Effets de la mélatonine sur le sommeil, le contrôle ventilatoire et la cognition en altitude

Des recherches ont montré que l'exposition à une faible teneur en oxygène en altitude provoque des troubles neurocognitifs (troubles du traitement mental, de la mémoire, de l'attention, de l'apprentissage, etc.). Cette altération des performances cognitives présente un risque sérieux pour les alpinistes et bien que l'on pense traditionnellement que les personnes qui vivent à haute altitude s'y sont adaptées, les preuves montrent qu'il existe encore des dommages considérables au cerveau et des altérations de la fonction cognitive des personnes qui vivent et travailler à haute altitude.

Comme chaque cellule du corps a besoin d'oxygène pour survivre et fonctionner, on pense que l'altération des performances cognitives en altitude est principalement due à la disponibilité réduite d'oxygène pour le système nerveux central. Cependant, un faible taux d'oxygène en altitude provoque également une respiration instable pendant le sommeil, ce qui entraîne de courtes périodes pendant lesquelles le cerveau arrête d'envoyer le signal respiratoire, appelée apnée centrale du sommeil (ASC). Pendant les apnées (pauses respiratoires), l'oxygène sanguin chute encore plus bas et les gens se réveillent généralement brièvement et hyperventilent après les apnées. Par conséquent, en altitude, les gens dorment généralement moins, leur sommeil est interrompu par des périodes d'éveil pendant la nuit et ils subissent des épisodes répétés de graves faibles niveaux d'oxygène dans le sang. Le sommeil joue un rôle essentiel dans la façon dont le cerveau se répare et convertit également les informations nouvellement acquises en mémoire à long terme. Par conséquent, un sommeil interrompu et réduit peut altérer les performances cognitives, la mémoire et l'apprentissage. Des épisodes répétés de grave manque d'oxygène produisent également des molécules hautement réactives qui endommagent les cellules, appelées stress oxydatif. Le stress oxydatif empêche également le cerveau de former des souvenirs à long terme et, dans les cas graves (comme une altitude extrêmement élevée et une exposition de longue durée), peut entraîner la mort des neurones du cerveau. Par conséquent, bien qu'un faible taux d'oxygène soutenu en altitude altère probablement la fonction cognitive, un sommeil perturbé et des épisodes répétés d'oxygène très faible contribuent probablement également à causer des lésions cérébrales et une altération des performances cognitives.

La mélatonine est une hormone produite dans la glande pinéale du cerveau pendant la nuit qui signale au cerveau qu'il est temps de dormir. La mélatonine est également un antioxydant très puissant qui aide naturellement à prévenir les dommages causés au corps par le stress oxydatif. Une étude a précédemment rapporté que la mélatonine prise 90 minutes avant le coucher à 4 300 m (14 200 pieds) réduisait le temps nécessaire pour s'endormir, réduisait le nombre de réveils pendant le sommeil et améliorait les performances cognitives le lendemain. Cependant, la façon dont la mélatonine a causé ces effets n'a pas été déterminée. Par conséquent, cette étude vise à déterminer comment la mélatonine affecte le contrôle ventilatoire, le sommeil et les performances neurocognitives pendant une hypoxie prolongée.