Des scientifiques découvrent un interrupteur de sommeil qui développe les muscles, brûle les graisses et stimule les capacités intellectuelles
Le sommeil profond fait plus que vous aider à vous sentir reposé. Il reconstruit activement votre corps, renforce les muscles, favorise la croissance osseuse et aide à brûler les graisses. Pour les adolescents, il est également essentiel pour atteindre leur plein potentiel.
Au centre de tout cela se trouve l’hormone de croissance, qui augmente pendant le sommeil. Mais les scientifiques se demandent depuis longtemps pourquoi un mauvais sommeil, en particulier au début de la phase profonde connue sous le nom de sommeil non paradoxal, entraîne une baisse des niveaux de cette hormone essentielle.
Des scientifiques découvrent le circuit cérébral qui se cache derrière
Des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley ont découvert la réponse. Dans une étude publiée dans Cell, ils ont cartographié les circuits cérébraux qui contrôlent la libération d’hormone de croissance pendant le sommeil et ont identifié un nouveau système de rétroaction qui maintient ces niveaux en équilibre.
Cette découverte permet de mieux comprendre comment le sommeil et les hormones interagissent. Cela pourrait également ouvrir la porte à de nouveaux traitements pour les troubles du sommeil liés à des maladies métaboliques comme le diabète, ainsi qu’à des maladies neurologiques comme la maladie de Parkinson et la maladie d’Alzheimer.
“Les gens savent que la libération d’hormone de croissance est étroitement liée au sommeil, mais uniquement en prélevant du sang et en vérifiant les niveaux d’hormone de croissance pendant le sommeil”, a déclaré le premier auteur de l’étude, Xinlu Ding, chercheur postdoctoral au département de neurosciences de l’UC Berkeley et à l’institut de neurosciences Helen Wills. “En fait, nous enregistrons directement l’activité neuronale chez la souris pour voir ce qui se passe. Nous fournissons un circuit de base sur lequel travailler à l’avenir pour développer différents traitements.”
Le manque de sommeil fait plus que vous fatiguer. Étant donné que l’hormone de croissance aide à contrôler la façon dont l’organisme traite le sucre et les graisses, un mauvais sommeil peut augmenter le risque d’obésité, de diabète et de maladies cardiaques.
Les régions du cerveau qui stimulent l’hormone de croissance
Le système à l’origine de ce processus est enfoui profondément dans l’hypothalamus, une ancienne partie du cerveau partagée par tous les mammifères. Ici, des neurones spécialisés libèrent des signaux qui déclenchent ou suppriment l’hormone de croissance.
Deux acteurs clés sont l’hormone de libération de l’hormone de croissance (GHRH), qui stimule la libération, et la somatostatine, qui l’inhibe. Ensemble, ils coordonnent l’activité hormonale tout au long du cycle veille-sommeil.
Une fois que l’hormone de croissance pénètre dans le système, elle active le locus coeruleus, une région du tronc cérébral qui contrôle la vigilance, l’attention et la fonction cognitive. Les perturbations dans ce domaine sont liées à un large éventail de troubles neurologiques et psychiatriques.
“Comprendre le circuit neuronal de libération de l’hormone de croissance pourrait éventuellement mener à de nouvelles thérapies hormonales pour améliorer la qualité du sommeil ou rétablir l’équilibre normal de l’hormone de croissance”, a déclaré Daniel Silverman, chercheur postdoctoral à l’UC Berkeley et co-auteur de l’étude. “Il existe certaines thérapies géniques expérimentales dans lesquelles vous ciblez un type de cellule spécifique. Ce circuit pourrait constituer une nouvelle approche pour tenter de réduire l’excitabilité du locus coeruleus, dont on n’a jamais parlé auparavant.”
Comment les étapes du sommeil contrôlent la libération d’hormones
Pour étudier ce système, les chercheurs ont enregistré l’activité cérébrale de souris en insérant des électrodes et en stimulant les neurones avec de la lumière. Parce que les souris dorment par courtes périodes tout au long de la journée et de la nuit, elles ont fourni une vue détaillée de la façon dont l’hormone de croissance évolue au cours des étapes du sommeil.
L’équipe a découvert que le GHRH et la somatostatine se comportent différemment selon que le cerveau est en sommeil paradoxal ou non paradoxal.
Pendant le sommeil paradoxal, les deux hormones augmentent, entraînant une augmentation de l’hormone de croissance. Pendant le sommeil non paradoxal, la somatostatine diminue tandis que la GHRH augmente plus modestement, augmentant toujours les niveaux d’hormones, mais selon un schéma différent.
Une surprenante boucle de rétroaction dans le cerveau
Les chercheurs ont également découvert une boucle de rétroaction reliant l’hormone de croissance à l’éveil. À mesure que le sommeil se poursuit, l’hormone de croissance s’accumule progressivement et stimule le locus coeruleus, poussant le cerveau vers le réveil.
Mais il y a une différence. Lorsque cette région du cerveau devient trop active, elle peut en fait déclencher une somnolence, créant un équilibre délicat entre sommeil et vigilance.
“Cela suggère que le sommeil et l’hormone de croissance forment un système étroitement équilibré : trop peu de sommeil réduit la libération d’hormone de croissance, et trop d’hormone de croissance peut à son tour pousser le cerveau vers l’éveil”, a déclaré Silverman. “Le sommeil stimule la libération d’hormone de croissance, et l’hormone de croissance réagit pour réguler l’éveil, et cet équilibre est essentiel à la croissance, à la réparation et à la santé métabolique.”
Pourquoi c’est important pour le cerveau et le corps
Cet équilibre fait plus qu’affecter la croissance physique. Étant donné que l’hormone de croissance agit via les systèmes cérébraux qui contrôlent la vigilance, elle peut également influencer la clarté de vos pensées et votre concentration.
“L’hormone de croissance vous aide non seulement à développer vos muscles et vos os et à réduire votre tissu adipeux, mais peut également avoir des avantages cognitifs, favorisant votre niveau d’éveil général au réveil”, a déclaré Ding.
Équipe de financement et de recherche
La recherche a été soutenue par le Howard Hughes Medical Institute (HHMI) et le fonds Pivotal Life Sciences Chancellor’s Chair. Yang Dan est titulaire de la chaire pivot du chancelier des sciences de la vie en neurosciences. L’étude comprenait également des collaborateurs de l’UC Berkeley et de l’Université de Stanford.
