SSE #116: Intervention en nutrition pour améliorer le sommeil

Shona L. Halson

POINTS IMPORTANTS
  • Étant donné l'importance du sommeil pour une santé et une performance optimales, un certain nombre d'interventions en nutrition ont fait l'objet d'études pour déterminer leur efficacité dans l'amélioration de la qualité et de la quantité de sommeil.
  • Comme certaines interventions en nutrition peuvent avoir des effets sur les neurotransmetteurs qui participent au cycle veille-sommeil, il est possible que ces interventions améliorent le sommeil.
  • Les aliments à index glycémique élevé consommés 1 heure avant le coucher peuvent améliorer le sommeil et il se peut que les repas solides permettent d'obtenir de meilleurs résultats que les repas liquides.
  • Selon des données récentes, il semble qu'une alimentation riche en glucides entraîne des latences du sommeil plus courtes, tandis qu'une alimentation riche en protéines améliore la qualité du sommeil et que l'alimentation riche en lipides pourrait avoir un effet négatif sur la durée totale du sommeil.
  • Des données scientifiques montrent que le tryptophane, la mélatonine et la valériane sont d'autres substances qui améliorent le sommeil.

ÉTAT DE LA QUESTION
Même si l'on ne comprend pas tout à fait la fonction exacte du sommeil, ses fonctions biologiques sont extrêmement importantes. C'est ce que montrent  les effets négatifs du manque de sommeil sur la performance, l'apprentissage, la mémoire, les connaissances, la perception de la douleur, l'immunité, l'inflammation, le métabolisme du glucose et la fonction neuroendocrinienne. Un certain nombre de substances nutritives ont traditionnellement été associées à un meilleur sommeil. Les chercheurs ont récemment commencé à étudier leur efficacité en tant que substitut aux interventions pharmacologiques.

APERÇU DU SOMMEIL
 
Stades du sommeil
Le sommeil peut être défini comme un état comportemental réversible dans lequel une personne est désengagée du milieu sur le plan perceptif et n'y réagit pas (Carskadon et Dement, 2011). Le sommeil est un état physiologique et comportemental complexe comportant deux phases basées sur des paramètres physiologiques. Il s'agit du sommeil paradoxal et du sommeil lent. Un électroencéphalogramme (EEG), au cours duquel des électrodes mesurent l'activité électrique cérébrale, est utilisé pour identifier ces deux phases (Figure 1). Le sommeil lent se divise en quatre stades (1 à 4) associés à une augmentation progressive de la profondeur du sommeil (Carskadon et Dement, 2011).& Le sommeil paradoxal est caractérisé par une atonie musculaire, des mouvements oculaires rapides et les rêves. Par conséquent, le sommeil paradoxal correspond à un cerveau activé dans un corps paralysé.

Mesure du sommeil
Deux méthodes sont généralement utilisées pour évaluer le sommeil. La première est l'actigraphie qui se sert des données relatives aux mouvements du corps enregistrées de façon continue par un appareil porté au poignet à la manière d'une montre (généralement enregistré en périodes d'une minute) et des données entrées dans des registres du sommeil dans lesquels les participants notent l'heure du début et de fin ainsi que les dates de toutes les périodes de sommeil (c.-à-d. les sommeils la nuit et les siestes le jour). Les données de ces registres du sommeil et des appareils qui enregistrent l'activité permettent de déterminer les moments où les participants sont éveillés et endormis. En gros, le sujet est considéré comme étant éveillé, à moins que i) le registre du sommeil indique qu'il est couché et qu'il essaie de dormir et ii) l'activité enregistrée par l'appareil est suffisamment faible pour indiquer que le participant est immobile. Lorsque ces deux conditions sont remplies simultanément, la période est marquée comme étant un sommeil. L'actigraphie est utile pour comprendre la structure du sommeil, étant donné qu'il s'agit d'une méthode non invasive qui permet de recueillir les données sur de longues périodes de temps de manière relativement facile (généralement 2 semaines d'enregistrements).


Figure 1. La progression des stades du sommeil au cours d'une nuit chez un jeune volontaire adulte en santé est illustrée dans cet histogramme du sommeil. Le texte décrit la structure idéale ou normale du sommeil (Carskadon et Dement, 2011).

La seconde méthode est la polysomnographie (PSG) permettant de mesurer  les fonctions de l'organisme, comme l'activité cérébrale (EEG), les mouvements oculaires (EOG), l'activité musculaire (EMG) et l'activité cardiaque (ECG). La PSG donne de l'information sur les stades du sommeil, et elle est considérée comme l'« étalon de référence » pour évaluer la qualité et la quantité de sommeil. La PSG peut coûter cher, nécessite une main-d'œuvre importante et est surtout utilisée pour évaluer les troubles de sommeil en milieu clinique.

INTERVENTIONS EN NUTRITION POUR AMÉLIORER LE SOMMEIL
Dans le cerveau, un certain nombre de neurotransmetteurs participent au cycle veille-sommeil. La sérotonine, l'acide gamma-aminobutyrique (GABA), l'orexine, la MCH, les récepteurs cholinergiques, la galanine, la noradrénaline et l'histamine en sont quelques-uns (Saper et coll., 2005). Par conséquent, il est possible que les interventions en nutrition qui agissent dans le cerveau sur ces neurotransmetteurs puissent également avoir une incidence sur le sommeil.

Les précurseurs de produits alimentaires peuvent influencer la vitesse de synthèse et la fonction d'un petit nombre de neurotransmetteurs, dont la sérotonine (Silber et Schmitt, 2010). La Figure 2 ci-dessous illustre comment l'alimentation peut influer sur le système nerveux central par la production de sérotonine (5-HT) et de mélatonine. La synthèse de la 5-HT dépend de la disponibilité de son précurseur dans le cerveau, soit l'acide aminé L-tryptophane (Trp). Le Trp est transporté au travers de la barrière hématoencéphalique par un système qui partage d'autres transporteurs, dont un certain nombre de gros acides aminés neutres (LNAA). Par conséquent, le rapport Trp/LNAA dans le sang est essentiel au transport du Trp dans le cerveau, et l'apport de tryptophane pur ou de protéines riches en tryptophanes peut le faire augmenter (Silber et Schmitt, 2010). La protéine alimentaire ayant le contenu de Trp le plus élevé et le rapport Trp:LNAA le plus favorable est l'alpha-lactalbumine, une protéine dérivée du lactosérum (Heine, 1999). De façon générale, la consommation d'autres formes de protéines freine l'assimilation du Trp dans le cerveau étant donné que cet acide aminé est le moins abondant, ce qui fait que le transport d'autres LNAA est privilégié dans le cerveau. Toutefois, les glucides augmentent le transport du Trp dans le cerveau par la stimulation d'insuline des LNAA dans le muscle squelettique, ce qui entraîne une augmentation du Trp libre (Fernstrom et Wurtman, 1971).&

Glucides
Peu d'études se sont penchées sur les effets de la consommation de glucides sur les indices de qualité et de quantité de sommeil.  Porter et Horne (1981) ont donné un repas riche en glucides (130 g), faible en glucides (47 g) ou sans glucides à six hommes, 45 minutes avant le coucher. Le repas riche en glucides a entraîné une augmentation du sommeil paradoxal, une diminution du sommeil léger et de l'éveil (Porter et Horne, 1981). Toutefois, le contenu calorique des repas de cette étude n'étant pas uniforme, il n'a pas été possible de déterminer si l'effet observé était dû aux glucides ou aux calories.

L'effet des repas pris avant le coucher à divers intervalles de temps a également été comparé aux effets de boissons (à teneur élevée, normale et faible en glucides) et de l'eau (Orr et coll., 1997). Les résultats ont montré que les repas solides améliorent la latence de sommeil (temps pour s'endormir) jusqu'à 3 heures après leur consommation; les repas liquides ont donné des résultats légèrement supérieurs à l'eau. La composition des repas ou des boissons n'avait aucun effet sur le sommeil. Les résultats de cette étude ne permettent pas de déterminer si les effets observés proviennent des glucides ou de la valeur énergétique des repas.

Afaghi et coll. (2007, 2008) ont effectué deux études sur la consommation de glucides au coucher chez des hommes en santé. Dans la première étude, des repas à index glycémiques faibles ou élevés ont été donnés 4 heures ou 1 heure avant le coucher (Afaghi et coll., 2007). Le repas à index glycémique élevé a amélioré la latence du sommeil, comparativement à celui à faible indice glycémique. De plus, le repas pris 4 heures avant de se coucher a donné de meilleurs résultats que le repas pris 1 heure avant. Dans la deuxième étude, un repas hypoglucidique (1 % de glucides, 61 % de lipides, 38 % de protéines) a été comparé à un repas témoin (72 % de glucides, 12,5 % de lipides, 15,5 % de protéines) ayant la même valeur énergétique 4 heures avant le coucher (Afaghi et coll., 2008). Le pourcentage de la durée du sommeil lent profond (stades 3 et 4 du sommeil paradoxal) et du sommeil paradoxal chez les sujets ayant pris un repas hypoglucidique a augmenté par rapport à celui observé dans le groupe témoin. Finalement, Jalilolghadr et coll. (2011) ont donné une boisson à index glycémique élevé (200 ml de lait et de glucose) ou à faible index glycémique (200 ml de lait et de miel) à huit enfants 1 heure avant le coucher. Dans cette étude, une plus grande période d'éveil a été observée chez les sujets ayant pris la boisson à index glycémique élevé par rapport à celle observée chez les sujets ayant pris la boisson à faible index glycémique, ce qui laisse supposer un sommeil de moins bonne qualité.
 
À partir de la nature limitée et quelque peu contradictoire des études mentionnées ci-dessus, il semble que les aliments à index glycémique élevé sont bénéfiques s'ils sont consommés plus d'une heure avant le coucher et que les repas solides améliorent davantage le sommeil que les repas liquides.


Figure 2. Effets de l'alimentation sur l'assimilation du tryptophane (Trp) et le système nerveux central. Adapté de Grimmett et Sillence (2005).

Composition des repas
Seulement un petit nombre d'études se sont penchées sur les effets sur le sommeil de différents types de repas ou de boissons. Hartmann et coll. (1979) ont donné une boisson riche en lipides (90 g), riche en glucides (223 g) ou riche en protéines (30 g) à des sujets à l'heure du souper. Les résultats ont révélé qu'aucune de ces boissons n'a eu d'effet sur le sommeil, comparativement à l'absence de boisson. Zammit et coll. (1995) ont comparé l'effet des repas liquides à haute ou à faible valeur énergétique (993,5 par rapport à 306 kcal) à l'heure du dîner à l'effet du jeûne sur les siestes. La durée des stades 2 et 3 du sommeil lent a augmenté chez les sujets ayant pris les repas liquides comparativement à celle observée chez les sujets à jeun. Cependant, aucune différence n'a été observée dans la latence du sommeil (Zammit et coll., 1995).

Une fois de plus, la recherche dans ce domaine est très limitée, mais il semble qu'un apport calorique moins important entraînerait un sommeil de mauvaise qualité.

Alimentation habituelle
Les études mentionnées ci-dessus ont aussi porté sur l'incidence sur le sommeil d'importantes modifications de l'alimentation. D'autres études ont également porté sur des modifications de l'alimentation pendant de longues périodes ou sur l'alimentation habituelle. Kwan et coll. (1986) ont donné un régime faible en glucides (50 g/jour) à 6 femmes en santé pendant 7 jours et les sujets ont rapporté que, quand elles suivaient leur régime habituel, la latence du sommeil paradoxal augmentait par rapport à la valeur observée avant ces 7 jours. Lacey et coll. (1978) ont également étudié des femmes ayant pris des repas riches en protéines (>100 g), faibles en protéines (<15 g) ou avec un apport quotidien en protéines normal pendant 7 jours. Les résultats ont montré qu'un apport élevé en protéines entraîne une plus grande agitation, tandis qu'un faible apport en protéines entraîne un sommeil lent plus court. Il n'en reste pas moins qu'aucune différence n'a été observée dans la durée totale du sommeil (Lacey et coll., 1978). Même s'il est difficile de tirer des conclusions définitives de cette étude, il semble que modifier l'apport quotidien en protéines peut avoir un effet sur la qualité du sommeil.

Lors d'une récente étude exhaustive, Lindseth et coll. (2011) ont modifié l'alimentation de 44 adultes pendant 4 jours. L'alimentation était riche en protéines (56 % de protéines, 22 % de glucides, 22 % de lipides), riche en glucides (22 % de protéines, 56 % de glucides, 22 % de lipides) ou riche en lipides (22 % de protéines, 22 % de glucides, 56 % de lipides). L'alimentation plus riche en glucides a entraîné des latences du sommeil plus courtes et celle plus riche en protéines, moins d'épisodes d'éveil. L'alimentation riche en lipides a eu peu d'effet sur les indicateurs de qualité et de quantité du sommeil. Finalement, Grandner et coll. (2010) ont étudié l'apport alimentaire (par l'entremise de questionnaires) de 450 femmes en postménopause sur une période de 7 jours. Le seul résultat significatif de cette étude est que l'apport en lipides a été négativement associé à la durée totale du sommeil (Grandner et coll., 2010).

Selon les études ci-dessus, il semble qu'une alimentation riche en glucides entraîne des latences du sommeil plus courtes, tandis qu'une alimentation riche en protéines améliore la qualité du sommeil et qu'une alimentation riche en lipides pourrait avoir un effet négatif sur la durée totale du sommeil. Une recherche plus poussée s'impose toutefois dans ce domaine.

Tryptophane
Tel qu'indiqué ci-dessus, la synthèse de la 5-HT dans le cerveau dépend de la disponibilité de son précurseur, soit le Trp. De plus, la 5-HT est un précurseur de la mélatonine dans la glande pinéale (Silber et Schmitt, 2010). De nombreuses études ont été effectuées sur les effets d'un apport supplémentaire de tryptophane sur le sommeil (voir Silber et Schmitt, 2010); il semble que des doses de Trp aussi faibles que 1 g peuvent améliorer la latence du sommeil et la qualité subjective du sommeil. Cet effet se produit en mangeant environ 300 g de dinde ou 200 g de graines de tournesol.

Mélatonine
La mélatonine est une hormone associée aux rythmes circadiens (Morin et Benca, 2012) et certaines études ont montré les effets sédatifs ou hypnotiques de cette hormone (Buscemi et coll., 2005). Toutefois, la recherche sur l'usage de la mélatonine pour traiter l'insomnie primaire n'a pas donné de résultats concluants (Morin et Benca, 2012). Une méta-analyse a révélé une diminution de 7,2 minutes de la latence du sommeil et a conclu que si la mélatonine peut être utilisée sans danger pendant une courte durée, aucune preuve n'indique qu'elle est efficace pour la plupart des troubles de sommeil primaires (Buscemi et coll., 2005).

Une autre étude récente a porté sur le jus de cerise acide comme intervention en nutrition. Les cerises acides contiennent des concentrations élevées de mélatonine et, comparativement à un placebo, leur consommation sur une période de 2 semaines permet d'améliorer les symptômes subjectifs de l'insomnie (Pigeon et coll., 2010). De légères améliorations de la durée et de la qualité du sommeil ont également été observées (Howatson et coll., 2011).

Valériane
La valériane est une herbe qui se fixe aux récepteurs GABA de type A et qui aurait un effet apaisant sur l'organisme (Wheatley, 2005). Les résultats d'une méta-analyse ont montré une amélioration subjective de la qualité, mais non de la quantité de sommeil (Fernandez-San-Martin et coll., 2010) avec la valériane.

Autres interventions en nutrition
Les nucléotides influeraient sur la fonction physiologique du sommeil, en particulier l'uridine monophosphate (5’UMP) et l'adénosine monophosphate (5’AMP). La 5’UMP a un effet dépressif sur le système nerveux central, et une étude au cours de laquelle de faibles doses ont été administrées avant le coucher a révélé une amélioration de certains indices du sommeil (Chagoya de Sanchez et coll., 1996). La 5’AMP a des propriétés hypnotiques et son taux diminue pendant l'éveil (Sanchez et coll., 2009). Elle agit sur les récepteurs d'adénosine A2A de la région du noyau ventro-latéral du cerveau qui semble être liée à l'insomnie, à la douleur et à la dépression (Cubero et coll., 2009). Ces nucléotides ont fait l'objet d'études sur l'effet hypnotique possible des préparations pour nourrissons (Sanchez et coll., 2009). Dans cette étude, la préparation pour nourrissons favorisant le sommeil contenait une teneur élevée en L-tryptophane et en glucides et de faibles teneurs en protéines et en 5’UMP et 5’AMP. Le sommeil de 54 enfants a été analysé pendant 1 semaine à l'aide de l'actigraphie; les résultats ont montré une augmentation de la durée au lit et de l'efficacité du sommeil. Les auteurs ont suggéré que ces résultats viennent confirmer l'idée de chrononutrition, soit l'influence de l'heure à laquelle sont consommés des aliments influant sur les rythmes biologiques comme le sommeil et l'éveil. Toutefois, aucune analyse sanguine n'a été effectuée; il n'a donc pas été possible de déterminer si les composés ingérés ont été transportés du système digestif au système sanguin ni de savoir quels ingrédients ont participé activement à l'amélioration du sommeil.

La glycine (un acide aminé non essentiel) sert de neurotransmetteur inhibiteur dans le système nerveux central et de co-agoniste des récepteurs de glutamate. Une récente étude japonaise a montré que la glycine améliore le sommeil subjectif (Bannai et coll., 2012). Yamadera et coll. (2007) ont également observé des latences de sommeil plus courtes mesurées par polysomnographie (étalon de référence pour l'évaluation du sommeil). S'appuyant sur des études précédentes effectuées sur des rongeurs, les auteurs ont émis l'hypothèse que les mécanismes potentiels pourraient entraîner une augmentation de la vasodilatation et, par conséquent, une diminution de la température interne ainsi que la libération de sérotonine dans le cortex préfrontal du cerveau (Yamadera et coll., 2007).

La L-théanine est un analogue d'acide aminé présent dans le thé, mais absent dans le café, qui aurait des effets pharmacologiques comme l'émergence d'un sentiment de calme et d'une vigilance réduite. Une étude effectuée chez les rats a montré que la L-théanine empêche partiellement la diminution de sommeil lent due à la caféine (Jang et coll., 2012).

De nombreux autres produits traditionnels sont de prétendus agents favorisant le sommeil, dont la passiflore, le kava, le millepertuis, la lysine, le magnésium, la lavande, la scutellaire, la citronnelle, l'écorce de magnolia, la 5-HTP et le GABA. Même si la plupart de ces produits n'ont pas fait l'objet d'études scientifiques dignes de ce nom, un grand nombre d'entre eux sont néanmoins offerts en vente libre dans les pharmacies et dans les magasins d'aliments naturels à titre d'agents favorisant le sommeil. Toutefois, comme c'est le cas pour de nombreux suppléments sur le marché, le danger réside dans le fait que ces prétendus agents favorisant le sommeil peuvent contenir des substances illégales, et il faut donc les utiliser avec prudence.

APPLICATIONS PRATIQUES
Les athlètes devraient adopter une bonne hygiène du sommeil pour le maximiser (voir l'article précédent de Sports Science Exchange “Le sommeil chez les athlètes d'élite”). Même si la recherche est minimale et peu concluante, plusieurs recommandations pratiques peuvent toutefois être utiles :

  • Les aliments à index glycémique élevé comme le riz blanc, les pâtes, le pain et les pommes de terre peuvent favoriser le sommeil. Par contre, ils devraient être consommés plus d'une heure avant le coucher.
  • Une alimentation riche en glucides peut entraîner des latences de sommeil plus courtes.
  • Une alimentation riche en protéines peut entraîner une amélioration de la qualité du sommeil.
  • Une alimentation riche en lipides peut avoir un effet négatif sur la durée totale de sommeil.
  • Lorsque l'apport calorique total diminue, la qualité du sommeil peut être affectée.
  • De faibles doses de tryptophanes (1 g) peuvent améliorer la latence et la qualité du sommeil. Cet effet se produit en consommant environ 300 g de dinde ou 200 g de graines de tournesol.
  • L'hormone mélatonine et les aliments riches en mélatonine peuvent diminuer le temps nécessaire pour s'endormir.
  • La qualité subjective du sommeil peut être améliorée grâce à la consommation de valériane.

RÉCAPITULATION
Même si le nombre des études sur les effets que peuvent avoir les interventions en nutrition sur le sommeil augmente, la recherche doit dorénavant souligner l'importance de ces interventions en nutrition et en alimentation pour améliorer le sommeil chez les athlètes tout comme dans la population en général. Une analyse attentive de l'heure de la consommation des aliments et le type d'interventions devrait fournir des renseignements précieux aux athlètes qui sauront alors comment améliorer leur sommeil à l'aide de l'alimentation. Idéalement, la recherche devrait mener à des interventions en nutrition qui visent à optimiser la qualité et la quantité du sommeil ainsi qu'à améliorer la récupération des athlètes après un entraînement ou une compétition.

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