Les études cliniques et médicales sur la luminothérapie et la lampe de luminothérapie

Bienheureux ceux qui sautent du lit pour profiter de la lumière du matin bien reposés avec énergie et enthousiasme, pour se lancer dans une journée productive. D’autres, cependant, dépendent des hypnotiques pour trouver le sommeil et ont besoin de stimulants pour maintenir éveillé leur corps léthargique. Les troubles du sommeil et de l’éveil sont communs chez les personnes bien portantes au cours de leur vie et constituent un facteur de comorbidité pour des pathologies de type neurodégénératives ou psychiatriques (dépression et trouble bipolaire). L’hypothèse est préoccupante selon laquelle un dérèglement du cycle veille/sommeil pourrait entraîner des risques plus graves comme la survenue d’un diabète de type 2, des troubles cardiovasculaires ou encore un cancer. Un système circadien dysfonctionnel, résultat d’un dérèglement du temps des horloges circadiennes peut être à l’origine de troubles chez beaucoup de gens. Dans cet article nous envisageons les composantes environnementales (photothérapie), les modes de vie (horaires des prises alimentaires, exercice physique, sommeil) en tant que leviers pour réparer une «horloge cassée». Nous évoquons également les défis et le potentiel de développement de traitements pharmacologiques pour intervenir sur ce mécanisme biologique clé.

Contexte

Les adolescents présentent des heures de lever et de coucher considérablement décalées comparées aux enfants plus jeunes ou aux adultes. L’usage concomitant de dispositifs multimédia le soir, est prévalent chez les adolescents et implique une exposition à la lumière, particulièrement aux longueurs d’onde bleues auxquelles l’horloge biologique et son système de promotion de l’éveil associé est la plus sensible. Nous avons exploré en quoi le port de lunettes bloquant la lumière bleue (BB) le soir lors de l’exposition des adolescents à leur écran d’ordinateur émettant des LED, favorise les mécanismes de l’endormissement au niveau subjectif, cognitif et physiologique.

Méthode

La partie ambulatoire de l’étude comprend 2 semaines durant lesquelles le cycle veille-sommeil, l’exposition à la lumière le soir et l’utilisation de l’écran multimédia étaient monitorés chez 13 hommes sains volontaires de 15 à 17 ans. Des BB ou lunettes contrôle étaient portées dans le cadre d’une étude exploratoire de design transversale contrebalancée pendant 1 semaine, les heures en soirée pendant l’utilisation de leur écran LED. Après cela, les participants furent reçus en laboratoire et soumis à une exposition le soir à des écrans de lumineux enrichis en bleu durant laquelle ils portaient ils portaient les mêmes verres que la semaine précédente. La mélatonine salivaire, la somnolence subjective et la vigilance étaient régulièrement évaluées et le sommeil consécutif enregistré par un examen polysomnographique.

Résultats

Comparés aux verres contrôle, les BB atténuaient significativement la suppression de mélatonine le soir et la diminution de l’attention et de la vigilance subjective avant l’heure du coucher. Les phases de sommeil et les mesures comportementales recueillis le matin n’étaient pas modifiées.

Conclusions

Les verres BB pourraient s’avérer utiles chez les adolescents comme une contre-mesure des effets éveillants induits par une exposition à la lumière des écrans et potentiellement diminuer les effets négatifs que les conditions d’éclairage modernes imposent à la physiologie circadienne le soir.

Informations sur les auteurs :
1 Centre for Chronobiology, Psychiatric Hospital of the University of Basel, Basel, Switzerland.
2 Child Development Center, University Children’s Hospital Zürich, Zürich, Switzerland.
3 Department of Physics, University of Basel, Basel, Switzerland.
4 Department of Mechanical Engineering, Lighting Engineering Group, Ilmenau University of Technology, Ilmenau, Germany.
5 Centre for Chronobiology, Psychiatric Hospital of the University of Basel, Basel, Switzerland.

La détérioration du sommeil au sein de la population vieillissante est une caractéristique prévalente qui contribue à une perte de qualité de vie. Un entraînement inapproprié de l’horloge biologique par la lumière est considéré comme contribuant à une altération de la structure du sommeil et des rythmes biologiques chez le sujet âgé. L’étude présentée ici, explore les effets du vieillissement sur le spectre sensibilité non visuelle à la lumière et teste l’hypothèse qu’une altération des rythmes circadiens est liée à une transmittance de lumière affaiblie. Dans un design expérimental dans lequel les sujets sont leur propre contrôle, 8 sujets âgés et 5 sujets jeunes ont été exposés la nuit à des stimulations lumineuses monochromatiques de 60 minutes de 9 longueurs d’onde différentes (420-620 nm). Le spectre de sensibilité individuelle était dérivé de mesures de suppression de la mélatonine. La densité du cristallin était évaluée en utilisant une technique psychophysique éprouvée. Bien que la transmittance du cristallin était moindre pour les lumières de courtes longueurs d’onde chez les participants plus âgés, la suppression de mélatonine n’était en revanche pas plus faible. Le pic de sensibilité non visuelle était cependant décalé vers des longueurs d’onde plus longues chez les participants âgés (494 nm) comparés aux jeunes (484 nm). Nos résultats suggèrent qu’une filtration accrue du cristallin ne conduit pas nécessairement à une sensibilité non-visuelle à la lumière.

Informations sur les auteurs :
1 Département de Chronobiologie, Inserm U846, Institut de recherche sur les cellules souches et le cerveau, Bron, France
2 Université de Lyon, Claude Bernard Lyon 1, Villeurbanne, France
3 Université Joseph Fourier Grenoble 1, Grenoble, France
4 Département d’ophtalmologie, CHU Grenoble, Grenoble, France
5 Service d’ophtalmologie, CHU de Lyon Hôpital Edouard Herriot, Lyon, France
6 Centre de Biologie, Laboratoire d’Hormone, Bron, France
7 Département d’ophtalmologie, Hôpital de la Croix-Rousse, Lyon, France

Le retard de phase (RDP) – trouble des rythmes circadiens du sommeil – est très fréquent à l’adolescence. Un diagnostic différentiel est important entre le retard de phase et une insomnie de type psychophysiologique «plus classique» afin d’engager le traitement thérapeutique le plus adapté. Le sommeil de l’adolescent en RDP est généralement de 9 heures ou plus. Une dépression peut faire partie des comorbidités associées au RDP. Celui-ci est connu comme ayant un impact négatif sur les performances scolaires de l’adolescent. Le traitement du RDP inclut la luminothérapie, la chronothérapeutique et la prescription de mélatonine comme un chronobiotique (distinct du soporifique). Une attention toute particulière aux facteurs extrinsèques non photiques tels que les paramètres du sommeil sont également importants pour améliorer la qualité du sommeil et l’humeur de l’adolescent.

La prévalence des troubles du sommeil est de l’ordre de 20 à 30 % chez les jeunes enfants. Ceux-ci peuvent inclure des difficultés d’endormissement ou des phénomènes indésirables pendant le sommeil (parasomnies) telles des terreurs nocturnes et du somnanbulisme. Par ailleurs, les enfants éprouvant des difficultés d’apprentissage ou porteurs d’un handicap physique présentent un risque accru de developper un trouble du sommeil. Nous avons conduit une revue systématique pour répondre à la question clinique : quels sont les effets des traitements pour dysomnies chez l’enfant ? Quels sont les effets des traitements pour parasomnies chez l’enfant ? Nous avons sélectionné les études jusqu’en 2009 sur Medline Embase et la bibliothèque Cochrane ainsi que d’autres bases de données importantes tout en incluant les notifications des structures de toxicovigilance comme la Food and drug administration ou l’US Medecines and Healthcare products regulatory agency (MHRA). Nous avons retenu 28 revues systématiques et études observationnelles qui répondaient à nos critères d’inclusion. Nous avons réalisé une évaluation GRADE de la qualité des preuves pour l’évaluation.

Dans cette revue systématique, nous présentons des informations relatives à l’efficacité et à l’innocuité des interventions suivantes : antihistaminiques, thérapies comportementales, antihistaminiques et benzodiazépines, ou chloral et ses dérivés, ou benzodiazépines seuls, exercices, suppression et suppression graduée, interventions de protection pour les parasomnies, éveils programmés, hygiène de sommeil et restriction de sommeil.

En savoir plus : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3217667/

Il a été découvert récemment que les longueurs d’onde bleues forment la partie du spectre électromagnétique visible qui régule le plus puissamment le rythme circadien. Nous avons investigué les effets des verres bloquant la lumière bleue chez des sujets présentant un retard de phase (RDP). Cet essai ouvert a été conduit sur 4 semaines consécutives. Les patients à RDP recevaient la consigne de porter des verres ambrés bloquant le bleu de 21 h à l’heure du coucher, tous les soirs, pendant 2 semaines. Pour certifier l’issue de cette intervention, nous avons mesuré le début de la sécrétion de mélatonine (DLMO) et les données d’actigraphie de sommeil avant l’intervention et après l’intervention. 9 patients ont participé à l’étude. La plupart des sujets ont suivi le traitement jusqu’à son terme, excepté un patient qui a préféré recourir à une thérapie médicamenteuse en cours d’intervention. Les patients ayant utilisé les verres ambrés présentaient une avance de 78 minutes selon le calcul du DLMO bien que le changement n’ait pas été significatif statistiquement ((p = 0,145). Toutefois, la période d’endormissement, mesurée par actigraphie était quant à elle avancée de 132 minutes après le traitement (p = 0,034). Ces données suggèrent que porter des filtres ambrés pourrait constituer une intervention efficace et sécurisée pour les patients RDP. Ces données requièrent cependant d’être répliquées sur une cohorte plus étendue dans le cadre d’une étude contrôlée.

Informations sur les auteurs :
1 Department of Psychiatry , Fujita Health University School of Medicine, Aichi, Japan.
2 Department of Physiology , Fujita Health University School of Health Sciences, Aichi, Japan.
3 Department of Sleep Medicine , Toyohashi Mates Sleep Disorders Center, Aichi, Japan.

Les individus porteurs d’un trouble de la personnalité limite (TPL) souffrent souvent de troubles du sommeil associés. Les auteurs ont analysé les rythmes circadiens, le sommeil et le bien-être de femmes porteuses d’un TPL dans leurs conditions de vie normales pendant trois semaines avec un traitement par photothérapie et trois semaines sans photothérapie. Les rythmes de l’éveil étaient mesurés par un actimètre porté au poignet, la température proximale du corps comme un indice indirecte de relaxation ainsi que la mélatonine salivaire pour évaluer les périodes du rythme circadien. Des questionnaires ont permis une évaluation de l’état clinique pendant les 6 semaines du protocole. 10 femmes en bonne santé suivirent le même protocole de 6 semaines mais sans photothérapie. Les femmes TPL avaient un sommeil ressenti bien moins bon et une vigilance diurne bien moindre que le groupe contrôle. Les cycles de l’éveil chez les femmes TPL oscillaient entre grandes perturbations et régularité excessive. La mélatonine et la température proximale ont révélé une synchronisation appropriée des rythmes circadiens avec les rythmes de l’éveil chez la plupart des femmes TPL et toutes les femmes du groupe-contrôle. La photothérapie a créé une avance de phase chez les femmes TPL comparée au traitement sans photothérapie, a réduit la durée de sommeil, diminué les périodes de mouvements et augmenté la température du corps (un marqueur de relaxation). Bien que les symptômes dépressifs et TPL n’aient pas été atténués, la vigilance diurne s’est améliorée avec la photothérapie et les symptômes de dépression atypique également. Un traitement par photothérapie le matin pourrait ainsi constituer un traitement adjuvant du trouble de la personnalité.

Nous avons étudié les niveaux de mélatonine salivaire chez des patients ayant subi une transplantation rénale ayant participé à un essai multicentrique randomisé contrôlé sur les effets de la luminothérapie sur leur sommeil et leurs rythmes circadiens. Une part importante de nos patients présentait de façon inattendue des taux faibles de mélatonine qui empêchaient le calcul du début de la sécrétion de mélatonine (DLMO) en tant que marqueur circadien. Aussi, le but de cette analyse a posteriori était de décrire le profil de sécrétion de mélatonine de ces patients transplantés de retour chez eux et diagnostiqués comme porteurs d’un trouble du sommeil (TDS). Les patients étaient étudiés au moyen de questionnaires et d’instruments psychométriques validés : Pittsburgh sleep quality Index (PSQI), Epworth sleepiness scale (ESS), Morningness-Eveningness Questionnaire (MEQ) et la Depression, Anxiety and Stress Scale (DASS) en complément des tests salivaires de mélatonine. Les données ont été analysées par statistique descriptive et groupes de comparaison réalisés à partir de tests appropriés. Les transplantés [n = 29 participants (âgés de 54,83 ans ± 13,73, transplantés depuis 10,62 ± 6,84 années ont été rétrospectivement subdivisés en deux groupes : les transplantés dont le DLMO a pu être calculé (n=11) et ceux dont le DLMO n’a pas pu être calculé (n=18). Les transplantés ayant un DLMO mesurable présentaient des caractéristiques distinctives : ils étaient plus jeunes [46,4 ± 14,9 comparés à 60,0 ± 10,3 (p = 0,007)], présentaient des taux d’hémoglobines supérieurs [135,36 ± 12,01 versus 122,82 ± 11,56 (p = 0,01)], moins d’anxiété [4 (0;8) versus 12 (6,5;14) (p = 0,021)] et un meilleur sens général de la cohérence [SOC Score : 71,09 ± 12,78 versus 56,28 ± 15,48 (p = 0,013)]. Ces résultats suggèrent que les transplantés rénaux dont le DLMO pouvait être calculé présentaient moins de problèmes de santé, soulignant ici la pertinence d’un système circadien stable.

Informations sur les auteurs :
1 Centre for Sleep Medicine, Hirslanden Group, Zürich, Switzerland.
2 Institute of Nursing Science, University of Basel, Basel, Switzerland.
3 Academic Center for Nursing and Midwifery, KU Leuven, Belgium.
4 Centre for Chronobiology, Psychiatric Hospital of the University of Basel, Basel, Switzerland.

Objectifs et contexte

Les événements cardiovasculaires majeurs augmentent fréquemment le matin tandis que s’opère la transition entre le sommeil et l’éveil qui induit des changements abrupts du contrôle cardiaque par le système nerveux sympathique. Ces changements neuronaux se traduisent par des augmentations par palier des fonctions cardiaques résultant en un stress cardiovasculaire potentiel. Ici, nous explorons si la lumière peut optimiser le rythme cardiaque et son contrôle neuronal en favorisant une transition moins franche entre sommeil et éveil, minimisant la vulnérabilité cardiaque matinale.

Méthode

17 jeunes adultes ont été réveillés 2 heures avant leur heure de réveil habituel. Dans une étude où les sujets ont été leur propre contrôle, nous avons appliqué une condition contrôle (obscurité pendant la nuit, faible luminosité durant l’éveil) ou simulation d’aube (SA) débutant 30 minutes après l’heure de réveil programmée.

Résultats

Nos données révèlent une réduction graduée des palpitations cardiaques lors de la transition entre sommeil et éveil lorsqu’on applique la SA comparée à la condition contrôle. Le contrôle cardiaque nerveux sympathique augmentait légèrement durant les 30 minutes d’épisode de sommeil précédant l’heure de réveil programmée sous SA et demeurait stable pendant les 30 premières minutes d’éveil. De façon intéressante, ces effets étaient provoqués le plus souvent par des changements dans le contrôle cardiaque parasympathique.

Conclusions

Nos données démontrent pour la première fois qu’une stratégie non invasive comme une exposition à la lumière autour du procès d’éveil, peut réduire significativement les modulations cardiaques citées précédemment chez les jeunes adultes éveillés, sous des conditions de pression de sommeil accrue. Une approche translationnelle de cette exposition à la lumière qui mime de très près les conditions de luminosité naturelle le matin, pourrait alors agir comme un protecteur de la vulnérabilité cardiaque pendant ces heures matinales critiques.

Informations sur les auteurs :
1 Centre for Chronobiology, Psychiatric Hospital of the University of Basel, Basel, Switzerland.
2 Centre for Chronobiology, Psychiatric Hospital of the University of Basel, Basel, Switzerland.
3 Cyclotron Research Centre, University of Liège, Liège, Belgium.
4 IT VitaLight I&D PC Drachten, Philips Consumer Lifestyle, Drachten, The Netherlands.
5 Department of Biomedical and Clinical Sciences, Division of Medicine and Pathophysiology, L. Sacco Hospital, University of Milan, Milan, Italy.

Jusqu’à 50 % d’enfants rencontrent des problèmes de sommeil. Un repérage précoce des problèmes de sommeil peut prévenir des conséquences négatives comme la somnolence diurne, l’irritabilité, les problèmes de comportement, des difficultés d’apprentissage, des accidents de la route chez les adolescents et des performances académiques faibles. Le syndrome d’apnée obstructive (SAOS) survient chez 1 à 5 % des enfants. Un examen polysomnographique est nécessaire pour diagnostiquer cette pathologie qui pourrait ne pas pouvoir être identifiée avec un examen clinique seul. L’adénotonsillectomie est le premier traitement pour la plupart des enfants souffrant d’un SAOS. Les parasomnies sont fréquentes durant l’enfance : le somnanbulisme, le langage nocturne, les éveils en état de confusion, les terreurs nocturnes tendent à apparaître pendant la première moitié de la nuit, tandis que les cauchemars sont plus fréquents dans la seconde partie de la nuit. Seules 4 % des parasomnies vont perdurer après l’adolescence, aussi la meilleure prise en charge reste l’accompagnement parental pour réconforter l’enfant et des mesures de protection adaptées. Les insomnies comportementales de l’enfant sont communes et se caractérisent par une inaptitude acquise à trouver le sommeil et/ou à rester endormi. La prise en charge débute par l’adoption de bonnes pratiques d’hygiène de sommeil et dans certains cas, les techniques de l’extinction peuvent être utilisées. Le retard de phase est courant à l’adolescence se présentant comme une difficulté à s’adapter aux heures de lever et de coucher conventionnelles. Le traitement requiert une bonne hygiène de sommeil et des horaires de lever et coucher réguliers et adaptés au temps social, avec prise de mélatonine au moment du coucher ou luminothérapie le matin, selon les besoins. Le diagnostic d’un syndrome des jambes sans repos peut être ardu, sa prise en charge se concentrera sur l’évitement des facteurs déclencheurs et un traitement pour une carence en fer, si nécessaire.

Informations sur les auteurs :
1 Martin Army Community Hospital, Fort Benning, GA, USA.
2 SHAPE Healthcare Facility, Mons, Belgium.
3 Uniformed Services University of the Health Sciences, Bethesda, MD, USA.

Contexte

Le vieillissement est associé à des événements comportementaux dysfonctionnels qui sont fréquemment et de façon inappropriée perçus comme non pathologiques. Les modifications des rythmes circadiens et les troubles dépressifs ont été de plus en plus souvent proposés comme des altérations concomitantes cumulées au moment du vieillissement. Cette étude entend apporter un état des lieux de la recherche sur ce sujet, du point de vue de ses mécanismes épidémiologiques et patho-physiologiques, des données cliniques et de leur pertinence et des options de traitement disponibles.

Matériel et méthode

Une revue non systématique des articles anglophones publiés sur PUBMED entre 1995 et décembre 2012 en utilisant les mots-clés : «rythmes circadiens», «troubles de l’humeur», «dépression», «âge», «vieillissement», «personnes âgées», et «sommeil».

Discussion et conclusion

La prévalence associée de troubles du sommeil, insomnie en particulier et dépression, et leur coïncidence réciproque chez les personnes âgées a été documentée. Il existe une recherche extensive sur les mécanismes patho-physiologiques à travers lesquels le vieillissement conditionne l’altération circadienne, qui fait des modifications au niveau de la sécrétion de mélatonine l’un des changements les plus importants. Cependant, trop peu de recherches associent clairement et sans équivoque troubles des rythmes circadiens et troubles de l’humeur. Or, des changements moléculaires ont été décrits sur des gènes qui leur sont communs et des modèles patho-physiologiques ont été proposés associant dépression et troubles du sommeil dont des études suggérant également une relation bidirectionnelle entre ces pathologies. Malgré ces relations, l’évaluation clinique de ces phénomènes chez les patients âgés se révèle complexe à mettre en place du fait de comorbidités préexistantes dont certaines ont été évaluées comme altérant le sommeil et l’humeur. C’est le cas des accidents cérébraux, de certaines formes de démence comme Alzheimer et Parkinson, plusieurs troubles neurodégénératifs, parmi d’autres. Bien qu’il n’y ait pas aujourd’hui de recommandations spécifiques de traitement, les traitements validés se basent précisément sur le lien bidirectionnel que partagent la dépression et les troubles du sommeil et par là même l’adoption de mesures qui présument spécifiquement les options thérapeutiques valables pour l’un bénéficieront à l’autre, et réciproquement. Les options de traitement appartiennent à la classe des thérapies cognitivo- comportementales, chronothérapie et luminothérapie, aux médicaments comme la mélatonine, les agonistes des récepteurs mélatoninergiques, les antidépresseurs et les sédatifs.

Le noyau suprachiasmatique (NSC) reçoit des entrées directes des cellules ganglionnaires à mélanopsine (ipRGCs) pour l’entraînement circadien. De façon intéressante, le NSC est la seule région du cerveau qui reçoive des entrées équivalentes de l’œil droit et de l’œil gauche. En dépit des évaluations morphologiques qui montrent que les fibres de l’axone qui proviennent des ipRGCs couvrent la totalité du NSC, des preuves d’ordre physiologique suggèrent que seules les cellules libérant le polypeptide intestinal vaso-actif (VIP), le peptide facteur de libération de la gastrine (GRP), situées au niveau ventral du NSC reçoivent l’entrée rétinienne. Il n’est toujours pas clair toutefois quelle sous-population des noyaux du NSC reçoit un input synaptique de la rétine et comment le SCN reçoit des entrées équivalentes en provenance des deux yeux. Ici, en utilisant une technique de traçage axonal de cellules ipRGCs uniques couplées à la microscopie confocale, nous montrons que les ipRGCs ont des profils d’innervation élaborés dans l’ensemble du SCN. Contrairement aux cellules ganglionnaires classiques (RGC) qui innervent les cibles visuelles soit ipsilatéralement (du même côté), soit contro-latéralement (du côté opposé), une seule ipRGC peut innerver le SCN de manière bilatérale. Les ipRGS forment des contacts synaptiques avec les cellules peptidergiques principales du SCN, incluant les neurones à VIP, GRP, AVP, avec chaque ipRGC innervant des sous-domaines spécifiques du SCN. D’autre part, une cellule ganglionnaire unique projetant vers le SCN peut envoyer des fibres à de nombreuses autres régions cérébrales. Toutefois la taille et la complexité des arborisations dans les régions non SCN sont moins élaborées que celles dans le SCN. Nos résultats permettent de mieux comprendre comment les neurones rétiniens sont connectés à l’horloge circadienne centrale pour synchroniser les horloges circadiennes endogènes à la journée solaire.

Informations sur les auteurs :
1 Department of Biology, Johns Hopkins University, Baltimore, MD 21218;
2 Department of Life Science, National Taiwan University, Taipei 10617, Taiwan;
3 Department of Biology, Johns Hopkins University, Baltimore, MD 21218; Department of Neuroscience, Johns Hopkins University, Baltimore, MD 21218;
4 Department of Life Science, National Taiwan University, Taipei 10617, Taiwan; Genome and Systems Biology Degree Program, National Taiwan University and Academia Sinica, Taipei 10617, Taiwan.

La lumière constitue un stimulus puissant de régulation des systèmes hormonaux, comportementaux et circadiens. Par ailleurs, la luminothérapie s’avère efficace pour certains troubles affectifs dont les troubles du sommeil et les altérations du rythme circadien. Ces effets biologiques et comportementaux sont influencés par un photorécepteur distinct situé dans l’oeil, les cellules ganglionnaires à mélanopsine intrinsèquement photosensibles, en plus des cônes et bâtonnets déjà connus. Nous résumons la neurophysiologie de ce nouveau chemin sensoriel et en déduisons les implications pour la mesure, la production et l’exposition à la lumière. Une stratégie renouvelée de mesure de la lumière tenant compte des caractéristiques photoréceptives complexes de ces réponses non visuelles est proposée à l’attention des chercheurs tandis que des recommandations pour l’éclairage artificiel sont énoncées à l’attention des autorités de régulation, des industriels, designers et ingénieurs.

Informations sur les auteurs :
1 Faculty of Life Sciences, University of Manchester, Manchester M13 9PT, UK
2 Nuffield Laboratory of Ophthalmology, Nuffield Department of Clinical Neurosciences, University of Oxford, Headley Way, Oxford, OX3 9DU, UK
3 Department of Neuroscience, Brown University, Box G-LN, Providence RI, USA
4 INSERM 846 Stem Cell and Brain Research Institute, Department of Chronobiology 18 Avenue du Doyen Lépine 69500 Bron, France
5 Division of Sleep Medicine, Harvard Medical School, and Division of Sleep Medicine, Department of Medicine, Brigham and Women’s Hospital, Boston, MA, USA
6 Lighting Research Center, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, 12180, USA
7 Department of Ophthalmology, University of Alabama at Birmingham, Birmingham AL 35294, USA
8 Public Health England, Chilton, Didcot, Oxfordshire OX11 0RQ, UK
9 Department of Biology, University of Virginia, Charlottesville, VA, USA
10 Faculty of Health and Medical Sciences, University of Surrey, Guildford GU2 7XH, UK
11 Department of Neurology, Thomas Jefferson University, Philidelphia, PA, USA

Contexte

Au-delà de la perception des images, la lumière détectée par les photo-récepteurs de la rétine influence les fonctions sous-corticales, comprenant la période circadienne, le sommeil et l’éveil. La physiologie de la photo-réponse non visuelle chez l’homme n’est pas bien comprise, aussi le développement d’interventions basées sur la physiologie comme la luminothérapie pour traiter les troubles chronobiologiques, demeurent un défi.

Méthode

31 participants ont été exposés à 60 minutes de lumière continue (n=8) ou par séquences de 2 millisecondes de flashs de lumière (n=31) avec des intervalles inter-stimulus variés (classés entre 2,5 et 240 secondes). Les phases d’altération et suppression de la mélatonine de même que les modifications en termes de vigilance et de somnolence ont été évalués.

Résultats

Nous avons pu déterminer que le système circadien intègre des séquences de flashs de lumière sur un mode non linéaire avec une augmentation linéaire et un pic de réponse (ISI = 7,6 ± 0,53 secondes) et une diminution du pouvoir de la fonction consécutive au pic de sensibilité. Au pic ISI, les flashs étaient au moins 2 fois plus efficaces durant la phase de délai du système circadien comparée à une exposition à une lumière d’intensité équivalente. Les flashs ne modifiaient ni les concentrations en mélatonine ni la vigilance d’une façon ISI-dépendante.

Conclusion

Nous avons démontré que la lumière intermittente est plus efficace que la lumière continue pour obtenir des changements circadiens. Ces données éclairent la phénoménologie de l’intégration photique et suggèrent un réseau rétino-hypothalamique dichotomique qui conduit à un changement de rythme circadien et autres photo-réponses non visuelles. D’autres essais cliniques sont requis pour vérifier la faisabilité de protocoles intégrant des flashs lumineux.

L’imagerie fonctionnelle et les évaluations psychométriques indiquent que la luminothérapie peut améliorer l’humeur, l’attention et les performances cognitives chez l’homme. Des preuves indirectes lient ces manifestations par la détection de la lumière par les cellules ganglionnaires à mélanopsine (mRGCs) intrinsèquement photosensibles. Cependant, il n’existe pas à l’heure actuelle de preuves que les mRGCs exercent un effet immédiat sur l’humeur ou le comportement quelle que soit l’espèce animale considérée. Nous avons pris acte de ce manque de données et utilisé la chémogénétique pour activer de façon sélective les mRGCs en simulant les effets excitateurs de la luminothérapie sur ces cellules chez des souris maintenues dans l’obscurité. Cette manipulation spécifique évoque la réinitialisation de la phase circadienne et la constriction pupillaire (conséquences connues de l’activation de mRGCs). Cela a induit également c-Fos (un marqueur d’activation neuronale) dans plusieurs noyaux de l’hypothalamus (hypothalamus para-ventriculaire, dorso-médial et latéral), et du thalamus (thalamus para-ventriculaire centro-médian), et système limbique (amygdale and noyau accumbens). Ces régions affectent de nombreux aspects de l’activité autonomique et neuroendocrine et sont typiquement actives en période de veille ou de réveil. Par contraste, c-Fos était absent de de l’ère ventro-latérale pré-optique (active durant le sommeil). Lors de tests comportementaux standards, l’activation des mRGC induisaient des comportements communément interprétés comme de l’anxiété ou comme des signes de vigilance accrue. Des changements similaires en termes de comportements peuvent être induits par la luminothérapie chez les souris sauvages sans cône et sans bâtonnets mais pas chez les souris dépourvus de mRGC. Ces données démontrent que les mRGC entraînent un changement dépendant de la lumière dans la motivation comportementale vers plus de vigilance et un état d’alerte à l’égard du risque. Ils soulignent également la capacité de cette petite fraction des cellules ganglionnaires de la rétine à réaligner l’activité dans les régions du cerveau définissant des aspects étendus de la physiologie et du comportement.

Informations sur les auteurs :
1 Faculty of Life Sciences, University of Manchester, Oxford Road, Manchester M13 9PT, UK.
2 Centre for Ophthalmology and Vision Sciences, Institute of Human Development, University of Manchester, Manchester M13 9PT, UK.
3 Faculty of Life Sciences, University of Manchester, Oxford Road, Manchester M13 9PT, UK.

La lumière joue un rôle critique dans la régulation de nombreux mécanismes physiologiques et comportementaux dont les rythmes circadiens et la régulation du sommeil. Ces réponses impliquent l’expression des cellules ganglionnaires à mélanopsine de la rétine ainsi que les cônes et bâtonnets. L’exposition à la lumière chez les rongeurs a été perçue comme induisant un effet d’endormissement rapide dans lequel la mélanopsine joue un rôle déterminant. Cependant ces mêmes études montrent également que l’exposition à la lumière conduit à une augmentation du taux de corticostérone et diffère l’endormissement. Par contraste, la lumière verte (530 nm) conduit à un endormissement rapide. Comparées aux souris sauvages, ces réponses sont altérées chez les souris mélanopsine-déficientes, résultant en un sommeil majoré en réponse à la lumière bleue et un délai de l’endormissement en réponse à la lumière verte ou blanche. Nous avons poursuivi en montrant que la lumière bleue induit une production plus importante de la protéine Fos dans le noyau suprachiasmatique comparé à l’aire pré-optique ventro-latérale de promotion du sommeil (APVL), tandis que la lumière verte produit des réponses plus importantes dans l’APVL. Ainsi, toutes ensemble, ces données démontrent que la réponse nocturne à l’exposition à la lumière peut avoir un effet d’éveil ou de promotion du sommeil et que ces réponses sont médiatisées par la mélanopsine à travers différents circuits neuronaux avec des sensibilités spectrales différenciées. Ces données entraînent d’importantes questions relatives à la façon dont la lumière artificielle peut altérer le comportement à la fois dans les habitations domestiques et les infrastructures de travail.

Informations sur les auteurs :
1 Sleep and Circadian Neuroscience Institute (SCNi), Nuffield Department of Clinical Neurosciences, Oxford Molecular Pathology Institute, Dunn School of Pathology, University of Oxford, Oxford, United Kingdom.
2 Department of Experimental Psychology, University of Oxford, Oxford, United Kingdom.
3 Henry Wellcome Laboratories for Integrative Neuroscience and Endocrinology, University of Bristol, Bristol, United Kingdom.
4 Department of Physiology, Anatomy and Genetics, University of Oxford, Oxford, United Kingdom.
5 MRC Harwell, Harwell Science and Innovation Campus, Oxfordshire, United Kingdom.

La luminothérapie et la plus grande partie du champ de la chronothérapie demeurent sous-estimées et sous-investies malgré les preuves portées par l’expérience. Son efficacité s’étend au-delà du trouble affectif saisonnier et inclut la dépression non saisonnière et les troubles du sommeil avec des données congruentes en faveur de son efficacité pour le trouble de l’attention avec ou sans hyperactivité, le délirium et la démence. Un aperçu résolument pragmatique est présenté ici, comprenant des aspects clés de la biologie qui sous-tend son efficacité, des recommandations de traitement, les effets indésirables, et une mise au point sur les transformations de notre rapport contemporain à la lumière et à l’obscurité.

Contexte

Le trouble affectif saisonnier (TAS) est caractérisé par des épisodes récurrents de dépression majeure sur un mode saisonnier. Le traitement le plus pertinent est la luminothérapie. Or les études suggèrent que la luminothérapie devrait être administrée en fonction du chronotype du patient, avec un timing optimal plus tôt le matin pour les chronotypes du matin que pour ceux du soir. Cette étude entend explorer la relation entre le chronotype et l’effet de la luminothérapie à un temps fixe le matin auprès d’une population de patients porteurs d’un TAS.

Méthode

Les données issues de 4 études différentes conduites à l’University Center of Psychiatry à Groningen aux Pays-Bas ont été exploitées. Les données de 132 patients ont été incluses (103 femmes). Les scores de dépression ont été déterminés via des entretiens structurés (SIGH-SAD) avant la luminothérapie et après la luminothérapie (LT). Avant la LT, les préférences du patient en termes de matin ou soir ont été déterminés par le ‘Morningness/Eveningness Questionnaire’ (MEQ). Tous les patients ont été traités par LT le matin à 8h00 à la clinique, indépendamment de leur chronotype.

Résultats

Les patients présentaient un score au MEQ de 51,5 ±8,2. Aucune relation significative n’a été observée entre le score MEQ et le succès de la thérapie tel que mesuré par le SIGH-SAD (F2,129=0,05, ns). Lorsque les patients étaient classés par chronotype (de chronotype du matin à chronotype du soir modéré), aucune relation significative entre le score MEQ et le succès de la thérapie n’a été constatée (F2,129=0.02, ns).

Limites

Design rétrospectif

Conclusions

Le manque de relation significative entre le chronotype mesuré par le MEQ et le succès de la thérapie par LT à un temps donné peut suggérer que les effets antidépresseurs de la lumière du matin chez les patients TAS n’est pas explicable par un changement de période de l’horloge biologique.

Informations sur les auteurs :
1 University of Groningen, University Medical Center Groningen, Department of Psychiatry, Research School of Behavioural and Cognitive Neurosciences (BCN), Interdisciplinary Center for Psychopathology and Emotion regulation (ICPE), P.O. Box 30 001, 9700 RB Groningen, The Netherlands.
2 Department of Chronobiology, GeLifes, University of Groningen, Groningen, The Netherlands; Chrono@Work B.V. Groningen, The Netherlands.
3 University of Groningen, University Medical Center Groningen, Department of Psychiatry, Groningen, The Netherlands.

La rétine produit des photo-réponses à la lumière variées dont l’entraînement circadien de la lumière et la constriction pupillaire. Des chercheurs ont montré précédemment que chez l’humain, la suppression de l’hormone mélatonine contrôlée par l’horloge est plus sensible à 460 nm de lumière bleue avec un seuil de ~12 log photons cm(-2) s(-1). Ce seuil est étonnant dans la mesure où les photo-réponses non visuelles de la lumière sont médiées par les cellules ganglionnaires intrinsèquement photosensibles de la rétine, qui reçoivent un input synaptique via les bâtonnets et peuvent répondre à des niveaux de lumière aussi faibles que ~7 log photons cm(-2) s(-1). En utilisant un protocole qui améliore la précision des données, nous avons découvert que le seuil de photosensibilité pour la suppression de mélatonine est de ~10 log photons cm(-2) s(-1) at 460 nm. Ces découvertes présentent de fortes implications dès lors qu’un faisceau de preuves converge vers le fait que l’activation nocturne du système circadien peut-être dommageable.

Informations sur les auteurs :
1 Department of Ophthalmology & Visual Sciences, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA Graduate Program in Macromolecular Science & Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA.
2 Department of Ophthalmology & Visual Sciences, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA.
3 Department of Mathematics, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA.
4 Department of Biosciences, University of Helsinki, Helsinki, Finland Department of Neuroscience and Biomedical Engineering (NBE), Aalto University School of Science and Technology, Espoo, Finland.
5 Department of Ophthalmology & Visual Sciences, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA Department of Molecular, Cellular & Developmental Biology, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA.

Le rythme veille/sommeil chez l’humain est gouverné par deux facteurs majeurs : un processus de sablier homéostatique (processus S) et un processus circadien (processus C) qui détermine les horaires du sommeil dans un rythme de 24 heures en adéquation avec le cycle extérieur lumière/obscurité. Tandis que ces deux procédés individuels ont été bien caractérisés, la nature exacte de leurs interactions demeure mal connue. Le rythme circadien est généré par le noyau suprachiasmatique (horloge centrale) de l’hypothalamus antérieur, à travers des boucles de rétroaction de transcription et de traduction d’ADN par des cellules autonomes. Tandis que la longueur de la phase du cycle (tau) est relativement stable et déterminée génétiquement, la phase de l’horloge est réinitialisée par des stimuli externes (zeitgebers), parmi lesquels le plus important est le cycle lumière/obscurité. Des désalignements entre le rythme interne et le rythme lumière/obscurité peuvent conduire à différentes plaintes somatiques et au développement de troubles du rythme circadien (TRC). Le syndrome hypernychtéméral (SH) est un TRC affectant jusqu’à 50 % des patients totalement aveugles et caractérisé par une incapacité à maintenir un entraînement stable du rythme circadien (tau > 24,5 h) au cycle lumière/obscurité. Cette pathologie est rare chez les individus voyants et sa physiopathologie moins bien comprise. Ici, nous présentons le cas d’un homme voyant de 40 ans ayant développé un désalignement de l’horloge interne et du rythme externe consécutive à un traitement pour le lymphome d’Hodgkin (régime ABVD, quatre cycles / régime AVD, quatre cycles). Une évaluation clinique comprenant de l’actigraphie, les profils de sécrétion de mélatonine et la polysomnographie ont conduit à un diagnostic d’un syndrome hypernychtéméral avec un rythme en libre-cours (free running) de tau = 25,27 h. Une intervention thérapeutique à base de luminothérapie (30 min, 10,000 lux) le matin et de prise de mélatonine (0.5-0.75 mg) le soir, n’a pas permis d’agir sur le libre-cours bien qu’un traitement d’une durée plus importante aurait pu y parvenir. Le début soudain de ce trouble et la connexion dans le temps au traitement par chimiothérapie nous amène à penser que celle-ci a pu créer une mutation des composants de l’horloge moléculaire ayant conduit à l’allongement observé de la période circadienne.

Informations sur les auteurs :
1 Centre for Chronobiology, Psychiatric Hospital of the University of Basel, Basel, Switzerland; Transfaculty Research Platform Molecular and Cognitive Neurosciences, University of Basel, Basel, Switzerland.
2 Sleep-Wake-Epilepsy-Centre, Department of Neurology, Inselspital, Bern University Hospital, Bern, Switzerland.
3 Transfaculty Research Platform Molecular and Cognitive Neurosciences, University of Basel, Basel, Switzerland; Neurobiology Laboratory for Brain Aging and Mental Health, Psychiatric Hospital of the University of Basel, Basel, Switzerland.
4 Center for Sleep Medicine, Hirslanden Clinic Zurich, Zurich, Switzerland.
5 Charité – Universitaetsmedizin Berlin, Berlin, Germany.

La lumière environnementale synchronise l’horloge biologique primaire des mammifères dans le noyau suprachiasmatique de même que beaucoup d’horloges périphériques dans les tissus et les cellules, au jour solaire de 24 heures. La lumière est le synchroniseur le plus puissant pour le système circadien et en cela maintient la plus grande partie des rythmes biologiques et physiologiques synchronisés en interne, ce qui est important pour un fonctionnement optimal. Les troubles des rythmes circadiens et la désynchronisation chroniques observés dans les maladies neurodégénératives peuvent être traités par luminothérapie. Ses effets bénéfiques sur la synchronisation, la qualité du sommeil, l’humeur et les performances cognitives dépendent de la durée, du moment, de l’intensité et de la composition spectrale de la lumière. Adapter et optimiser l’éclairage intérieur peut constituer une approche intéressante pour améliorer le bien-être, la vigilance, les capacités cognitives et sur le long terme, produire des effets sanitaires bénéfiques.

Contexte

Un état de fatigue peut-être associé à un trauma cérébral et constitue un motif de plainte fréquent. Un traitement efficace demeure à trouver.

Objectif

Cette étude vise à mettre à l’épreuve l’efficacité de la photothérapie sur des patients souffrant de fatigue suite à un trauma cérébral.

Méthodes

Nous avons entrepris une étude contrôlée avec placebo pendant 4 semaines, avec une exposition à la lumière de courte longueur d’onde bleue (?max = 465 nm, 84.8 µW/cm2, 39.5 lux, 1.74 × 1014 photons/cm2/s) chaque matin pendant 45 minutes à domicile comparée à une photothérapie de lumière jaune (?max = 574 nm, 18.5 µW/cm2, 68 lux, 1.21 × 1012 photons/cm2/s) d’intensité moindre et un groupe contrôle sans traitement (10 par groupe) auprès des patients présentant un état de fatigue ou des troubles du sommeil consécutifs à un trauma cérébral. Une évaluation de l’état de fatigue et des troubles associés (somnolence diurne, dépression, qualité du sommeil, et attention soutenue) a été réalisée avant, au milieu et à la fin du traitement (semaines 2 et 4) et 4 semaines après la cessation du traitement (semaine 8).

Résultats

Après avoir contrôlé les facteurs liés à l’âge, le genre et l’intensité de la dépression, le traitement par photothérapie à la lumière bleue a démontré une réduction de la fatigue et de la somnolence diurne, pendant la phase de traitement avec un maintien des effets 4 semaines après cessation du traitement. Ces changements n’ont pas été observés avec la lumière de moindre intensité ou chez le groupe contrôle. Par ailleurs, aucun effet significatif n’a été observé concernant l’état dépressif ou les performances psychomotrices.

Conclusion

La lumière bleue semble constituer un traitement efficace pour limiter la fatigue et la somnolence diurne consécutive à un trauma cérébral et pourrait constituer une alternative non invasive, sans danger et non pharmacologique aux traitements en vigueur.

Agitation et troubles du sommeil sont problématiques pour les personnes atteintes de démence et leurs accompagnants et ont été associés à une altération des rythmes circadiens issue d’une sous-exposition à la lumière. La luminothérapie offre une alternative puissante et rentable aux options pharmacologiques et peut être facilement intégrée dans les soins de routine. Cet article décrit les conséquences d’ordre pratique auxquelles les professionnels doivent faire face s’ils souhaitent implémenter ce dispositif dans un contexte de soins infirmiers à domicile et rend compte des constats rapportés quant à son efficacité.

Les troubles du sommeil sont fréquents chez les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer ou de démences apparentées (MADA), ayant pour conséquence un impact négatif sur les fonctions des malades à l’état de veille et sur le moral des accompagnants. Les caractéristiques du sommeil et de la veille sont directement fonction des signaux générés par un pacemaker circadien qui peut être ou n’être pas en état de fonctionnement optimal chez les personnes MADA. Un dispositif d’exposition de lumière/obscurité sur 24 heures sur la rétine est le stimulant le plus efficace pour entraîner le système circadien dans le jour solaire. En effet, un dispositif lumière/obscurité orchestré précautionneusement a été observé comme particulièrement efficace en tant qu’outil non pharmacologique, améliorant la qualité du sommeil et sa consolidation, dans plusieurs études chez les populations plus âgées avec ou sans MADA. Les résultats discutés ici sont issus de travaux évaluant l’efficacité de la luminothérapie dans l’amélioration de la qualité du sommeil, des symptômes dépressifs et de l’agitation chez des personnes âgées atteintes de MADA. Un protocole d’exposition à la lumière/obscurité sur 24 heures pour stimuler le système circadien, améliorer la visibilité et réduire le risque de chutes des patients MADA est proposé, et les besoins de la recherche sur ces thèmes, discutés.

Les troubles du sommeil chez les personnes atteintes de démence constitue un facteur de risque de survenue d’un nombre important de comorbidités associées. Les preuves probantes disponibles pour le développement des interventions non-pharmacologiques n’ont pas été évaluées ni présentées en toute clarté dans la littérature. Cet article fournit une revue critique de la littérature structurée des preuves en faveur de l’utilisation des interventions non-pharmacologiques pour la prise en charge des troubles du sommeil des personnes atteintes de démence. 29 études ont été sélectionnées et analysées pour leur qualité en termes de méthodologie. D’après ces études, la qualité des preuves se situaient entre concluantes pour la luminothérapie et l’exercice et non concluantes pour les autres approches. Il existe un vrai manque de recherches concluantes sur les traitements non pharmacologiques des troubles du sommeil pour les personnes atteintes de démence. La plupart des preuves présentées sont anecdotiques ou non mises à l’épreuve. On constate un vrai besoin de rigueur scientifique couplée à des connaissances du terrain des maladies neurodégénératives pour établir des preuves solides de l’impact thérapeutique de ces interventions auprès des patients souffrant de démence.

Ces quarante dernières années, les objectifs premiers des thérapies imaginées pour la maladie de Parkinson ont été de remplacer le défaut de dopamine dans le système dopaminergique nigrostriatal (SDN). Malgré une efficacité limitée, des effets indésirables nombreux et une perte de qualité de vie, l’implication de systèmes autres dans le traitement et l’étiologie de ce trouble a été négligée tandis que la thérapie de remplacement de la dopamine TRD demeure le traitement le plus fréquent. Des travaux scientifiques récents supposent que la rétine joue un rôle majeur dans les fonctions du SDN et encouragent la luminothérapie dans la prise en charge de la maladie de Parkinson. Après une brève revue de la littérature, une étude rétrospective à label ouvert sur 129 patients suivis sur une période allant de quelques mois à 8 ans. Les symptômes moteurs primaires et non moteurs ont été évalués une échelle d’estimation globale objectivée et des tests moteurs réalisés à intervalles réguliers durant l’étude. 31 patients présentant d’autres troubles neurologiques (ATN) constituaient la population-contrôle, pour déterminer si des effets thérapeutiques observés avec la lumière étaient généralisables à d’autres pathologies. Les patients étaient classés en observants (OBS), semi-observants (SOBS), ou abandon prématuré du traitement (APT). Les patients APT présentaient une détérioration tandis que le groupe OBS présentait des améliorations sensibles sur les symptômes de dépression et insomnie. En revanche, l’exposition à la lumière n’était pas associée à une amélioration des fonctions motrices. Le poids des médicaments des patients parkinsoniens maintenus sous luminothérapie était moins important avec moins d’effets secondaires que les groupes SOBS ou APT. Ces données confirment en ce sens l’intérêt d’une application stratégique de la luminothérapie avec des doses contrôlées de TRD et plaident pour plus d’études contrôlées. Que les améliorations symptomatiques persistent tant que le patient est inclus dans le programme suggère qu’une exposition à lumière, avec une observance stricte quotidienne et un TRD tout aussi contrôlé, pourraient freiner voire stopper la progression du processus dégénératif qui sous-tend la maladie de Parkinson.

Outre ses symptômes moteurs, cognitifs et psychiatriques bien connus, la maladie d’Huntington est aussi fréquemment associée à des troubles du sommeil et des rythmes ciradiens. Bien que ces troubles précèdent généralement l’apparition des troubles moteurs et aient une forte prévalence, aucune étude n’offre aux patients Huntington des pistes thérapeutiques évaluées. Dans cette revue, nous allons brièvement présenter ce qui caractérise les troubles du sommeil dans le cadre de la maladie d’Huntington et nous concentrer sur des traitements possibles basés sur les avancées réalisées pour d’autres maladies voisines présentant des similitudes, comme la maladie de Parkinson ou la maladie d’Alzheimer. Le traitement le plus prometteur pour les altérations des rythmes circadiens et du sommeil dans la maladie d’Huntington reste pour l’instant la mélatonine (agonistes) et la luminothérapie bien que ces options demandent à être confortées par davantage d’essais cliniques.