Un bon microbiote pour un sommeil de qualité !

On dit beaucoup de choses sur le sommeil. Il y a même des centres d’études du sommeil, mais c’est comme tout. Il y a certaines règles qui ne peuvent s’adapter à tout le monde. Par exemple, on vous dit qu’il faut 8h de sommeil pour être en forme. Moi, je suis incapable de dormir 8h ! 5 ou 6 heures me suffisent amplement avec parfois des micro siestes l’après-midi. Et je suis en forme à 66 ans sans troubles neurologiques, du moins je le pense...

C’est certain, les troubles du sommeil empoisonnent la vie de nombre d’entre nous, qui finissent par accumuler une telle dette de sommeil qu’elle devient difficilement compensable par une petite sieste. Cette insuffisance de sommeil n’est pas sans conséquence sur la santé, notamment métabolique, vasculaire et mentale…

Difficultés d’endormissement, réveils nocturnes, insomnies, somnolence diurne… Et si, là encore, tout partait de l’intestin, et plus précisément d’une dysbiose ? Et si les troubles du sommeil pouvaient trouver par là même leur résolution en passant par l’intestin ? Le rôle du microbiote intestinal dans le sommeil fait aujourd’hui l’objet de nombreuses publications dont il ressort qu’il est essentiel pour le maintien de la physiologie normale du sommeil et que réciproquement les habitudes et les durées de sommeil « anormales » affectaient la composition, la diversité et le fonctionnement du microbiote intestinal. Leur influence mutuelle intervenant très tôt dans la vie.

Comment cela se passe et comment agir au mieux pour maintenir ou retrouver un sommeil de qualité ?

C’est ce que je vous propose de voir ensemble aujourd’hui.

Il ne se passe pas une semaine sans que le microbiote intestinal, ce vaste écosystème complexe œuvrant à notre bien-être global - si tant est qu’on en prend bien soin, donc en le nourrissant de manière appropriée - fasse l’objet de nouvelles publications. Parmi celles-ci, son impact sur le sommeil attire beaucoup l’attention des scientifiques donnant lieu à des investigations passionnantes dont je vais me faire ici le relais d’une partie.

Que le microbiote intestinal ait une influence sur le sommeil et inversement apparaît somme toute logique puisque plus de 80% de la sérotonine est produite dans l’intestin. Pour rappel, la sérotonine œuvre dans le cerveau et dans l’intestin, dont on sait désormais depuis quelques années maintenant qu’ils communiquent de manière bidirectionnelle, ce à travers l’axe cerveau-intestin. Ainsi, dans le système nerveux central, ce neurotransmetteur est impliqué dans de nombreuses fonctions, parmi lesquelles les rythmes circadiens, le cycle veille/sommeil, la régulation de l’humeur, l’appétit, etc., tandis que dans le système nerveux entérique, elle fait office, selon l’expression du Pr Michael Gershon¹ (auteur du livre Le deuxième cerveau), à la fois d’épée et de bouclier. D’épée parce qu’en cas d’infection, la sérotonine est produite en majorité par les cellules entéro-endocrines du tube digestif pour mobiliser le système immunitaire, et de bouclier en raison du fait qu’elle protège les neurones des effets délétères de l’inflammation.

Sans sérotonine, pas de mélatonine, l’hormone du sommeil (qui a beaucoup d’autres fonctions elle aussi) sécrétée par la glande pinéale (dans le cerveau) en l’absence de lumière. La mélatonine est en effet synthétisée à partir de la sérotonine qui dérive elle-même du tryptophane, l’un des 9 acides aminés essentiels pour l’humain. Un enchaînement qui, s’il n’a pas lieu, pose de sérieux problèmes de sommeil (entre autres). Nous y reviendrons en détail ensuite.

Si tout cela est connu, il reste donc à savoir comment le microbiote intestinal communique avec le cerveau et agit sur le sommeil.

Tous deux déterminants pour la santé globale

Le microbiote intestinal comme le sommeil sont déterminants pour la santé globale, tant physique que mentale, cérébrale et psychique.

D’un côté, le microbiote

Je vous ai beaucoup parlé du microbiote intestinal et ses 100 000 milliards de micro-organismes et 200 millions de neurones, soit l’équivalent de la moelle épinière. C’est pourquoi je ne m’attarderai pas sur le sujet ! Je rappellerai simplement en quelques mots ses nombreux bénéfices : outre le fait de digérer la nourriture que nous mangeons (en préparant la bonne assimilation des nutriments qui vont passer notre barrière intestinale), il « booste » notre métabolisme, il contribue également à l’efficacité de notre système immunitaire, il agit sur nos hormones et même sur nos gènes.

Le microbiote intestinal a une grande influence sur nos neurotransmetteurs, contribue à réguler l’appétit, participe à déterminer le mode d’expression de nos gènes, il peut même fabriquer des antibiotiques naturels (les fameux PAM…)² !

Je m’arrêterai en revanche quelques minutes sur le sommeil et ses différentes phases, si vous le voulez bien.

De l’autre, le sommeil

Le sommeil est une fonction cérébrale régulée essentiellement par deux mécanismes principaux : le processus S (pour sleep), selon lequel plus nous passons de temps réveillé, plus nous aurons envie de dormir (après accumulation de substances « hypnogènes » pendant l’éveil dont l’adénosine³) et le processus C (pour circadien), qui remet notre pendule à l’heure. Notre horloge biologique (située dans les noyaux suprachiasmatiques à la base de l’hypothalamus, et dont les neurones ont un rythme propre : « c’est le master clock ») ne fonctionne pas exactement sur 24 heures, mais en moyenne sur 24 heures et 11 minutes chez l’Homme, comme je vous l’expliquais dans l’article sur le chronobiologie. Sa synchronisation sur 24 heures se fait sous l’effet de la lumière.

Et ses différentes stades

Le sommeil compte différents stades qui ont tous leur importance et leur fonctionnement propre :

Le sommeil lent est constitué de différentes phases ou stades. Le stade 1, qui est la phase d’endormissement, est un état de transition qui en général ne dure que quelques minutes. Il est suivi du stade 2 ou sommeil lent léger, qui constitue à peu près 50% de la durée totale du sommeil, et enfin du stade 3 ou sommeil lent profond. C’est là que l’activité cérébrale se réduit au minimum. Le sommeil lent profond constitue à peu près 20-25% de la durée totale du sommeil. C’est le plus réparateur.

Ensuite vient le sommeil paradoxal ou sommeil REM (rapid eye movement), le sommeil des rêves, qui est caractérisé par une activité cérébrale très importante, des mouvements oculaires rapides et une atonie musculaire, c’est-à-dire une paralysie presque complète des muscles. Il occupe aussi 20-25% de la nuit.

Nous faisons environ quatre ou cinq cycles de sommeil (de 90 minutes environ) chaque nuit, mais ces cycles ne sont pas tous pareils. Au début de la nuit, nous faisons surtout du sommeil profond (là où le cerveau se repose au maximum) et les phases de sommeil paradoxal sont très courtes, et en fin de nuit, il n’y a plus de sommeil profond et par contre beaucoup de sommeil paradoxal⁴.

Un tiers de notre vie à dormir, mais pourquoi ?

Le sommeil, fonction biologique complexe qui n’a pas encore livré tous ses mystères, est un domaine qui ne cesse de passionner. Phénomène universel du règne animal (notez que même les plantes ont certaines caractéristiques comportementales du sommeil !), c’est un impératif biologique qui occupe chez l’homme un tiers de la vie. C’est-à-dire qu’à 80 ans, vous aurez passé plus de 25 ans à dormir. Mais à quoi sert donc le sommeil pour que nous lui consacrions autant de temps ? Quelle est sa fonction ?

Les spécialistes du sommeil parlent plutôt de « fonctions » dans la mesure où, dans le sommeil, il se passe différentes choses. Le chercheur sur le sommeil et les rythmes circadiens Derk-Jan Dijk l’image ainsi : le sommeil, c’est un peu comme les week-ends qui ont été instaurés pour se reposer du travail des jours de semaine, mais qui servent aussi à faire la lessive, les courses, laver la voiture et sortir avec les amis⁵.

Les fonctions du sommeil

Il régule le fonctionnement du système immunitaire : le fait de dormir peu diminue l’efficacité de notre réponse immunitaire. En gros, quand on dort peu (en regard du besoin en sommeil propre à chacun, car nous ne sommes pas tous pareils face au sommeil), on « chope » tout ce qui passe…

Il est impliqué dans la sécrétion de certaines hormones. L’hormone de croissance est l’exemple typique d’une hormone dont la production est directement liée au sommeil. Elle est sécrétée presque exclusivement pendant la première partie de la nuit, lors du sommeil profond.

Il joue un rôle important dans le métabolisme. Ainsi, un manque de sommeil chronique peut, par exemple, faire grossir. Dormir peu en effet augmente la sécrétion de la ghréline, dite hormone de la faim, et diminue la sécrétion de la leptine, hormone de la satiété.

Deux fonctions essentielles

Outre ces fonctions importantes, la plupart de la communauté scientifique pense, à la lumière des connaissances actuelles, que le sommeil a deux fonctions essentielles : il restaure le cerveau et consolide la mémoire.

La restauration

Pendant le sommeil en effet, l’espace entre les cellules du cerveau, très restreint en état de veille, augmente de 60%, permettant au liquide céphalorachidien de transiter beaucoup plus facilement et d’emporter vers l’extérieur les substances toxiques qui se sont accumulées dans les cellules, résultat de leur activité pendant l’éveil. Parmi ces substances toxiques, il en est une que vous connaissez bien : la bêta-amyloïde, dont l’accumulation peut conduire à la maladie d’Alzheimer. Des études démontrent même que les personnes qui dorment peu ont plus de bêta-amyloïde dans le cerveau, comparé à des bons dormeurs.

La consolidation de la mémoire

Il se produit pendant le sommeil un véritable traitement actif des informations acquises, pour « consolider » ces mémoires. La consolidation se réfère à un processus qui permet de transformer les souvenirs nouveaux et initialement labiles dans des représentations plus stables, qui vont s’intégrer dans le réseau de mémoires préexistantes, pour que ces souvenirs puisent être rappelés sur le long terme.

La consolidation de la mémoire nécessite la participation de tous les stades du sommeil avec une interaction mutuelle, une sorte de coopération entre les stades qui fait que l’effet optimal est obtenu quand une phase de sommeil profond (le plus réparateur, je le répète) est suivie d’une phase de sommeil paradoxal. Il s’agit, dans le langage des spécialistes du sommeil, de la théorie dite « séquentielle » ou « étape par étape ». La « séquence » compte plus que les « phases individuelles »⁶.

Les trois acteurs principaux ayant ainsi été présentés, voyons maintenant comment ils interagissent.

De l’axe cerveau intestin à l’axe cerveau-intestin-microbiote

Plusieurs études ont montré que le microbiote intestinal était essentiel pour le maintien de la physiologie normale du sommeil, et que, réciproquement, les habitudes et les durées de sommeil « anormales » affectaient la composition, la diversité et le fonctionnement du microbiote intestinal, ce à travers l’axe cerveau-intestin-microbiote. Le mode biologique de communication à travers cet axe n’a pas été investigué, mais des travaux ont décrit différents facteurs, des possibles passages physiologiques ou métaboliques probablement sous-jacents au lien sommeil-intestin, parmi lesquels le système immunitaire, le nerf vague, le système neuroendocrinien, et les métabolites bactériens, ces petites molécules issues décomposition des aliments lors de la digestion.

La même littérature scientifique fournit les preuves du bénéfice de plusieurs interventions sur le microbiote intestinal dans l’amélioration des troubles du sommeil.

La piste des métabolites bactériens a notamment été explorée par une équipe japonaise. Les chercheurs ont mené une expérience sur des souris réparties en deux groupes, dont l’un recevait des antibiotiques (ce pendant quatre semaines) et l’autre non (groupe témoin), avec le même régime alimentaire.

L’analyse des métabolites des deux groupes a mis en évidence plus de 200 différences de métabolites entre les groupes de souris. Environ 60 métabolites normaux étaient manquants chez les souris dépourvues de microbiote, et les autres différaient en quantité, certains en plus et d’autres en moins que chez les souris témoins. Les chercheurs ont pu constater que les voies biologiques les plus touchées par le traitement antibiotique étaient celles qui participent à la fabrication des neurotransmetteurs. Chez les souris dépourvues de microbiote, la voie tryptophane-sérotonine était quasiment bloquée. En clair, l’absence de micro-organismes adéquats chez ces souris rend impossible la production de sérotonine à partir du tryptophane qu’elles mangeaient. Ces souris présentaient également un déficit dans les métabolites de la vitamine B6, qui accélèrent la production de sérotonine et de dopamine.

Côté cerveau, l’électroencéphalogramme des souris a montré que le sommeil paradoxal des souris dépourvues de microbiote était plus perturbé, avec une alternance plus fréquente que les autres des phases sommeil/veille⁷.

Outre-Atlantique, une expérience a été menée sur 40 jeunes hommes munis d’une montre connectée permettant de contrôler de façon objective des paramètres associés à la qualité et la quantité du sommeil, comme, l’heure du coucher, le temps passé au lit, le temps de sommeil total ou le nombre de réveils pendant la nuit, d’une part. Et d’autre part, les chercheurs ont prélevé chez ces hommes des échantillons de matières fécales dont ils ont extrait de l’ADN afin d’examiner la diversité de leur microbiote intestinal. Résultat : les participants qui avaient un sommeil de qualité possédaient un microbiote intestinal plus diversifié que ceux dont le sommeil était de mauvaise qualité et qui présentaient une baisse de la diversité de leur microbiote.

Le sommeil de mauvaise qualité est-il le fait d’une plus faible diversité du microbiote ou une faible diversité du microbiote est-elle responsable d’un sommeil de mauvaise qualité ? Cette question est en cours d’étude chez les chercheurs. Mais c’est très probablement les deux, la communication étant bi-directionnelle. Ce qui s’appelle, si l’on agit ni sur l’un, ni sur l’autre, un cercle vicieux !

En fait, il apparaît à la lumière de plusieurs études que la diversité globale totale du microbiome est associée à une efficacité accrue du sommeil et du temps total de sommeil.

Et cela commence dès la plus tendre enfance

Pour tenter de comprendre comment le lien se développe entre les troubles du sommeil et les altérations de la composition du microbiote intestinale chez les adultes humains et chez les animaux, des scientifiques ont réalisé une étude longitudinale au cours de laquelle ils ont évalué 162 nourrissons en bonne santé, révélant une interrelation sommeil-cerveau-intestin jusqu’ici méconnue, selon leurs propres termes. Trois constats résultent de cette évaluation :

- Il existe un lien entre les habitudes de sommeil et le microbiote intestinal : le sommeil diurne est associé à la diversité bactérienne, et les fragmentations et variabilités du sommeil nocturne sont liés à la maturité bactérienne et à l’entérocyte ;

- La diversité bactérienne et l’entérocyte sont associés à la neurophysiologie du sommeil ;

- Le lien sommeil-cerveau-intestin est important dans le développement : les habitudes de sommeil et les marqueurs bactériens sont prédictifs du devenir comportemental et développemental.

Il existe ainsi, soulignent les chercheurs, une interaction dynamique entre le sommeil, le microbiote intestinal et la maturation du cerveau et du comportement durant la petite enfance.

Et de conclure que le sommeil et le microbiote intestinal se révèlent ainsi des cibles prometteuses en termes de santé, puisque les deux peuvent être modifiés de manière non invasive. Beaucoup de maladies d’adultes prenant leurs racines dans la petite enfance, agir très tôt sur ces facteurs de protection que sont un sommeil adéquat et un microbiote approprié à l’âge de l’enfant ne peut qu’aller dans le sens de la bonne santé tout au long de la vie.

Si dysbiose il y a, vous aurez compris que vous ne retrouverez pas un sommeil de qualité tant que vous ne l’aurez pas réglé ce problème. Finalement, nous en revenons souvent au même point !

Du tryptophane

Outre bien nourrir vos minuscules petites alliées pour qu’elles puissent faire leur travail, il est important, vous l’avez vu, de leur apporter suffisamment de tryptophane, cet acide aminé essentiel précurseur de nombreux métabolites, un acteur crucial impliqué dans diverses voies de signalisation dans l’organisme allant de l’intestin jusqu’au cerveau. La sérotonine est produite à partir du tryptophane. Ils ne vont pas l’un sans l’autre.

On trouve du tryptophane dans les viandes et volailles, les produits laitiers, les œufs, les protéines de soja, le poisson, les légumineuses, le chocolat, la banane, les amandes, les noix de cajou, les arachides, le riz complet ou encore la levure de bière. Les recommandations nutritionnelles en tryptophane sont de consommer 500 à 2000 mg par jour pour un adulte en bonne santé8.

Du butyrate

Autre composé issu de l’action de certaines bactéries intestinales pouvant être impliqué dans le sommeil, le butyrate jouerait un rôle très important dans l’endormissement et la qualité du sommeil en agissant sur des mécanismes sensoriels de la veine porte afin de promouvoir le sommeil, selon une équipe de chercheurs. Le butyrate déclencherait le sommeil en se fixant sur des récepteurs situés dans la paroi du foie et/ou de la veine porte.

Les principales sources de butyrate sont les produits laitiers et les fibres présentes dans de nombreux végétaux tels que les asperges, les artichauts, l’ail cru, les poireaux, les oignons, etc.

De la mélatonine

Alors, bien sûr, avec l’âge, on dort moins bien. Dormir bien s’apparente plus à une bataille de ring qu’au long fleuve tranquille du sommeil de notre plus tendre enfance. Le sommeil devient plus court et aussi plus fragmenté. Il se comporte finalement comme d’autres fonctions cérébrales : on est moins agiles, on a moins d’équilibre, moins de mémoire… et le sommeil devient fragile. Ainsi, avec le vieillissement, la mélatonine est de moins en moins efficace. Ce qui fait qu’il faudra certainement se complémenter. Je le fais pour ma part.

Cette hormone joue d’innombrables rôles outre d’être celle du sommeil, en particulier comme antioxydant. Elle jouerait un rôle dans la protection de l’ADN nucléaire et dans l’ADN mitochondrial, ainsi que dans le système immunitaire.

Les noix et noisettes sont des sources importantes de mélatonine biodisponible, mais elle est aussi présente, en quantités moindres, dans de nombreux végétaux, comme le maïs, les tomates, les pommes de terre, l’oignon, l’ail, l’ananas et la banane, côté fruits, le gingembre, le taro, etc.

Comprenez-vous mieux vos troubles du sommeil ? Je vous souhaite alors de bonnes nuit !

Marion Kaplan et Myriam Marino

Notes :

1 – Michael Gershon, professeur au Départemenr d’anatomie et biologie cellulaire de l’Université Columbia New York, interviewé dans Sciences et Avenir, juin 2012

2- Paléobiotique, Marion Kaplan

3 - L’adénosine est une des substances hypnogènes les plus étudiées. Elle est produite quand les cellules cassent des molécules d’ATP. En fait, l’ATP permet d’emmagasiner de l’énergie et sa rupture génère l’énergie nécessaire aux réactions chimiques du métabolisme cellulaire. Plus nos cellules consomment d’énergie, plus elles brûlent d’ATP, plus elles génèrent de résidus, sous forme d’adénosine. Et l’adénosine va s’accumuler s’accumuler dans notre cerveau jusqu’à un certain niveau qui, lorsqu’il est dépassé, va pouvoir activer la machine à sommeil ; Attention, la caféine est un antagoniste de l’adénosine. Source Je rêve de dormir, Drs José Haba-Rubio et Raphaël Heinzer, Éd. Favre, 2016

4 - Je rêve de dormir, Drs José Haba-Rubio et Raphaël Heinzer, Éd. Favre, 2016

5 – Cité par les Drs José Haba-Rubio et Raphaël Heinzer

6 – Voir note 4

7 – Les bactéries de notre microbiote régulent aussi notre sommeil, Pourquoi Docteur, 30 novembre 2020

8 – Le tryptophane : un acide manié essentiel, Passeport santé

Un petit dernier mot sur le sommeil. Sachez, comme le soulignent les Drs Haba-Rubio et Heinzer, que nous avons quelques restes de l’époque où nous vivions dans des cavernes et que nous étions des proies faciles pendant le sommeil. Même actuellement, nous continuons de nous réveiller régulièrement pendant la nuit, jusqu’à vingt à trente réveils par nuit, qui nous permettent de vérifier que rien ne nous menace dans notre environnement et que nous pouvons à dormir tranquilles. Ces réveils sont tellement courts que nous n’en gardons en général pas le souvenir.