Les effets d'une intervention de lumière bleue monochromatique sur le sommeil et les rythmes circadiens des individus de type soir

Arrière plan:

Le matin / soir est un phénomène qui reflète la tendance à être un « oiseau tôt le matin » ou un « oiseau tard dans la nuit » et est donc une source de variation interindividuelle dans le moment du sommeil et d'autres comportements. Les individus de type soir et matin présentent des différences qui dérivent de l'intérieur concernant la phase circadienne de leur horloge biologique endogène. Un certain groupe d'individus appelés individus de type matin s'est avéré systématiquement plus performant le matin, tandis que les individus de type soir semblent être plus alertes et mieux performer le soir. Les individus de type matin ont des heures de coucher et de lever plus précoces que les individus de type soir, tandis que les individus de type soir sont connus pour signaler des heures de coucher et de lever significativement plus tardives que les individus de type matin. De plus, les adolescents de type soir sont connus pour démontrer de moins bonnes performances académiques et intellectuelles pendant leurs heures non préférées, c'est-à-dire les premières heures de la journée.

Les rythmes circadiens sont connus comme des processus biologiques qui présentent des oscillations endogènes et entraînables sur une période d'environ 24 heures. Ces rythmes se sont avérés être contrôlés par le stimulateur circadien, qui est situé dans les noyaux suprachiasmatiques (SCN) de l'hypothalamus. Ces rythmes de 24 heures se manifestent de manière observable dans de nombreuses mesures physiologiques, telles que le cycle veille-sommeil, la température centrale du corps et l'excrétion d'hormones telles que la mélatonine. La température centrale du corps chute pendant la nuit et atteint son point le plus bas (nadir) tôt le matin, après quoi elle recommence à augmenter. La sécrétion de mélatonine suit une courbe presque inverse par rapport au rythme de la température corporelle centrale et est sensible à l'exposition à la lumière qui inhibe la sécrétion de mélatonine. La mélatonine dans le plasma, la salive ou l'urine est considérée comme un marqueur objectif des rythmes circadiens, dont l'apparition de la mélatonine à la lumière tamisée (moment où la mélatonine atteint 4 pg/ml dans la salive) est le paramètre le plus couramment utilisé.

Le sommeil est connu pour être plus facilement initié lorsque la température corporelle centrale diminue et que le niveau de mélatonine augmente. Il est également connu qu'il est plus facilement initié dans un délai de six heures avant le nadir jusqu'à quelques heures après le nadir de la température corporelle centrale.

Les individus de type nocturne éprouvent une somnolence accrue et de moins bonnes performances pendant les premières heures du matin, car il existe un décalage entre leurs rythmes circadiens et leur besoin d'être éveillés à ces premières heures. La somnolence est connue pour avoir de graves conséquences sur les performances.

Cependant, comme mentionné, les sorties SCN sont entraînables et la lumière est le facteur de temps le plus puissant pour les stimulateurs circadiens des individus. Ainsi, le moment de l'exposition à la lumière a le potentiel d'avancer ou de retarder la phase du rythme circadien. L'exposition à la lumière dans les heures précédant le nadir, au cours de la soirée, conduira les individus à retarder leur rythme circadien. D'un autre côté, l'exposition à la lumière dans les heures qui suivent le nadir, pendant les heures du matin, a le potentiel de faire avancer les rythmes circadiens des individus. La lumière peut décaler la phase circadienne, mais cet effet dépend du moment de la lumière, de la durée de l'exposition à la lumière et de l'intensité de la lumière où il a été démontré que des intensités plus élevées sont associées à des effets plus importants. Une autre propriété de la lumière concerne les longueurs d'onde qu'elle émet, où il a été démontré que la lumière bleue produit des effets de déphasage significativement plus forts que les lumières d'autres longueurs d'onde du spectre visible. Les effets de la lumière bleue sur le système circadien ont été attribués à une population de cellules photosensibles dans la rétine qui contient le photopigment mélanopsine, qui est très sensible à la lumière bleue. Ces cellules envoient des signaux directement au SCN et établissent également des connexions avec des zones associées à l'éveil telles que le striatum et le tronc cérébral. Il a été démontré que la sensibilité à la mélanopsine est la plus élevée dans une plage de lumière bleue autour de 460 nm.

À notre connaissance, aucune étude n'a été menée pour tester les effets d'une intervention de lumière monochromatique bleue administrée via un éclairage de pièce standard sur l'avancement de phase des rythmes circadiens des individus de type nocturne. Par conséquent, notre objectif est d'évaluer si la lumière bleue par rapport à la lumière blanche standard, administrée via un éclairage de pièce standard, peut altérer le sommeil et le rythme circadien des individus de type nocturne, provoquant une avance de phase.

Hypothèse:

Trois matins consécutifs d'une heure d'exposition à la lumière monochromatique (40 lx, irradiance = 88,79 µW/cm2) avec une longueur d'onde maximale de 455 nm (lumière bleue) seront, par rapport à la lumière à spectre complet (2500 Kelvin) avec un flux de photons égal à la lumière bleue : a) entraîne une avance de phase du rythme circadien des individus de type nocturne ; b) augmenter la fonction d'éveil évaluée avec des mesures subjectives et objectives le matin ; et c) diminuer la somnolence autodéclarée des participants le matin, d) réduire la latence d'endormissement et e) avancer l'heure d'endormissement.

Nous ajusterons l'intensité lumineuse pour nous assurer que l'énergie des photons est la même dans les deux conditions.

Méthodes

Échantillon et procédure :

Notre objectif est de recruter un échantillon d'au moins 34 participants de l'Université de Bergen. Les critères d'inclusion sont inférieurs à 42 sur le questionnaire Horne-Östberg Morningness-Eveningness, car cela catégorise les types modérés et définitivement du soir. Les participants seront exclus si un cas positif est indiqué sur le questionnaire sur les troubles de l'humeur (MDQ), indiquant la présence ou des antécédents de trouble bipolaire. Les participants seront également exclus s'ils ont travaillé de nuit au cours des trois derniers mois. Les participants seront exposés à l'intervention de lumière bleue dans une étude randomisée, en aveugle et contrôlée. Les participants seront évalués avec des mesures subjectives et objectives de sommeil pendant 3 jours (mardi - jeudi) une semaine avant l'intervention de lumière bleue de trois jours. Ils seront également évalués avec les mêmes mesures subjectives et objectives pendant la période d'intervention de trois jours. Plus précisément, le sommeil sera évalué par actigraphie et journal du sommeil. Un jour avant l'intervention et un jour après l'intervention, le rythme circadien sera mesuré par des échantillons de salive pour l'estimation de l'apparition de la mélatonine dans la pénombre. La flexibilité sera également mesurée avant l'intervention par le biais de l'inventaire des types circadiens. La fonction d'éveil sera évaluée les jours de l'intervention avec l'échelle de somnolence de Karolinska et la tâche de vigilance psychomotrice.

Instruments/mesures :

Inventaire des types circadiens : un instrument à deux facteurs. Les individus obtenant un score élevé sur la première dimension (flexible/rigide) sont plus flexibles dans leur capacité à rester éveillés à des heures indues du jour ou de la nuit. Ceux qui obtiennent un score élevé sur le deuxième facteur (langue/vigoureux) ont tendance à signaler des difficultés à surmonter la somnolence, surtout le matin. Des CTI seront distribués aux participants avant l'intervention légère.

Munich ChronoType Questionnaire : un outil utile pour déterminer le chronotype en fonction des comportements de sommeil, tels que les heures de coucher et de lever, l'heure à laquelle on devient complètement éveillé, en plus de certains autres points (par exemple, la latence du sommeil). Le MCTQ sera distribué aux participants avant l'intervention légère.

Le questionnaire Horne-Östberg Morningness-Eveningness (MEQ): un test qui a été largement utilisé pour évaluer le matin-soir. Le MEQ sera distribué aux participants à des fins de présélection.

Questionnaire sur les troubles de l'humeur (MDQ): MDQ est un instrument d'auto-évaluation validé qui dépiste la présence d'antécédents de trouble bipolaire au cours de la vie. Il contient 13 items oui/non qui couvrent des sujets tels que l'humeur, la confiance en soi, l'énergie, la sociabilité, l'intérêt pour le sexe, la loquacité, la distraction et d'autres comportements. Il y a en outre deux questions évaluant si les symptômes ont déjà coapparu et dans quelle mesure les symptômes ont causé une altération fonctionnelle. Un cas positif implique l'approbation d'au moins 7 des 13 symptômes, l'approbation de l'élément de cooccurrence et la déclaration d'un degré modéré ou grave de déficience fonctionnelle. Le MDQ ne sera administré qu'à des fins de dépistage au départ.

Actigraphie : Accéléromètres et horloges de poignet à porter pendant la même période que le carnet de sommeil. Les données peuvent être converties en paramètres de sommeil objectifs. Cette montre sera portée la semaine précédant l'intervention pendant trois jours, la veille au soir du mercredi, jeudi et vendredi. Il sera également porté en semaine d'intervention les trois jours d'intervention, les veilles de mercredi, jeudi et vendredi.

Journal du sommeil : estimations subjectives quotidiennes de l'heure du coucher, de l'heure de lever, de la latence du sommeil, du nombre de réveils, de l'heure de réveil après le début du sommeil, de l'heure de réveil final, du temps de lever, du temps de sommeil total, de l'efficacité du sommeil, de la qualité du sommeil et du fonctionnement diurne.

Le questionnaire sera distribué aux participants la semaine précédant l'intervention pendant trois jours, la veille au soir du mercredi, jeudi et vendredi. Il sera également donné en semaine d'intervention sur les trois jours d'intervention, la veille au soir du mercredi, jeudi et vendredi. Deux des questions sont remplies avant que les participants ne se couchent et le reste est rempli lorsqu'ils se réveillent le matin.

Apparition de la mélatonine à la lumière tamisée (DLMO) : la DLMO sera évaluée en prélevant des échantillons de salive toutes les heures le soir, à partir de 19h00 jusqu'à une heure après l'heure normale du coucher. Les échantillons DLMO seront prélevés un jour avant l'intervention et le lendemain de la période d'intervention. La collecte et les analyses de salive suivront les procédures précédemment utilisées par notre groupe de recherche. Des lunettes anti-lumière bleue seront portées (à partir d'une heure avant le premier prélèvement) afin d'éviter la suppression de la mélatonine lors du prélèvement de salive. Le DLMO sera analysé par dosage immuno-enzymatique (ELISA) (mélatonine salivaire directe des laboratoires Bühlmann, Schöonenbuch, Suisse). La sensibilité analytique de ce kit est de 0,5 pg/ml et la sensibilité fonctionnelle est de 1,6-20,5 pg/ml, avec un coefficient de variation interessai de

Échelle de somnolence de Karolinska (KSS) : KSS comprend un seul élément évaluant l'état de somnolence sur une échelle de 1 à 9. Cet instrument sera remis au laboratoire les jours de l'intervention légère. Elle sera donnée pour un total de six fois par participant, deux fois par jour d'intervention, la première immédiatement lorsque les participants viennent au laboratoire pour recevoir l'intervention, et la seconde après avoir reçu une heure de lumière, avant de quitter le laboratoire.

Tâche de vigilance psychomotrice (PVT) : un test de temps de réaction de 10 minutes qui fournit une mesure de l'attention soutenue sera complété par les participants lors d'une exposition à la lumière en laboratoire. Le participant répond simplement aux stimuli donnés sur un écran en appuyant sur un bouton dès que possible. Le PVT est particulièrement sensible à la perte de sommeil et à la fatigue. Le PVT sera remis aux participants sur les trois jours d'intervention légère.

Analyse statistique/analyse de puissance :

Une ANOVA 2 (Temps ; pré vs post) x 2 (Groupe ; bleu vs lumière à spectre complet) sera utilisée pour analyser les résultats. L'analyse de puissance a été réalisée avec G*Power, version 3.17. Réglage de la taille de l'effet sur moyen (d=0,50), puissance à .80, alpha à .05, r entre mesures répétées à 0,50, montre que 34 participants seront nécessaires pour détecter une interaction Temps x Groupe significative.