MISE AU POINT
Sommeil et épilepsie
Sleep and epilepsy
V.H. Nguyen-Michel*, I. Arnulf**, S. Dupont***
* Unité d’EEG, unité d’épileptologie et unité d’explorations fonction- nelles du sujet âgé, hôpital de la Pi- tié-Salpêtrière – Charles Foix, Paris.
** Service des pathologies du som- meil, centre de référence national : narcolepsie, hypersomnie et syn- drome de Kleine-Levin, hôpital de la Pitié-Salpêtrière – Charles Foix, Paris.
*** Service de réadaptation neuro- logique, unité d’épileptologie, UPMC, APHP, CRICM, hôpital de la Pitié- Salpêtrière – Charles Foix, Paris.
La relation entre sommeil et épilepsie est connue de longue date, mais sa physiopathologie demeure incertaine. Des données récentes permettent d’avancer dans cette compréhension, pour mieux prendre en charge les patients épilep- tiques.
Sommeil et épilepsie : des propriétés communes
Le sommeil est un état physiologique. Sa production, en alternance avec celle de la veille selon le rythme circadien, implique de nombreuses structures céré- brales, allant du pont aux structures sous-corti cales et au cortex. Le sommeil lent résulte d’un processus de synchronisation corticale (marqué au maximum par la production continue d’ondes delta en sommeil lent profond) impliquant un circuit thalamo cortical.
Inversement, en sommeil paradoxal, une désynchro- nisation corticale (activité électroencéphalographique [EEG] rapide peu voltée) prédomine, accompagnée d’une atonie musculaire et de mouvements oculaires rapides, dont l’origine se trouve dans le tronc cérébral.
L’épilepsie est, quant à elle, une condition patho- logique, due à une décharge excessive et hyper- synchrone d’une population de neurones du cortex cérébral et à son éventuel mode de propagation.
Le sommeil et l’épilepsie sont donc 2 conditions distinctes mais qui partagent des propriétés communes. Toutes les 2 entraînent des modifica- tions neurophysiologiques spectaculaires du cerveau.
Elles sont à la fois complexes et dynamiques, impli- quant des réseaux neuronaux et des systèmes de neurotransmetteurs communs comme le circuit thalamocortical et les systèmes GABA et NMDA.
Lors d’états de synchronisation, ces 2 conditions génèrent des figures EEG : pointes (P), pointes-ondes (PO) dans l’épilepsie ; complexes K, fuseaux et ondes lentes dans le sommeil lent. Certains troubles du sommeil et épileptiques sont en relation avec le
“profil alternant cyclique”, marqueur de l’instabilité du sommeil lent, comme nous le détaillerons. Enfin, ces 2 conditions partagent de nombreux facteurs
déterminants comme l’âge, le rythme circadien, l’homéostasie, les médicaments ou encore d’éven- tuelles lésions cérébrales.
Sommeil et épilepsie : une relation évidente
Connue depuis l’Antiquité, la relation sommeil- épilepsie a ensuite été confirmée par l’étude de Gowers en 1885. Les crises peuvent être exclusi- vement nocturnes ou au réveil (tableau). Les ano- malies épileptiques intercritiques sont favorisées par la transition veille-sommeil dans la plupart des épilepsies. L’exemple extrême est le syndrome des pointes-ondes continues du sommeil (POCS) où les anomalies épileptiques EEG surviennent quasi constamment au cours du sommeil lent et ont des conséquences cognitives diurnes (1).
Sommeil et épilepsie : une relation très complexe
Cette relation est avant tout réciproque. Le sommeil, sa privation et ses troubles ont des influences directes et indirectes importantes sur l’épilepsie.
Par ailleurs, l’épilepsie − et son traitement − va modi- fier la macro- et la microstructure du sommeil. On rappelle que la macrostructure du sommeil comporte environ 75 % de sommeil lent (lent léger ou stade N1 [5 %] ; stade N2 [50 %] ; lent profond ou stade N3 [20 %]), et 17 à 23 % de sommeil paradoxal. Sommeil lent et sommeil paradoxal alternent au cours de la nuit sous la forme de cycles. La microstructure du sommeil comporte de brefs éveils et des microéveils (< 15 secondes) qui surviennent fréquemment, mais ne sont pas mémorisés, entre 5 et 20 fois par heure au cours d’une nuit de sommeil normal. Un autre marqueur d’instabilité du sommeil (utilisé par les équipes italiennes) est le profil alternant cyclique (Cyclic Alternating Pattern [CAP]), qui comporte en sommeil lent une période d’activation cérébrale (phase A ou réponse d’éveil) et une période de
» Les crises généralisées tonicocloniques nocturnes, chez les patients atteints d’épilepsie pharmacorésis- tante, dans un contexte de sevrage antiépileptique, sont associées au risque de mort subite liée à l’épilepsie.
» La prise en charge de l’épilepsie doit être liée non seulement à une bonne hygiène de sommeil, mais aussi à un dépistage et à un traitement des pathologies du sommeil.
Crise nocturne EEG
Highlights
»The link between epilepsy and sleep has long been recognized. These two distinct conditions share several common properties and relate together in a close and reci procal relation. Sleep and sleep deprivation affect epilepsy, by enhancing inter- ictal epileptiform abnormal- ities and provoking seizures.
Epilepsy affects sleep, by causing sleep fragmentation and modifying its organisation, resulting in sleep complains, together generating a vicious cycle. The arousals and the cyclic alternating pattern in NREM sleep are key features of sleep instability, which may trigger epileptic events.
Nocturnal generalised tonic clonic seizures, under certain conditions, appear as major risk factors for sudden unex- pected death in epilepsy. The management of epilepsy must be associated with a good sleep hygiene, as well as with the diagnosis (through sleep studies) and treatment of concomitant sleep disorders.
Keywords
Sleep Arousal Epilepsy
Nocturnal seizures EEG
désactivation cérébrale (phase B ou retour à l’acti- vité de sommeil de base), l’ensemble durant moins d’1 minute environ. Une séquence de CAP comporte 2 CAP ou plus successifs. La fin de la séquence CAP indique un sommeil stable et consolidé.
Influence du sommeil sur l’épilepsie Elle dépend de nombreux facteurs et son expression n’est pas unique.
◆Influence selon le syndrome épileptique Elle est résumée dans le tableau. En fonction du syndrome épileptique, les crises peuvent être préférentiellement nocturnes, diurnes ou dans la transition veille-sommeil. Elles peuvent aussi être provoquées par le manque de sommeil.
◆Influence selon le stade de sommeil
Les crises d’épilepsie surviennent surtout lors du sommeil lent de stade N2, alors que les anomalies épileptiques intercritiques peuvent être facilitées du stade N1 au stade N3 (1, 2). Les oscillations à hautes fréquences − récemment reconnues comme un indi-
cateur fiable du foyer épileptogène − augmentent avant la crise avec un maximum en sommeil lent profond dans l’épilepsie néocorticale (3). Inverse- ment, le sommeil paradoxal réduit fortement les anomalies épileptiques, les crises et leur générali- sation secondaire dans la majorité des épilepsies : c’est un stade “protecteur”. Ainsi, plusieurs études soulignent la valeur du sommeil paradoxal pour loca- liser le foyer épileptogène (1, 2). Les oscillations à hautes fréquences à proximité du foyer épileptique sont moins désactivées pendant le sommeil para- doxal (4).
◆Influence selon les pathologies du sommeil associées
Les troubles intrinsèques du sommeil − notam- ment les apnées obstructives du sommeil, souvent responsables d’un sommeil instable − semblent être fréquents chez les patients ayant une épilepsie réfractaire. Ils sont susceptibles d’aggraver les crises, et leur traitement peut stabiliser le sommeil et atténuer les crises. Il s’agit cependant d’études de taille limitée et sans groupe contrôle. Ces conclusions devront être étayées par les résultats d’autres études dans l’avenir (1, 5).
Tableau. Influence du sommeil sur les crises selon le syndrome épileptique et le type d’épilepsie.
Syndrome Type d’épilepsie Lien avec le sommeil
Épilepsies généralisées génétiques
ou idiopathiques Crise tonicoclonique généralisée
morphéique Crises exclusivement nocturnes
Épilepsie myoclonique juvénile Épilepsie à crise tonicoclonique généralisée au réveil
Crises à la suite d’une privation du sommeil et au réveil Épilepsies généralisées structurelles-
métaboliques ou symptomatiques Syndrome de West Crises fortement influencées par la transition veille-sommeil Syndrome de Lennox-Gastaut Crises fortement influencées
par le sommeil Épilepsies focales génétiques
ou idiopathiques Épilepsie frontale nocturne à
transmission autosomique dominante Crises exclusivement nocturnes ou forte tendance aux crises nocturnes Épilepsie à pointes centrotemporales
de l’enfant Épilepsies focales non génétiques
ou symptomatiques ou cryptogéniques Épilepsie frontale nocturne
Crises nocturnes fréquentes, voire exclusives
Épilepsie temporale nocturne Épilepsies dont le caractère généralisé
ou focal reste indéterminé Syndrome de pointes-ondes continues
du sommeil Pointes-ondes continues pendant
le sommeil lent
Sommeil et épilepsie
MISE AU POINT
Influence de l’épilepsie sur le sommeil Subjectivement, les patients épileptiques se plaignent plus souvent de troubles du sommeil et de somnolence diurne que les sujets contrôles (1).
Les crises nocturnes peuvent alléger, interrompre, voire perturber considérablement le sommeil jusqu’à la phase post-critique en cas de crises tonicoclo- niques généralisées.
Dans les épilepsies nocturnes, les données de poly- somnographie montrent souvent une augmentation de la fragmentation du sommeil et des stades légers, aux dépens du sommeil lent profond et du sommeil paradoxal. Les épilepsies à prédominance diurne affectent aussi le sommeil nocturne (6, 7). Les crises frontales nocturnes, de par leur haute fréquence, fragmentent considérablement le sommeil lent profond du premier cycle, entraînant son rebond immédiat sur le cycle suivant par effet homéos- tatique (8). Dans le syndrome de POCS, plus de 80 % du sommeil lent est occupé par les PO, causant une déstructuration complète de l’architecture du sommeil sans distinction possible entre les stades du sommeil. Dans les épilepsies bénignes génétiques ou idiopathiques, l’organisation globale du sommeil est souvent conservée, mais l’analyse des CAP dévoile une microstructure anormale du sommeil, avec une instabilité augmentée (6) ou parfois anormalement diminuée (9). Les complexes K deviennent pointus ou “complexes K épileptiques”, ils se déplacent en frontal médian (10) et sont encore plus amples et rapides avant les crises (11).
Influence des traitements antiépileptiques sur le sommeil
Enfin, les épilepsies peuvent indirectement modi- fier le sommeil via les traitements antiépileptiques, qui entraînent souvent une sédation nocturne et diurne, rarement une insomnie (1, 5). Certains antiépileptiques peuvent potentiellement aggraver l’épilepsie via le sommeil : ainsi, les benzodiazépines abaissent l’état de vigilance, ce qui est susceptible d’aggraver les crises toniques dans le syndrome de Lennox-Gastaut. Elles intensifient également les apnées du sommeil éventuelles. Le valproate de sodium peut induire une prise de poids qui favo- rise aussi les apnées du sommeil. La lamotrigine, stimulante, est à éviter le soir chez les patients insomniaques. Le topiramate peut entraîner des mouvements périodiques avec fragmentation du sommeil (12).
La relation sommeil- épilepsie : des hypothèses sur les mécanismes
Les phases de sommeil lent, de transitions veille-som- meil et sommeil-veille activent particulièrement les événements épileptiques : cela suggère un rôle épilep- togène du sommeil lié au mécanisme de synchroni- sation neuronale, et pourrait expliquer l’activation des anomalies épileptiques intercritiques au cours du sommeil lent. Cela est moins vrai pour les crises, activées surtout par le stade N2 et non par le stade N3 où s’exprime le niveau maximal de synchroni- sation (1). D’autres mécanismes liés aux propriétés du sommeil de stade N2 sont alors à incriminer.
Typiquement, le stade N2 contient des fuseaux du sommeil et des complexes K. Les fuseaux du sommeil, d’origine thalamique, sont générés rythmi quement par la connexion réciproque corticothalamique via le noyau réticulaire thalamique. Ils sont aussi présents en stade N3. La stimulation électrique thalamique chez le chat provoque des PO généralisées synchrones corticales quand la vigilance est diminuée, ce qui suggère que les PO épileptiques partagent le même circuit thalamocortical que celui du sommeil lent (10).
Les complexes K, d’origine corticale, largement diffus dans le cortex cérébral, ont un rôle hyperexcita- teur (13) et peuvent provoquer les crises frontales (11, 14), ou sont associés aux PO généralisées dans l’épi- lepsie génétique ou idiopathique (10).
Cependant, les données récentes imposent une vision plus globale. Le complexe K ne fonctionne pas seul, mais s’intègre dans un processus dynamique : la réponse d’éveil, elle est constituée d’un rythme lent ample (c’est-à-dire complexe K et onde ou bouffée d’ondes delta) suivi de rythmes rapides peu voltés.
L’ensemble représente la phase A de CAP. Selon la proportion des composantes lentes (c’est-à-dire le degré de synchronisation), la phase A est classée en sous-type A1 (composantes lentes dominantes), A2 (mixtes) et A3 (rapides sans onde lente). Le sous-type A1 (hautement synchrone) comporte une oscillation delta phasique très lente inférieure à 1 Hz accompa- gnant une légère activation autonomique souvent sans réactivité musculaire, présente dans les réponses légères d’éveil, contrairement aux sous-types A2 et A3. La phase A de CAP − et plus précisément le sous- type A1 − est particulièrement associée aux événe- ments épileptiques en tant que fort modulateur (8, 15). La figure illustre une crise d’épilepsie survenue au cours du sommeil lent de stade NZ, précédée parle CAP dont la phase A est de sous-type A1.
Pointes intercritiques en temporal droit
Sommeil lent stade N2 stable CRISE
Activité critique rythmique en temporal droit CAP Sommeil instable
Phase A
type A1 Phase A
type A1
Phase B 100 µV
1 s CAP : Cyclic Alternating Pattern.
Figure. Crise d’épilepsie précédée par le Cyclic Alternating Pattern chez une patiente ayant une épilepsie temporale droite.
Ces données suggèrent donc tout à la fois que les ano- malies épileptiques sont liées au sommeil, mais aussi, à l’inverse, facilitées par l’instabilité du sommeil.
Cette contradiction peut être expliquée par la théorie de l’“éveil antiéveil” ou “éveil sans réveil”, c’est-à-dire les microéveils (15). Le CAP, avec le sous-type A1, permet à la fois une réponse du sujet dormant à son environnement (une réaction normale du sommeil, à la différence du coma), tout en maintenant la conti- nuité du sommeil, et en empêchant un réveil, mais en gardant un rôle de synchronisation corticale via le complexe K ou l’onde lente, susceptible d’être le déclencheur d’événements épileptiques. Il faut noter que les apnées obstructives du sommeil entraînent une instabilité du sommeil via une augmentation de CAP de sous-types A2, A3 et non A1 (8). L’instabilité du sommeil causée par les apnées est bien un des mécanismes déclenchant des PO généralisées, mais toujours via des micro éveils contenant un complexe K (16), ce qui suggère le rôle des microéveils de type synchrone dans la relation entre apnées obstructives du sommeil et PO généralisées.
Les réseaux épileptiques différents peuvent être liés différemment au sommeil. Dans l’épilepsie bénigne à pointes centrotemporales, les anomalies épilep- tiques, abondantes pendant le sommeil, sont pour- tant sans lien avec les CAP. L’instabilité du sommeil est même anormalement abaissée (9). Dans ce type d’épilepsie, le foyer épileptique rolandique, très à distance du circuit thalamocortical, semble dépendre
plus du mécanisme de dysfonctionnement cortical épileptique (2) que des CAP.
Les neurotransmetteurs excitateurs du système de veille pourraient également jouer un rôle dans le déclenchement des crises via l’alternance sommeil- veille ou via un éveil provoqué. La découverte de mutations des sous-récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine dans l’épilepsie frontale nocturne à transmission autosomique dominante suggère l’implication du système d’éveil cholinergique dans cette épilepsie morphéique (15).
L’effet inhibiteur du sommeil paradoxal sur les événements épileptiques suggère un effet “antiépi- leptique”. La privation de sommeil paradoxal favorise par ailleurs la survenue des crises. Chez l’homme, la stimulation pontique entraîne une augmentation sélective du sommeil paradoxal : elle est proposée comme éventuelle méthode thérapeutique pour traiter les épilepsies réfractaires (17). Cependant, le manque de sommeil lent du premier cycle suffit à entraîner son rebond dans la même nuit chez les patients épileptiques (8). On peut donc se demander si remplacer le sommeil lent par le sommeil para- doxal ne risquerait pas d’aggraver en retour l’épi- lepsie via un phénomène rebond d’homéostasie du sommeil lent.
Enfin, l’aggravation de l’épilepsie par manque de sommeil pourrait être causée par l’augmentation de l’excitabilité corticale observée lors de la privation de sommeil (1).
Sommeil et épilepsie
MISE AU POINT
Conséquence de la dualité sommeil-épilepsie
Cercle vicieux
Le sommeil affecte l’épilepsie, et l’épilepsie affecte le sommeil. Les nuits de mauvaise qualité du fait de l’épilepsie entraînent une privation de sommeil chronique, qui à son tour aggrave l’épilepsie.
Crises convulsives tonicocloniques pendant le sommeil, une association possiblement fatale
La détresse cardiorespiratoire d’origine centrale à la suite d’une crise généralisée tonico-clonique (CGTC) peut se terminer en apnée centrale puis en arrêt cardiaque définitif. Or, cette conséquence − la plus dramatique de l’épilepsie − survient préférentiel- lement lors des CGTC nocturnes chez les patients atteints d’une épilepsie pharmacorésistante. Cela peut être expliqué par la majoration des dysfonc- tionnements neurovégétatifs, par la suppression totale de l’activité EEG en phase post-critique, par la position ventrale, mais aussi par une surveillance moindre pendant la nuit (18).
Cognition
Les anomalies épileptiques intercritiques sont parti- culièrement abondantes durant le sommeil lent, phase de consolidation de la mémoire. En dehors des données classiques des épilepsies sévères, une récente étude montre que la consolidation de la mémoire non verbale déclarative est altérée dans les épilepsies focales idiopathiques chez l’enfant et corrèle à la densité de PO dans le sommeil lent (19).
Hormones
Les modifications physiologiques de plusieurs systèmes hormonaux sont étroitement liées au cycle veille-sommeil. Les troubles du sommeil entraînent des perturbations endocriniennes importantes, responsables de diabète et d’obésité.
L’épilepsie nocturne, avec ses conséquences sur le sommeil, pourrait indirectement perturber les fonc- tions hormonales du sommeil normal. De plus, des modifications hormonales per- et post-critiques
de la crise sont parfois démontrées (5). La consé- quence endocrinienne de l’épilepsie nocturne reste mal connue : c’est un domaine à explorer.
Diagnostic différentiel
entre pathologies du sommeil et crises d’épilepsie nocturnes
Toutes les pathologies du sommeil, s’exprimant par des troubles respiratoires, moteurs ou comporte- mentaux, peuvent prêter à confusion avec des crises d’épilepsie et entraîner des erreurs diagnostiques.
On peut citer, par exemple, l’épilepsie frontale nocturne et les parasomnies : si la dystonie paroxys- tique nocturne stéréotypée fait évoquer facilement une origine épileptique frontale, les réveils brefs paroxystiques et les déambulations nocturnes sont en revanche parfois difficiles à classer, l’EEG de surface étant non contributif dans la moitié des cas des épilepsies frontales nocturnes ou encore affecté par des artefacts (1). Autre exemple : les mouvements périodiques du sommeil peuvent être confondus avec des mouvements stéréotypés de crises focales (20).
En pratique clinique
L’EEG de sommeil est utile pour identifier :
➤ les anomalies épileptiques en l’absence d’ano- malie sur les EEG de veille ;
➤ mieux localiser la crise en bénéficiant d’un EEG comportnat moins d’artefacts et du sommeil para- doxal plus localisateur sur le foyer ;
➤ chercher des crises pendant le sommeil ou au réveil ;
➤ mettre en évidence d’autre types d’anomalies et de crises ;
➤ établir un diagnostic différentiel de troubles du sommeil ou encore comprendre le lien entre les 2 entités.
Conclusion
Le sommeil confirme sa place importante dans le domaine de l’épilepsie. Étudier le sommeil des patients épileptiques apporte une aide précieuse pour le diagnostic, la prise en charge et la compré- hension des mécanismes de l’épilepsie. ■
V.H. Nguyen-Michel déclare ne pas avoir de liens d’intérêts.
Les autres auteurs n’ont pas précisé leurs éventuels liens d’intérêts.
Références bibliographiques
1. Derry CP, Duncan S. Sleep and epilepsy. Epilepsy Behav 2013;26(3):394-404.
2. Gigli GL, Valente M. Sleep and EEG interictal epileptiform abnormalities in partial epilepsy.
Clin Neurophysiol 2000;111 Suppl 2:S60-4.
3. Worrell GA, Parish L , Cranstoun SD, Jonas R, Baltuch G, Litt B. High-frequency oscil- lations and seizure generation in neocortical epilepsy. Brain 2004;127(Pt 7):1496-506.
4. Sakuraba R, Iwasaki M, Okumura E et al. High frequency oscillations are less frequent but more specific to epileptoge- nicity during rapid eye move- ment sleep. Clin Neurophysiol 2016;127(1):179-86.
5. Al-Biltagi MA. Childhood epilepsy and sleep. World J Clin Pediatr 2014;3(3):45-53.
6. Parrino L, Halasz P, Tassinari CA, Terzano MG. CAP, epilepsy and motor events during sleep: the unifying role of arousal. Sleep Med Rev 2006;10(4):267-85.
7. Crespel A, Coubes P, Baldy-Mou- linier M. Sleep influence on seizures and epilepsy effects on sleep in partial frontal and temporal lobe epilepsies. Clin Neurophysiol 2000;111 Suppl 2:S54-9.
8. Parrino L, De Paolis F, Milioli G et al. Distinctive polysom- nographic traits in nocturnal frontal lobe epilepsy. Epilepsia 2012;53(7):1178-84.
9. Bruni O, Novelli L, Luchetti A et al. Reduced NREM sleep instability in benign childhood epilepsy with centro-tem- poral spikes. Clin Neurophysiol 2010;121(5):665-71.
10. Niedermeyer E. Primary (idiopathic) generalized epilepsy and underlying mecha- nisms. Clin Electroencephalogr 1996;27(1):1-21.
11. Si Y, Liu L, Li Q et al. Features of the K-complex waves in refractory nocturnal frontal lobe epilepsy.
Epilepsy Res 2010;92(2-3):219-25.
12. Romigi A, Vitrani G, D’Aniello A, Di Gennaro G. Topiramate-in- duced periodic limb movement disorder in a patient affected by focal epilepsy. Epilepsy Behav Case Rep 2014;2:121-3.
13. Steriade M. Neuroral substrates of sleep and epilepsy.
Cambridge : Cambridge University Press, 2003.
14. El Helou J, Navarro V, Depienne C et al. K-complex-in- duced seizures in autosomal dominant nocturnal frontal lobe epilepsy. Clin Neurophysiol 2008;119(10):2201-4.
15. Halász P, Kelemen A, Szűcs A. The role of NREM sleep micro-arousals in absence epilepsy and in nocturnal frontal lobe epilepsy. Epilepsy Res 2013;107(1-2):9-19.
16. Nguyen-Michel VH, Pallanca O, Navarro V, Dupont S, Baulac M, Adam C. How are epileptic events linked to obstructive sleep apneas in epilepsy? Seizure 2015;24:
121-3.
17. Jaseja H. Pedunculopontine nucleus stimulation: a novel adjunctive therapeutic approach in intractable epilepsy.
Epilepsy Behav 2013;27(1):279.
18. Ryvlin P, Nashef L, Lhatoo SD et al. Incidence and mecha- nisms of cardiorespiratory arrests in epilepsy monitoring
units (MORTEMUS): a retrospective study. Lancet Neurol 2013;12(10):966-77.
19. Galer S, Urbain C, De Tiège X et al. Impaired sleep-re- lated consolidation of declarative memories in idiopathic focal epilepsies of childhood. Epilepsy Behav 2015;43:16-23.
20. Nguyen-Michel VH, Solano O, Lambrecq V, Dupont S, Adam C, Arnulf I. Complex periodic limb movements during sleep or partial epileptic seizures? Neurology 2015;85(24):2180.
Références bibliographiques (suite de la page XX)
