectif de cet étude.

1.2 L'insomnie : prévalence et définition

L'insomnie compte parmi les plaintes les plus fréquentes en pratique clinique (Morin, 199 1). Des études épidémiologiques suggèrent que près du tien de la population souffrent d'insomnie de façon occasionnelle, alors que 9 à 15% souffrent d'insomnie chronique (Ford &

Karnerow, 1989; Gallup Organization, 1991; Mellinger, Balter & Uhlenhuth, 1985).

Il n'existe pas de définition unique de l'insomnie. Elle peut d'abord se présenter sous plusieurs fomes (Le., insomnie initiale, de maintien et/ou tardive). On distingue également I'insoniie chronique (Le., durée de plus de 6 mois) de l'insomnie subaiguë (i-e., durée entre 1 et 6 mois) et situationneIfe (Le., durée de moins de 1 mois). Selon les critères combinés de

1' dnternational Classification of Sleep Disorders » (ICSD; American Sleep Disorders

Association (ASDA), 1990) et de la quatrième édition du << Diagnostic and Statistical Manual for Mental Disorders ^D

@SM-IV;

American Psychiatrie Association [APA], 1994) le syndrome d'insomnie se définit par : a) un temps nécessaire pour s'endormir (latence du sommeil) ou un temps d'éveil après s'être endormi supérieur à 30 minutes par nuit; b) une efficacité du sommeil (ratio de la durée totale du sommeil sur le temps passé au Lit) inférieure a 85%; c ) une frequence

Introduction 3 de ces difficultés d'au moins 3 nuits par semaine; et d) elles sont associées à une détérioration significative du fonctionnement social et occupatiomel pendant le jour ou à une détresse marquée. 11 convient également de définir l'insomnie primaire, qui n'est pas liée ou causée par un autre trouble du sommeil ou un trouble psychopathologique et qui n'est pas due aux effets physiologiques directs d'une substance ou d'une condition médicale générale (APA, 1994).

1.3 Impact d u sommeil sur la santé

II y a des miliiers d'années. Hippocrate croyait déjà que le sommeil avait un impact important sur la santé. Encore aujourd'hui, cette idée est véhiculée tant par les médecins que la population générale malgré le fait qu'il n'existe pas encore de preuves empiriques solides démontrant directement la valeur préventive ou récupératrice du sommeil sur la santé (Knieger

& Toth, 1994). Certaines études suggèrent néanmoins que la qualité et la quantité du sommeil auraient un impact sur la santé. En effet, plusieurs études révèlent que les patient souffrant d'insomnie consultent plus fkéquemment les ressources médicales (Ford & Kamerow, 1989) et sont hospitalisés plus fréquemment que les bons dormeurs (Johnson & Spinweber, 1983). Sur le plan clinique, les individus qui soutient d'iasomnie chronique se disent atissi plus vulnérables à contracter une grippe, une diarrhée ou une autre infection (Morin, 1993). Par ailleurs, deux études épidémiologiques prospectives révèlent que les individus qui rapportaient dormir moins de 4 (Kripke, Simons, Garfinkel & Hammond, 1979) ou de 6 (Wingard & Berkman, 1983) heures par nuit présentaient

un

risque de mortalité (causes confondues) au moins 1.5 fois plus élevé que les individus qui dormaient de 7 à 8 heures par nuit. Bien que ces données suggèrent que la qualité et la quantité puissent affecter la santé, il existe peu d'évidence empirique directe pour supporter ce lien.

Introduction 4 1.4 Psychoneuroimmunologie

La psychoneuroimmunologie est un domaine de recherche relativement récent qui procure un cadre théorique permettant d'expliquer un tel lien entre la qualité du sommeil et la santé. Plus précisément, la théorie psychoneuroirnmunologique s'intéresse aux interrelations entre les facteurs psychologiques, neuro-endocriniens et immunitaires (voir figure 1 ). E 1 le

postule, par exemple, que les facteurs psychologiques ont un impact sur I'immunocornpétence, et donc sur la capacité du système immunitaire à combattre les pathogènes, ce qui aurait B son tour un impact néfaste sur la santé (pour une brève définition des composantes principales du système immunitaire voir Annexe A). Ainsi, selon cette perspective, des états émotiomels comme la dépression et le stress auraient un impact sur l'immunité des individus et, par conséquent, sur le développement ou la progression des maladies physiques. De la même façon, des détériorations au plan du fonctionnement immunitaire pourraient être considérées comme un facteur médiateur de I'irnpact du sommeil sur la santé physique (Knieger & Toth, 1994).

FACTEURS

PSYCHOLOGIQUES

(comportements, émotions et cognitions)

FONCTIONNEMENT FONCTIONNEMENT

NEURO-ENDOCRINIEN 4 b iMMUNITAIRE

Introduction 5 1 .S Sommeil et fonctionnement immunitaire

Bien que le lien entre le sommeil et la santé ne soit pas encore prouvé, différents champs d'études suggèrent l'existence d'une relation bidirectionnelle entre le sommeil et le

fonc tionnernent immunitaire. Les chercheurs se sont d'abord intéressés à 1' impact que le fonctionnement immunitaire peut avoir sur le sommeil. Cette hypothèse a été testée dans le contexte de la régulation du sommeil ainsi que dans le contexte des infections bactériennes et virales. Ce n'est que plus récemment que les chercheurs ont aussi commencé à s'intéresser à la relation inverse, c'est-à-dire, a l'impact que le sommeil peut avoir sur le fonctionnement immunitaire. Cette hypothèse a été testée dans le contexte de la privation totale ou partielle de sommeil chez les animaux et les humains ainsi que dans le contexte de la dépression.

1 S.1 La régulation du sommeil : Bien que l'idée d'une régulation hormonale du sommeil soit très ancienne, les expérimentations s'adressant à ce problème n'ont débuté qu'au tournant du vingtième siècle. Legendre et Pieron (1 9 13) et Ishimori (1 909) postulaient

l'existence d'une hypnotoxine dans le fluide cérébro-spinal (FCS) d'animaux privés de sommeil puisque l'infusion de ce FCS dans un animal normal induisait un sommeil long et profond. II y a près de vingt-cinq ans, ces recherches ont été reprises par Pappenheimer et ses collègues (1975) qui isolèrent du FCS d'animaux privés de sommeil une substance spécifique promouvant le sommeil, appelé facteur S. Cette substance a été identifiée comme une rnuramyl peptide (MP), qu'on peut retrouver sur la paroi cellulaire de certaines bactéries. Cependant, l'effet

somnogénique de la MP s'observait seulement après un délai d'une heure suivant son injection, ce qui suggérait que l'effet dépendait plutôt de la synthèse d'un autre composé.

L'interleukine-1 (ILI), une cytokine, serait ce composé. En effet, cette découverte a mené au premier rapport de l'action somnogénique d'IL-1 ( h e g e r , Dinnarello, & Chedid,

Introduction 6 1983) puisque la MP est connue pour induire la synthèse et la libération de cette cytokine. Le terme cytokine réfere a un groupe de protéines régulatrices qui sont des médiateurs clés dans plusieurs réponses immunitaires (ûpp, Kapas & Toth, 1992). L'E-1 @lus spécifiquement

LL-

1

P)

est connue pour affecter directement et indirectement une _variété de fonctions immunologiques, incluant la prolifération et la différenciation des lymphocytes

T

et B, la production de

l'Interleukine-2 (IL-2) et la stimulation des cellules « natural killer ^)> (NK) (Dinarello, 1984).

Outre l'IL- 1, d'autres cytokines, telles que l'interféron-alpha (EN-a), le facteur

nécrosant des tumeurs-alpha (TNF-a) et le facteur nécrosant des tumeurs-bêta (TNF-P), ont par la suite été identifiées comme somnogéniques (Kmeger, 1990). On retrouve d'ailleurs depuis une dizaine d'années une prolifération de la littérature scientifique sur la régulation du sommeil par les cytokines et certains neuromodulateurs relies. Un type d'expérience effectué consiste a infuser dans les ventricules cérébraux latéraux d'animaux des cytokines humaines. Kmeger, Walter, Dinarello, Wolff et Chedid ( 1984) ont observé une augmentation rapide (proportionnel le à La dose) du sommeil non paradoxal suite

A

l'infbsion d'IL-1. Un autre type d'expérience

effectué consiste à observer les variations des paramètres immunitaires en fonction des stades de sommeil mesurés à l'aide de I'électroencéphalogramme

(EEG).

Par exemple, MoIdofsky, Lue, Eisen, Keystone et Gorczynski (1986) ont observé que le début du sommeil non-paradoxal chez les humains co'incide avec une augmentation significative de la production d'IL-1 suivie d'une augmentation de la production d'IL-2 dans le plasma.

Infections bactériennes et virales : Un autre type d'étude consiste a observer l'effet des infections virales ou bactériennes sur le sommeil ainsi que Ia progression d'infections en

fonction du sommeil obtenu. Une tendance a passer plus d e temps en sommeil non-paradoxal a été observée chez des lapins inoculés par le staphyloccrcs aureus comparativement aux animaux

Introduction 7 contrôles (Krueger & Toth, 1994; Toth & Krueger, 1987). Toth et Krueger (1 988) ont également observé que panni des lapins inoculés par le sraphyIocn<s aureus, ceux qui ne présentaient pas davantage de sommeil non-paradoxal présentaient un état clinique plus morbide que les autres lapins infectés. Pour expliquer ces résultats, les auteurs ont proposé que les produits constituant les bactéries et les champignons, tels que la muramyl peptide, I'endotoxine et la polysaccaride, stimulent les réponses immunitaires, ce qui résulte en une libération d'irnrnunornodulateurs qui induisent à leur tour des changements au niveau du sommeil. Cette hypothèse expliquerait la période de latence de 2 ^à 4 heures suivant l'inoculation avant l'augmentation du sommeil non- paradoxal. Une autre étude de ce genre démontre que des souris inoculées par le virus

d'infiuenza ne parviennent pas à combattre le virus lonqu'elles sont privées de sommeil pendant l'inoculation comparativement aux souris n'ayant pas été privées de sommeil (Brown, Pang, Husband & King, 1989).

Quelques observations de ce type ont également été effectuées chez l'humain. Deux études ont révélé une augmentation de sommeil non-paradoxal pendant la seconde partie de la nuit chez les personnes séropositives au

VIH

(Norman, Chediac, Kiel & Cohn, 1990; Norman, Shaukat, Way, Cohn & Resnick, 1987). D'autre part, les personnes atteintes de cancer recevant une thérapie à l'IL-1 rapportent une somnolence excessive (Dinarello, 199 1).

Privation de sommeil : L'impact d e la privation partielle et totale de sommeil a été étudié dans plusieurs recherches sur les animaux et les humains. Concernant les études menées auprès d'animaux, il a été démontré qu'une privation totale de sommeil

(PTS)

(Le. sans aucun sommeil) d'environ trois semaines suffit pour causer la mort chez la majorité des rats (pour une revue, voir Rechtschaffen, Bergmann, Everson, Kushida & Gilliland,1989). Pendant plusieurs années, les chercheurs ne réussissaient pas à identifier le médiateur physiologique en cause. Il a

introduction 8 été récemment postulé que le taux élevé de létalité suite a la PTS prolongée est causé par une panne dans la défense de l'hôte qui permet aux pathogènes, que le système immunitaire contrôle normalement, de se propager dans le flux sanguin, déclenchant ainsi une série mortelle de

réactions chimiques (Everson, 1993).

Dans les études portant sur l'impact de la PTS sur l'immunité chez l'humain, les auteurs utilisent généralement des périodes de privation de sommeil variant entre 48 et 70 heures.

Plusieurs recherches de ce type ont été effectuées mais les résultats ne s'avèrent pas toujours constants. Néanmoins, les résultats les plus fréquemment observés suite à une PTS chez

l'humain sont : une augmentation de la réponse immunitaire non-spécifique (ex. : le nombre de phagocytes, le nombre de cellules NK et l'activité des cellules

NK),

une diminution de

l'immunité à médiation cellulaire (ex. : le décompte lyrnphocytaire) et aucun effet apparent sur I'imrnunité humorale (Diriges, Douglas, Hamerman, Zaugg & Kapoor, 1995). Everson (1993) a décrit la chaîne de réactions immunitaires typique après deux nuits de PTS. D'abord, le nombre de monocytes dans la circulation sanguine augmente. Par la suite, il y a une augmentation du nombre de cellules NK et de leur cytoxicité. La concentration d'interférons et d'interleukines augmente également à ce moment. Après une nuit de récupération, le fonctionnement

immunitaire revient à la normale, suggérant que la PTS sur une courte durée n'aurait pas d'impact significatif sur la santé.

Dans la vie courante, il est rare que les individus ayant des difficultés de sommeil ne dorment pas du tout dans une nuit. L'étude de la privation partielle de sommeil

(PPS)

offie donc l'avantage de représenter plus fidèlement la réalité clinique et les résultats peuvent ainsi mieux se généraliser à I'insomnie. L'effet de la perte de sommeil pendant seulement une partie de la nuit sur la réponse immunitaire demeure toutefois relativement inexploré. Seulement deux études ont

Lntroduction 9 été menées jusqu'à présent. Irwin et ses collaborateurs (1994) ont observé une réduction

significative de l'activité des cellules

NK

lorsque les participants étaient privés de sommeil entre 3hOO et 7h00 du matin. Une réduction de l'activité des cellules

N K

a également été observée suite a une privation de sommeil en début de nuit (entre 23h00 et 3hOO) en pIus d'une diminution du pourcentage de cellules NK, une diminution de la production d'IL-2 par stimulation des lymphocytes-T, ainsi qu'une réduction de l'activité des cellules tueuses induite par l'IL-2

(a lymphokines activated kilIer ^D) ( h i n et al., 1996).

Dépression et fonctionnement immunitaire : Plusieurs études démontrent une certaine irnrnunosuppression chez les patients dépressifs (Herbert & Cohen, 1993; O'leary, 1990; Weisse, 1 992). 11 n'est cependant pas clair si l'irnmunosuppression observée est une conséquence de la dépression comme telle ou de seulement certains symptômes qui y sont associés (Herbert &

Cohen. 1993). En effet, Cover et Irwin (1 994) ont observé que seuls deux symptômes de dépression, soit la baisse de l'activité motrice et l'insomnie initiale (évalués en utilisant le

(( Hamilton Depression Rating Scale D W R S J ) étaient significativement associés a la

cytotoxicité des cellules

NK.

De plus, il n'y avait pas d'association entre les autres sous-échelles du HDRS, ou même la cote total au HDRS, et l'activité lytique des celluIes NK.

Dans une autre étude, Irwin, Smith et Gillin (1992) ont utilisé des mesures

élecnoencéphalographiques du sommeil pour comparer des sujets dépressifs à un groupe

contrôle. Ils ont ainsi observé que la durée totale de sommeil, l'efficacité du sommeil et la durée du sommeil non-paradoxal présentaient une corrélation positive avec l'activité lytique des cellules

NK,

et ce indépendamment du niveau de dépression ou de la présence d'un trouble de l'humeur. Ces deux études suggèrent donc que l'insomnie et non la dépression serait responsable de 1' immunosupression observée.

introduction 10 1.6 Pertinence et objectif de _l'étude

En somme, plusieurs études semblent indiquer 1 'existence d'un lien bidirectionnel entre le sommeil et le fonctionnement immunitaire. Les études d e privation de sommeil et les études sur le sommeil et le fonctionnement immunitaire des personnes dépressives sont particulièrement intéressantes pour l'étude de la relation entre l'insomnie et le fonctionnement immunitzire.

Néanmoins, ces études comportent certaines lacunes, notamment, dans les deux études portant principalement sur la dépression, l'insomnie était considérée comme un symptôme plutôt qu'un syndrome et n'était donc pas évaluée selon les critères diagnostiques normalement utilisés, soit ceux du DSM-IV ou de I'ICSD.

Par

aiIleurs, les études de la PTS et de la PPS sont des stressews de laboratoire à court terme, ce qui rend difficile la généralisation de ces résultats à l'insomnie. 11 est possible de croire que l'insomnie, qui constitue

un

problème chronique de sommeil, serait encore plus susceptible d'avoir des conséquences significatives sur l'immunité et la santé.

Pourtant, l'impact du syndrome d'insomnie chronique sur l'immunité n'a jamais été étudié directement.

Le présent projet a donc pour but d'évaluer la relation entre l'insomnie primaire

chronique et I'irnmunocompétence en comparant, sur le plan immunitaire, un groupe d'individus souffrant d'insomnie chronique primaire a un groupe d'individus considérés bons dormeurs évalués à l'aide de critères diagnostiques valides et rigoureux. L'hypothèse stipulée au départ était que les participants souffrant d'insomnie chronique (tel que diagnostiquée en utilisant les critères combinés de 1'ICSD et du DSM-IV) manifesteront

une

immunocompétence

significativement plus faible que les participants bons donneurs, et ce en contrôlant pour l'âge et les habitudes de santé pouvant avoir un impact potentiel sur !'immunité.

CHAPITRE II

Relation entre l'Insomnie chronique primaire et

le fonctionnement immunitaire

(arîic le)

Insomnie Chronique et Fonctionnement Immunitaire

Liny Laroche, B.A., Josée Savard, PhD, et Charles M. Morin, PhD

École de psychologie et Centre de recherche sur le cancer Université Laval, Québec, Canada

ROsumO

Plusieurs études ont documenté l'impact de la privation de sommeil sur le

fonctionnement immunitaire. Bien que les résultats de ces études soient plutôt consistants à démontrer un effet, la privation expérimentale de sommeil constitue un stresseur de laboratoire a court terne qui ne peut être généralisé a l'insomnie clinique. Cette étude compare, sur le plan immunitaire, des individus souffrant d'insomnie clinique ê des individus considérés bons dormeurs. Le groupe « bons dormeurs » est composé de 19 adultes qui donnent habituellement entre 7 et 9 heures par nuit et ne rencontrent pas les critères diagnostiques de l'insomnie. Le groupe « insomnie » est composé de 18 adultes présentant un syndrome d'insomnie chronique primaire, tel qu'évalué par une entrevue semi-structurée et deux semaines d'auto-enregistrement du sommeil. Des échantillons sanguins ont été pris au moment de l'entrevue (Temps 1) ainsi qu'avant la seconde nuit d'enregistrement polysomnographique (Temps 2), incluant

l'énumération de : a) lymphocytes T (CD3); b) lymphocytes T-auxiliaires (CD4); c) ceIlules NK (CD 16-CD56); et d) lymphocytes T-cytotoxiques (CD8). La production de cytokines (Le., IL 1

-

p

, IL-2 et IFN-y) a également été évaluée. Aucune différence significative n'est observée entre les groupes sur les variables démographiques (Le., âge, genre, éducation) et les variables reliées

aux comportements de santé (Le., consommation de cigarettes, alcool et caféine). Au Temps 2, la production d ' I L 2 était significativement plus élevée chez les individus souffrant d'insomnie comparativement aux bon dormeurs. Aucun des autres paramètres immunitaires étaient

significativement différents entre les groupes, bien que certaines tendances soient observées chez les participants insomniaques à présenter un pourcentage moins élevé de lymphocytes T. Ces résultats préliminaires suggèrent que les individus souffrant d'insomnie n'ont pas un

fonctionnement immunitaire plus faible que les individus considérés bons dormeurs.

Chronic Insomnia and

Immuae

Functions

Liny Laroche, B.A., Josée Savard,

PhD,

and Charles M. Morin, PhD

École de psychologie and Cancer Research Center Université Laval, Québec, Canada

Abstract

Several studies have documented the impact of experimental sleep deprivation on

immune fùnctioning. Although the data fiom those studies are fairly consistent in demonstrating an effect, experimental sleep deprivation is a short-term laboratory stressor that may not

generalize to clinical insomnia This study compares individuals with cfinical insomnia to good sleepers on irnmunity. The "good sleepers" group was composed of 19 adults who habitually slept between 7 and 9 hours per night and did not meet cnteria for an insomnia disorder. The

"insomniacs" group was composed of 18 adults with a diagnosis of chronic and primary

insomnia, as assessed using a serni-sbuctured interview and a 2-week sleep diary. BIood samples were taken at the interview (Tirne 1) and before the second night of polysomnographic

assessrnent (Time 2) for immune measures, including enumeration of: a) lymphocyte

T

(CD3);

b) helper T (CD4) cells; c)

NK

(CD16-CD56) cells; and d) cytotoxic~suppressor

T

(CDS) cells.

Cytokines (Le., IL- 1

P,

IL-2, and

IFN-y)

production was also evaluated. The results showed no significant difference behveen groups on demographics (Le., age, gender, education) and health behavior variables (i.e., smoking, alcohol, and caffeine use). The iL-2 production was

significantly higher in insornniac patients than in good sleepers at Time 2. None of the other immune parameters were significantly different between groups, although there were trends for participants with insomnia to have lower percentage of lymphocyte

T.

These preliminary

findings suggest that individuals with insomnia do not have poorer immunity than good sleepers.

Chronic hsomnia and [mmunity 16

INTRODUCTION

Insomnia is a prevalent condition affecting approxirnately 10% of the adult population on a chronic basis (1-3). Insomnia may involve trouble falling asleep (Le., initial insomnia),

fiequent or prolonged noctunial awakenings (Le., middle insomnia), or early morning awakening with an inability to r e t m to sleep (i-e., late insomnia). It is comrnonly believed that sleep loss increases an individual's vulnerability to diseases and, conversely, that sleep ^has a determinant roIe in illness recovery. Indeed, several studies have demonstrated that insornnia was associated with poorer heaith status compared to good sleepers (1,4-6). Patients suffering fkom insornnia report poorer subjective health (7-9), seek medicai care more fiequently (l), and are hospitalized more oflen than good sleepers (10).

Although there is no direct empincal evidence to clearly demonstrate the preventive and recuperative value of sleep on health, it has been proposed that immune functioning acts as a mediator in the relationship between sleep and health (1 1). Specifically, sleep would be essential for optimal host defense functioning, whereas sleep loss would be associated with changes in some immune parameters, increasing the vulnerability to pathogens (1 2, 1 3). This hypothesis is indirectly supported by some evidence fiom epidemiological studies. For instance, an increased incidence of infections, an event associated with immunosuppression, was observed among participants experiencing disturbed sleep-wake rhythrns (e.g. shi A workers) (1 4, 1 5 ) .

Furthemore, an association between mortality and sleep duration has been observed in longitudinal studies (1 6, 17). More specifically, sleeping less than 4 hours per night was associated with a 2.8 higber rate of rnortality for men and a 1.5 higher rate for women in cornparison with people sleeping fiom 7 to 8 hours (1 7).

Several animal studies supported the hypothesis that sleep loss increases the risk of infections through alterations in immune functioning. Sleep deprivation in rats produces

Chronic Insomnia and Imrnuni ty 1 7 septicemia and can even lead to mortality if prolonged over 3 weeks (1 8). This effect is

commonly attributed to immune modulations. Brown (19) showed that mice immunized to influenza virus and then inoculated by the virus failed to clear the virus fkom their lungs when they were sleep deprived at the time of the inoculation.

The role of sleep disturbance in the modulation of immune fûnctions in hurnan has been tested mostly by examining the effect of total sleep deprivation

(TSD;

i.e., 48 to 72 hours without sleep) on several immune parameters. Despite some inconsistencies across studies, the findings suggest that total sleep deprivation increases non-specific responses (e-g., phagocyte and

N K

ce11 number and

NK

ce11 activity) and decreases cellular immune fùnctioning (e.g., T-

lymphocytes, cytokines), with no effect

on

humoral immune fiinction (e-g. B-1 yrnphocytes) (20).

Only three studies have documented the impact of partial sleep deprivation (PSD) on immune fùnctioning. lrwin and his colleagues (21) observed a significant decrease in NK ce11 activity after an early-night PSD, as wetl as a reduction of NK cells number in the peripheral blood and a decrease of Interleukin-2 (IL-2) and induced lymphokine activated ce11 activity. A significant decrease of

NK

ce11 activity was also observed following a late-night

PSD

(22). Another study revealed no effect of a late-night

PSD

on circulating level of IL-2 of participants (23).

Although these data are fairly consistent in demonstrating an effect of sleep deprivation on immunity, expenmental sleep deprivation rnay not generalize to sleep loss experienced by individuals suffering fiom clinical insornnia. Even partial sleep deprivation, the procedure that resembles most to naturalistic insomnia (because hdividuals with sleep difficulties usually sleep a portion of the night), remains a short-tenn laboratory stressor. Moreover, if situational or temporary sleep difficulties have an effect on immunity, one could reasonably hypothesized that c hronic insornnia would have a stmnger impact on immunity and health.

Chronic insomnia and Imrnunity 18 The limited data available on the relationship between insomnia and irnrnunity have been obtained in the context of depression.

in

one study, electroencepalographic (EEG) measures of total sIeep time and sleep continuity (i.e., sleep latency and sleep efficiency) were significantly associated with

NK

ce11 activity in both depressed patients and in control participants,

independently of severity of depression or presence of a mood disorder (21). Moreover, the severity of insomnia, as measured by the Hamilton Depression Rating Scale (HDRS), was

significantly correlated with decreased

NK

ce11 activity

in

patients with major depression while there was no association between HDRS total score and hX ceIl activity. These data suggest that insomnia is a better predictor of immunity than depression (25)- We obtained simiiar results in women at risk for cervical cancer. More precisely, higher satisfaction with the amount of sleep obtained was associated with a higher concentration of helper T-cells in circulating blood, even afier controlling for depression (26).

Even though these studies provided some evidence that clinical insomnia is associated with immunity, they were characterized by some methodological flaws. One limitation ^was the lack of an operational definition of insomnia. Indeed, insomnia was defined more as a sleep cornplaint evaluated with general items rather than as an insomnia syndrome, according to standard criteria of the international Classification of Sleep Disorders (ICSD) (27) or the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder @SM-IV) (28). Another limitation was the sampling of only one isolated immune rneasure,

NK

ce11 activity, which is often used because it is easier to analyze rather than because of its relevance a s an indicator of overall immune fùnction (29).

The goal of this study was to evaluate the relationship between primary chronic insomnia and immune function by comparing healthy individuaIs with chronic primary insomnia to age

Chronic Insomnia and Immunity 1 9 and sex-matched good sleepers on a variety of immune parameters. Based on the existing

literature, we hypothesized that patients suffering fkom insomnia would display greater imrnunosupression than good sleepers.

METHOD Participants

Twenty participants with insornnia and 20 good sleepers aged behveen 18 and 45 years olds were recruited through media advertisements. The inclusion critena for the group of lnsomnia Participants (IP) were the diagnostic criteria for primary and chronic insomnia of the International Classification of Sleep Disorders (ICSD) (27) and the Diagnostic and Statistical -Manual of Mental Disorder @SM-EV) (28). Those cnteria were: a) sleep-onset latency or time awake afier sleep onset greater than 30

min

per nigfit, with a corresponding sleep efficiency (ratio of total sleep time ta tirne spent in bed) Iower than ^85%, for a minimum of 3 nights per week; b) duration of insomnia for at least 6 months; and c) cornplaint of at least one negative daytime effect (e.g. fatigue, impaired fûnctioning, or mood disturbances) attributed to poor sleep.

or rnarked distress. Participants in the Good Sleepers (GS) condition : a) had no subjective cornplaints of insomnia; and b) reported sleeping between 7 and 9 hours each night. Individuals in both groups were excluded if there was evidence of: a) another sleep disorder (e.g., sleep apnea or penodic l h b movements [27]), as evaluated by the Diagnostic Interview for insomnia (30) and by polysomnography; b) a current psychiatric disorder (e.g., major depression,

substance use disorder) as evaluated by a French adaptation of the Stmctured CIinical interview for DSM-IV (3 1) ;c) severe depressive or anxiety symptoms, as suggested by a score greater than 2 1 on the Beck Depression hventory

@DI)

(32) and a score greater than 30 on the Beck Anxiety Inventory (BAI) (33); d) presence of an acute or ciuonic medical disorder that may influence sleep or immunity; and e) recent (Le., in the past two weeks) use of medications known to affect

Chronic insomnia and Lmmunity 20 sleep andor immune functioning (e.g., psychotropic medications, prostaglandine inhibitors or

P-

b loc kers). Pregnant women were also excluded.

In response to media advertisement, 143 persons requested additional information about the study. Each individual was initiaily screened on the basis of the inclusion and exclusion criteria, using a telephone interview. A total of 92 individuals were excluded because of lack of interest or because they met at l e s t one of the exclusion criteria, leaving 5 1 potential participants who were scheduled for an interview. Forty-five participants underwent the interview. Following interview and a review of questionnaires and sleep diaries, we excluded 5 persons because they did not meet criteria for insomnia (n=2) or good sleep (n=l) or because of evidence of periodic limb movements (n=l ⁾ or mood disorder (n=l ). Of the 40 participants who met al1 of the selection criteria for this study and had a first blood draw, 37 completed al1 procedures of the study. One participant was excluded because of an acute disease during the course of the study and two dropped out just before polysomnographic assessments.

The GS group was composed of 19 participants (10 males, 9 females) with a mean age of 32.3 years (range 22-44). The

JP

group was cornposed of 18 participants (8 males, 10 females) tvith a mean age of 34.7 years (range 18-44).

JP

reported either mixed sleep-onset and

maintenance insomnia ^(56%), sleep-onset insomnia (39%), or maintenance insomnia (5%). The average insomnia duration was 1 1.5 years (Sn= 1 1.5). Participants of both groups were mostly caucasian French Canadian (92%). Sixty percent of the total sample were single, 32% were married, and 8 % were separated or divorced. Tabie 1 displays demographic and lifestyle charactenstics for both groups.

Insert Table 1 about here

Chronic insomnia and Immunity 2 1

Procedures

Participants selected afier phone screening were invited for an interview to further assess their eligibility. in the meantime two SD f o m s with instructions were mailed dong with the following questionnaires: the Sn, the BDI, the BAI, a sociodemographic questionnaire, and a medical history questionnaire. Participants were asked to bnng in the completed questionnaires at the interview. During this evduaîïon session written consent was obtained and two semi- structured interviews, the Diagnostic Interview for insomnia and the Stmcnired Clinical inteniew for DSM-IV, were administered by two different trained clinicians. For participants still meeting inclusion cnteria for the study, venous blood was drawn (Time 1).

Participants were asked to continue completing the sleep diary until the two consecutive nights of polysomnography, usually one week later for a total of 3 weeks of SD. A second blood draw was taken before the second night in the laboratory (Tirne 2). Al1 blood was collected between 20h30 and 21h30 PM to control for diurnal variation. The health practices questionnaire

was completed before both blood draws. Due to technical problems, two blood samples are missing at Time 2.

iP

who fully completed the study were offered a cognitive-behavioural treatment of insomnia as a compensation for their participation, whereas GS received S O S C A N -

Measues

Subjective sleep assessrnent. The Sleep impairment index (SU) (34) is a seven-item questionnaire that provides an index of ïnsomnia severity. Participants rate the following aspects using 5-point Likert scales ("O"= not at dl, "4"= extremely): a) severity of sleep-onset, sleep maintenance and early morning awakening problems; b) satisfaction with curent sleep pattern ;

C) interference with daily functioning; d) noticeability of impairment attributed to sleep problem;

Chronic Insomnia and Immunity 22 and e) level of distress caused by the sleep problem (30). The subjective ratings provide valuable information on the patient's perception of his or her sleep problem. ï h e total score is obtained by adding the rating of the seven items, and ranges fiom O to 28. The French version of the SI1 (35) h a . good internat consistency (Cronbach's alpha= 0.88) and convergent validity wish total sleep time and sleep efficiency using sleep diaries is adequate (1 = 0.65) (34).

The sleep diary (SD) (30) is a self-monitoring instrument that provides subjective

estimates of sleep parameters. These daily estirnates yield a reliable and valid index of insomnia, even though they do not reflect absolute values obtained fiom polysomnography (36). The SD is completed daily upon arising for at least a two-weeks penod

in

order to provide a relatively stable index of insomnia (30). The SD assesses the following information: a) daytime napping;

b) bedtime; c) sleep-onset latency, d e h e d as the time fiom initial lights-out to sleep onset; d) frequcncy of noctumal awakenings; e) awakenings duration; f) wake-up time; g) arising time; h) feeling upon arising (five point-scale); and i) sleep quality (five-point scale). Sleep indices derived £Yom the SD are: a) sleep onset latency; b) wake after sleep onset (Le., arnount of time awake fkom the initial sleep onset to the last awakening); c) earty morning awakening (i.e., time awake from the last awakening until actual arising tirne); d) time in bed (i.e., total tirne elapsed fiorn initial Iights-out to finai arising tirne); e) total wake time (i.e., summation of awakenings);

f) total sleep tirne (i.e., total wake time subtracted fiom time in bed) ^and finally; g) sleep efficiency (Le., total sleep time divided by time in bed and rnultiplied by 100) (37).

Polysornnography (PSG). Al1 participants spent 2 consecutive nights in the sleep laboratory. Bedtime and arising time were kept as close as possible (i.e., within 30 min) to the participant' s habitua1 sleep schedule. A standard

PSG

montage that included

electroencep halographie

(EEG),

electromyographic (EMG), and elec trooculograp hic (EOG)

Chronic Insomnia and Irnrnunity 23 monitoring was used. Sleep tracings were scored by an expenenced technician according to standardised cntena (38). Respiration (i.e. air flow, tidal volume and oxygen saturation) and anteriar tibialis EMG were recorded during the £kt night to detect sleep apnea or periodic limb movements. Sleep variables derived fiom

PSG

were the same as those derived korn the SD.

Sleep onset latency was d e h e d as the latency to the onset of stage 2 sleep (37). The first night of recording was an adaptation night and we used only the data fiom the second PSG assessrnent night for the present analyses.

Psychological memures. The Beck Depression Inventory (BDI) (32) consists of 2 1 items representing various symptoms of depression. Each item includes a series of four statements reflecting different intensity of depressive symptoms. The participant indicates which statement describes best hisher state for the 1 s t seven days. A score greater than 23 was considered as an indicator of clinical depression (32). Psychometric properties of the French Canadian version are well established with an intemal consistency of 0.92 (39,40).

The Beck Anxiety hventory (BAQ (33) is a 21-item self-report inventory which assesses the intensity of cognitive, affective and physiologicai symptoms of anxiety.

The

patient rates symptorn's intensity during the last seven days on a O to 3 scale. A score over 29 was considered as an indicator of clinical anxiety. The French Canadian adaptation of the

BAI

has good

reliability and validity properties in non-clinical samples, including an interna1 consistency of 0.93 (40).

HeaZth practices. HeaIth behaviors that rnay potentially confound the relationship between insomnia and immune fûnctioning were assessed using a questionnaire elaborated by our research team. This questionnaire assesses smoking, exercise and dietary practices as well as caffeine, dnrg and alcohol consumption. Present and past smoking status was assessed

as

well as

Chronic Insomnia and Immunity 24 the nurnber of cigarettes smoked in the past week. The exercise index evaluates energy

expenditure using the 7-day recall method (42). The basis of this calculation is resting rnetabolism (1 MET) which is approximately equal to one kilocalorie per kilograrn per hour.

Moreover, kilocalorie per kilogram is calculated for the past week, according to the time spent in moderate (Le., 4 METS; e.g.: yard work, golf), hard (i.e.,6

METS;

e-g.; double tennis, disco dancing), and very hard (Le., I O

METS;

e.g.: jogging, racquetball) activities a s well as the time spent asleep (Le., 1 MET ; according to SD) and the time spent in Iight activity (Le., 1 -5 METS;

the time of the week not included in other categories) (43). Quality o f nutrition was evaluated using 8 Likert scaIes items ("1" = never to "5" = 7 daydweek) assessing the fiequency of eating breakfast and cornpliance with the Canada's food Guide to healthy eating (44) (e-g., to eat between 5 - 1 0 servings of f i t s and vegetables per day). Number of alcoholic drinks in the past week was based on separate estimates of weekdays and weekend days drinking. Alcohol

consurnption was estimated separately for the typical week as well as for the past week. A half pint, bottle, or can of beer, a glass of wine, and a shot o f whisky contain approximately equal arnounts of alcohol and were considered as a single drink. Caffeine intake was assessed using questions about the nurnber of cups of different beverages consumed in the past 48 hours.

This

number was then multiplied by the approximate quantity of caffeine (mg) contained in each of them (45).

Imrnunologic Assays. For al1 participants, venous blood (21ml) was collected in 3 heparïnized tubes. Analyses were performed by laboratoxy personnel who were "blind" to the clinical status of participants (insomniacs Vs good sleepers).

Lymphocyte subsets were detennined in the whole biood by three-color direct immunoluorecence using a FACScan flow cytometer (FACScan, Becton Dinckinson

Chronic Insornnia and Immunity 25 Immunocytometry Systems,

San

Jose, CA). A minimum of 10,000 cells per sample was

anaiysed. To analyse lymphocyte surface Ags, mAbs directly conjugated with fluorescein

isothiocyanate (FITC), phycoerythrin (PE) or peridin chlorophyll (PerCP) were used. Bnefly, for each subset analysis, 10jd Abs ( T ~ T E S T ~ ) were added to 50 pl EDTA blood and incubated for

15 min. Erythrocytes were then disintegrated using OPTILYSE reagent (Coulter, ^). Enurneration by flow cytometry included the following cells: T cells (CD3'; CD3

FITC),

T helper cells ( C D ~ ~ C D ~ ' ; CD3 FITUCD4 P E K W S PerCP), T suppressor/cytotoxic cells (CD3'CD8-; CD3 FITCKD8 PE/CD4S PerCP) and

NK

cells (cD~'/cD~ 6%~56'; CD3 FITUCD l6+CD56 PE/CD45 PerCP). Al1 Abs and immunofluorecence reagents were purchased f5om Becton Dickinson (San Jose, CA).

For detennination of IL-1-f3, IL-2, and iFN-y production, a whole blood assay was performed (46). Blood ^was drawn into syringes pre-treated with heparin. Aliquots of 50 pl of blood were resuspended under laminar airflow in 400 pl of RPMI 1640 medium ( containing ZrnM L-glutamine, 100 U/ml penicillin, and 100 pg/ml streptomycin; Life Technologies, B irlington, Ontario). For stimulation of I L 1

-P,

0.5 pg

LPS

from Eschenchia coli was added, dissolved in 50 ~1 of a medium containing 80% RPMi and 23% sterile water (final

concentration, 1 pgml). For stimulation of 11-2 and EN-y, 2.5 pg

PHA

m'as added, dissolved in 50 pl of a medium containing 50% RPMI and 50% stenle water (final concentration 5pg/ml).

Every sarnple ^was stimulated in duplicate. Before and afler each measurement, an unstimulated control ^was included to exclude contamination of blood and reagents. The samples were

incubated for 48h at 37°C with 5% carbon dioxide in humidified air. The supernatant were harvested and stored at -80 "C until assay. The incubation time of 48 h was chosen on the b a i s of previous kinetic studies indicating that this tirne provides good estimate for the production of

Chronic Insomnia and Lmmunity 26 cytokines assessed in this study (47). The resultant measure of cytokines concentration,

therefore, has to be regarded as a net measure of these two processes. Al1 cytokine Ievels were measured by

ELISA

kits (Biosource International, Camarilla, CA) .The sensitivities of the assays were 1 pg/ml for IL-1-P, 5 pg/ml for IL-2 and and 4 pg/ml for IFN-y. Data on IL-2 production on Time 1 are missing because of technical problerns.

S tatistical analyses

Descriptive statistics and hypothesis testing were performed using the Statistical Package for Social Sciences, version 8.0 for Windows. Bilateral tests and an alpha level of 0.05 were used for al1 statistical analyses. Effect sizes were reported to enable readers to evaluate the strength of the results across sarnples, designs, and analyses (48). Power analyses were conducted on an interactive program (PowPal) (49) that computes effect sizes and power estimates fiom summary statistics.

The present report focuses on sleep status (insomniac or good sleeper) and selected immune parameters (Le., percentage of CD3, CD4, CD8, CD16/56 and production of

IL-1 P,

IL-2 and M F - y ) assessed at two time points. The main goal was to determine whether the two groups

O f participants di ffered signi ficantly on these immune parameters.

We measured a series of control variables that might have confounded the relationship between sleep and immune function. These variables included age, gender, education, ponderal index, and health practices. The ponderal index was calculated using this formula:

height2/weight. We planned to statistically control for those variables that were significantly di fferent between groups.

Chronic Insomnia and Immunity 27 RESULTS

Preliminary analyses

Two-tailed t tests and chi-square analyses were conducted to detennine whether the hvo groups were equivalent on demographic, psychologicai (depression, anxiety) and health practice variables. There were no significant difference between groups on gender. age, and marital statu. However, GS were significantly better educated than

IP

(see Table 1 ). Funher analyses using bivariate correlations revealed no significant correlation between education and any of the immune parameters in both groups. Thus, education was not used as a covariate in the

subsequent analyses. As shown

in

Table 1, ^no significant difference was observed between insornniacs and good sleepers on any of the health-behavior variables. Consequently, they were not used as covxiate in subsequent analyses.

The

BAI and BDI total scores were significantly p a t e r in IP compared to GS m<0.01). However, we decided not to control statistically for these clinical variables because

IP

have oAen been found to report more anxious and depressed symptoms, suggesting that these mood disturbances are inherent characteristics of insornnia.

In order to validate the group assignment, the two groups were compared on the SI1 total score, sleep diary variables, and sleep

EEG

measures. These data are s h o w in Table 2. As expected, the IIS total score was significantly higher in

P

(range = 10-25) compared to GS (range = 0-7). In addition, patients with insornnia reported significantly more sleep disturbances than good sleepen on al1 sleep variables, as assessed by the daily diary @5<0.001). Although the EEG sleep of IP was generally more impaired than

GS,

there was no difference between groups on any

EEG

measure.

Insert Table 2 about here

Chronic Insomnia and h u n i t y 28

White blood cells counts

A multivariate analysis of variance (MANOVA) conducted on the percentage of

lymphocytes-T subsets ( C D ~ + cells, CD4' cells and CDS' cells) showed no difference between groups at T ime 1,

E

(3,33) 4 . 9 , p = 0.43 and Time 2, F (3,29) = 1.6, ⁼ 0.20). Power analyses revealed a medium effect size at Tirne 1 (d = 0.59) and a large effect size at Time 2 (4 = 0.83).

As shown in Table 3, two-tailed t tests revealed no difference between

IP

and GS on the percentage of C D ~ ' (T lymphocytes), CD4' cells (T helper), CDS' cells (T suppressor) and C D ~ 6 ' / ~ ~ 5 6 + / C ~ 3 ' cells (NK cells) neither at Time 1 nor at Thne 2. Only the difference on the percentage of CD3' cells approached statistical significance @ = 0.06).

Cytokines

A ,MANOVA conducted on IL-1

P,

IFN-y and PL-2 showed no significant difference benveen groups at Time 2,

E

(3,14) =3.l, p = 0.06. However, a power analysis revealed a large effect size

(d

= 1.64)- As shown in Table 3,Il-2 production was significantly Iower in GS at Time 2 , i (1, 29) = 2.7, ^Q = 0.02 with a large effect size (d =1 .O 1). Two-tailed t tests also revealed no significant difference between IP and GS on Il-1-P and IFN-y production at Tirne 1 and Time 3. Power analyses yielded small to medium effect sizes, ranging fÎom 0.14 to 0.71. Nevertheless, this analysis indicated that 35 individuals per group would have been needed to obtain a

statistically significant difference with a conventional power level of 0.80 on production of IFN-

-/ at Time 1 (50).

insert Table 3 about here

Chronic Insomnia and Imrnunity 29 Immune parameters stability

Since the pattern o f results appeared to Vary over time, paired sample t-tests were conducted on immune parameters to ver@ their stability between Time 1 and Time 2. No signi ficant difference was observed on lymphocyte percentages between Time 1 and Time 2 for the total sarnple ^{( p ~} >0.35) and when both groups were taken separately (GS: ^p~ >0.27;

iP:

ps >

0.14). However, there was a significant increase of

IL-1-B

and E N - y production tiom Time 1 to Time 2 for

iP

(ps c0.05) and for the total sample @ < O.OS), with large effect sizes for IL- 1

-P (d

= 0.87) and IFN-y (4 = 1-16) production. GS had stable production of IL-1f3 and E N - y between the first and second assessrnent period (ps > 0.33).

DISCUSSION

The goal of this study was to evaluate the relationship between pnmary chronic insomnia and immune functions by comparing individuals with insomnia to good sleepers on a variety of immune parameters. The only significant difference was a higher IL-2 production in patients with insomnia compared to good sleepers at Time 2. Unfortunately, IL2 data were not available at Tirne 1 (because of technical problems) to determine whether this effect was stable over time.

In addition, there was a nonsignificant trend for the percentage of CD3' cells to be lower in insomniac patients at Tirne 2. Power analyses indicated that only a few additional participants

(Le., approximately 15 per groups) would have been needed to make this difference statistically significant. Additional power analyses reveaied that many more participants would have been needed to detect a significant group effect on other immune variables measured (Le., CD4, CDS, and

NK

ce11 percentages and IL-1-9 and F N - y production) suggesting that, if these differences

Chronic Insomnia and Immunity 30 exist, they are rather weak. Aside from IL-1-j3 and IFN-y data of insomniac patients, immune parameters were stable across the two time points.

Because this study is the fmt to compare insomniac participants to good sleepers on immune functioning, its results are difficult to compare to those o f previous studies. The most relevant studies are those conducted in the context of depression (24-26) as they were the only one exarnining the impact of clinical insomnia. Although those studies showed that patients with insomnia were more immunosuppressed compared to normal controls, they only evaluated

NK

ce11 activity, a variable not measured in the present study. Our _{results cm also} be compared to studies of partial sleep deprivation

(PSD),

although this experimental procedure may be quite different fiom clinical insomnia. Ixwin and his collaborators observed a significant reduction of NK cells percentage and IL-2 production following an early-night

PSD

(2 1 ), whiIe no effect on circulating level of IL-2 was observed after a late-night

PSD

(23). These findings suggest that insomnia could significantly decrease Lt-2 production. However, the opposite result was observed in the present study, that is insomniac participants had inçreased IL-2 production compared to good sleepers. However, it is likely that our IL-2 production measure at Time 2 was

affected by the sleep laboratory assessrnent conducted the preceding night. Indeed, good sleepers tended to sleep worse while insomniac participants tended to sleep better in the sleep laboratory, compared to their usual sleep at home. Further, the stress associated with sleeping in the

laboratory might also have confounded the relationship between insomnia and immunity.

Surprisingly, our results are more consistent with findings o f total sleep depnvation (TSD) studies. The literature review of Dinges and his collaborators (20) suggests that, despite sorne inconsistencies,

TSD

generally increases cytokines production. However, it remains intnguing that our groups only differ significantly on one immune parameter.

Chronic Insornnia and h u n i t y 3 1 The group difference on only one immune variable can also be explained by the absence of clear difference between groups on

EEG

sleep measures. Indeed, no statistically significant difference was obsewed between good sleepers and insomniac participants on sleep laboratory data. Participants were selected for the study according to subjective sleep assessments based on a clinical interview and daily sleep diary monitoring but not based on sleep laboratory results.

Therefore, it is plausible that more differences on immune functioning would have been observed between good and poor sleepers, if their status had been validated by

polysornnographic assessment. However, the sleep patterns of good sleepers and _insomniac patients is often different in the sleep laboratory, especially during their first night spent in the laboratory (5 1). Insomniacs tend to sleep better in sleep laboratory, whereas good sleepers typically sleep worse, as was also found in this study. A recent study concluded that a week of recording may be necessary to achieve adequate temporal stability of polysornnographic data in elderly insomniacs (52). In the present study, participants slept only 2 nights in the laboratory, kvhich may not have been sufficient to reliably assess sleep.

Another possible explanation for our negative results is that some parameters (e.g., white blood cells subsets) rneasured in the penpheral blood may Vary significantly depending on the circadian time of blood testing (53). A recent study (54) showed that the levels of IL-6 c m be either higher or lower during the post-deprivation period compared to pre-deprivation values, depending on the time of testing (Le., daytime and nighttime). Hence, it is likely that insomnia also has a biphasic effect on IL-2 production and that our results are only indicative of effects occurring during nighttirne.

Despite these limitations, the present study offers some methodological irnprovements compared to previous studies. First, we evaluated various immune parameters simultaneously in

Chronic Insornnia and Immunity 3 2 order to obtain a more general measure of immune functioning. Compared to previous studies that used a single measurement point of immunity, we evaluated these pararneters twice, with a week interval, which allowed to rneasure temporal stabiiity. Very few psychoneuroimmunology studies have done this before. Moreover, several demographic and hedth behavior variables that could have confounded the relationship between insomnia and immunity were evaluated, with the intention to control for the variables on which the two groups would have differed

significantly. According to our preliminary analyses, this control proved to be unnecessary.

Areas for future research include the selection of more clinically rneaninghil immune variables and repeated measurements of those variables. Firstly, assessrnent of cells kom

peripheral blood sarnples presents serious interpretation problems because conventional immune responses are developed in secondary lymphoid organs (lymph nodes, spleen, etc.) and not from cell circulation. Thus, changes in functional activities of peripheral blood lymphocytes might simply reflect a redeployment of cells to sites where they are needed the most. Assessrnent of mucosal irnrnunity (which represents 2040% of the body's total lymphocytes) could represent a better alternative to study sleep-immunity relationships, but is not as practical(29).

Secondly, our results suggest that immune pararneters can Vary considerably within a week period of time. Because of this variability, it is probably unredistic to pretend that one or nvo measures reliably reflects the general immune functions of an individual. The vast majority of psychoneuroimmunogy studies used only one immunological measurement. A better approach would be to take repeated immune measures (e-g., daily or weekly) or to take continuous

measures (e.g., every hours) as it is ofkn done

in

circadian rhythm studies. Another area of future research is to evaluate the short-terni effects o f sleep loss (Le., bad night Vs good night) on immunity during the following days. hdeed, it may be that insomnia does not lead to chronic

Chronic insomnia and h u n i t y 33 irnmunosuppression but rather produces a short-term immune-down regulation that stabilizes during the recovery period.

In sum, the present study suggests that good sleepers have lower IL-2 production compared to insomniac participants but the groups do not differ significantly on any other immune measures taken in this study. These findings are inconsistent with previous studies conducted on depression and partial sleep deprivation. Several possible hypotheses were raised to explain those discrepancies and several areas were suggested to extend this line of research.