SOMMEIL ET RÉANIMATION

Pr Claire Andréjak

Service de Réanimation Respiratoire

CHU Amiens

LE « SOMMEIL NORMAL »

GÉNÉRALITÉS

1. Perte de la conscience de soi et de l'environnement

2. Très rapidement réversible à l'état d'éveil sous l'influences de diverses stimulations (ce qui le différencie du coma)

3. L'alternance sommeil (normalement la nuit) et veille est elle-même réglée par un pace maker interne qui organise le cycle circadien

4. A l'organisation du sommeil correspond de multiples modifications physiologiques (cortisol, GH, tonus sympathique / parasympathique, leptine….)

5. Les rôles du sommeil sont majeurs et complexes toujours imparfaitement connus mais essentiellement de restauration

ORGANISATION DU SOMMEIL

� Organisé en 2 états distincts � REM : sommeil paradoxal

� NREM: sommeil lent léger divisé lui-même en 3 stades qui s'organisent en phases successives au cours de la nuit

� Caractéristiques EEG

EEG EOG EMG

Veille calme Ondes alpha: 8 à 12 Hz lents ⇑⇑⇑

Stade 1 Thêta : 4 à 7 Hz lents ⇑⇑

Stade 2 Thêta, complexes K, spindles, 20% delta absence ⇑⇑

Stade 3 et 4 30% , 50% Delta< 2 Hz, 75 µV absence ⇑

Stade REM Thêta et un peu d’alpha rapides atonie

Hypnogramme

polysomnographieComplexe K et fuseau

α θ

Polysomnographie

POLYSOMNOGRAPHIE

Les trains du sommeil: Sommeil normal

Eveil

Notre sommeil s’organise en cycles de 1 h 30 à 2 h. Chaque cycle se compose de

sommeil lent suivi d’une phase de sommeil paradoxal A la fin de chaque cycle,

marquée par une phase de sommeil paradoxal, nous pouvons nous éveiller.

EVEIL I II III IV S. PARADOXAL

5% 5% 50% 10% 10% 20%

SOMMEIL NORMAL EST RÉVERSIBLE

� Sous l’effet de multiples stimulus responsables� De micro-éveils non mémorisés (3-15s)

� Ou d’éveils >15 s parfois mémorisés

� 10 à 20 microéveils par heure

RÔLE DU SOMMEIL ?

�Rôle mal défini

�Processus essentiel de « restauration »

�Rats privés de sommeil � Décès dans les 15 jours

� A l’autopsie: Ulcères gastriques, hémorragies, oedèmes pulmonaires

Retschaffen Science 1982

�SOMMEIL = INDISPENSABLE A LA VIE

RÔLE DU SOMMEIL

� Vigilance � Privation partielle de personnes saines (4-5h au lieu de 8h) : au bout de 48h

diminution vigilance et de la concentration

Dinges et al, Sleep 1997

� AVP après garde d’un interne: Risque multiplié par 16 !

Barger NEJM 2005

� Impact sur les fonctions cognitives et le comportement, les émotions

Dahl Semin Pediatr Neurol 1996

� Favorise la désorientation et les hallucinations chez des sujets sains

Horne Biol Psychol 1978

� Favorise l’agitation et le délire

Helton Heart Lung 1980

RÔLE DU SOMMEIL ?� Rôle sur l’immunité et l’inflammation : privation de sommeil =

� augmentation IL6 = inflammation Vgontzas J Clin Endoc Metab 2004

� Immunodépression avec diminution TNF alphaIrwin FASEB 1996

� Rôle sur les fonctions hormonales: privation de sommeil =� hypothyroidie � diminution sécrétion GH et de Prolactine � balance énergétique négative avec risque de dénutrition

� Et au niveau cardiovasculaire: privation de sommeil =� HTA avec augmentation des catécholamines sanguines et urinaires� Arythmie, aggravation insuffisance cardiaque

Sin DD, Circulation 2000

� Altération de la réponse ventilatoire à l’hypoxie et l’hypercapnie Spengler C, Am J Respir Crit Care Med 2001

Privation de sommeil

Immuno dépression

Stress FatigueDélirium

Concentration

↑ ∑

↑ catabolisme

Séquelles

Sécrétions hormonales

ET EN RÉANIMATION ?

PERCEPTION SOMMEIL

� Interview de 76 patients ayant séjourné en réanimation� 13% faim

� 37% inconfort

� 43% douleurs

� 63% soif

� 62% peur

�61% manque de sommeil

Simimini Lancet 1999

PERCEPTION OBJECTIVE =PSG

�Sur une population de patients ventilés en réanimation :� Environ 30% ne présentent pas des grapho-éléments d'EEG

de sommeil identifiables� Les tracés sont caractérisés par des ondes lentes avec ou

sans réactions d'éveil ± differées� Environ 70 % présentent des EEG avec du sommeil

reconnaissable mais :

EEG toujours anormalEEG toujours anormal

CLASSIFICATION DU SOMMEIL EN REA

�Impossibilité de classer dans 28% des cas selon la classification classique

�Publication récente qui définit à côté des stades classiques 2 états « nouveaux »:�Sommeil atypique: type SLL sans complexes K ni

fuseaux�Eveil anormal: avec des réactions anormales à

l’ouverture des yeuxDrouot, Sleep Med 2011

Sommeil atypique

Sommeil normal

Eveil atypique

Eveil normal

Réaction Nle ouverture yeux

Réaction faible

Réaction nulle

CARACTÉRISTIQUES VARIABLES D’UN SUJET À L’AUTRE

1. Temps total : selon les études de peu 1-2 h à normal soit 8-9 h / 24 h2. Micro éveils (augmentation brutale de la fréquence > 3 sec) intra

sommeil en nombre très variable mais élevé selon les études : de 20 à70 / h de sommeil

3. Fragmentation (sommeil séparé d'époque franche d'éveil >= 30 sec) importante en épisodes courts : 40 à 50 épisodes de 10 à 20 minutes sur 24 h

4. Répartition des stades très anormale :• St 1 # 60 % � (Normal < 5 %)

• St 2 # 25 % � (Normal = 45 % - 55 %)

• St 3-4 # 9 % � (Normal = 13 % - 23 %)

• REM # 6 % � (Normal = 20 % - 25 %)

5. Répartition nuit-jour anormale : 50 % - 50 %

Aurell et al, Br Med J 1985

Freedman Am J Respir Crit Care Med 2001

Gabor, AJRCCM 2003

EN RÉSUMÉ

� MACRO-fragmentation du sommeil

� Nombreux micro éveils

� Peu ou pas de sommeil paradoxal

� États anormaux de sommeil et de veille

� Perte du rythme circadien

Le patient de Réanimation = Privation chronique de sommeil !

Rôle de la mélatonine ?

PERTE DU RYTHME CIRCADIEN EN RÉANIMATION

� Visible par les variations de� la température

� du taux de mélatonine

� Générateur du rythme circadien présent dans le smoyaux supra-chiasmatiques et sécrétant la mélatonine

� Taux de mélatonine augmente au moment du coucher avec un pic à 3h du matin

� Mélatonine = marqueur le plus robuste du rythme circadien

Taux normal jour

Taux normal nuit

Taux normal jourTaux normal nuit

Courbe théorique normale

Le rythme normal a totalement disparu

nuit nuit nuit

RÉSULTATS NON SIGNIFICATIFS MAIS PEU DE PUISSANCE ET MAUVAISE APPRÉCIATION DU SOMMEIL

RÔLE DU SEPSIS

� Pas de réel sommeil chez les patients en sepsis� EEG bas voltage

� Bouffées d’onde thêta et delta

� Pas de fuseaux, pas de complexe K

� Pas de SP

Freedman et al, AJRCCM 2001

RÔLE DE LA PATHOLOGIE À L’ORIGINE DE LA DÉCOMPENSATION

� Plus la pathologie est grave plus le sommeil est perturbéDohno S, Percept Mot Skills 1979

� Rôle de la sécrétion des catécholaminesParthasarathy et Tobin 2004

Pandharipand and Ely 2006

� Rôle de l’inflammation (sécrétion des médiateurs de l’inflammation)

Friese 2008

Reishtein 2005

LA OU LES PATHOLOGIES PRÉSENTES� Atteintes neurologiques centrales: aigues et chroniques

� � coma, syndrome confusionnel, convulsions, encéphalopathies (septique++)…

� Les insuffisances chroniques :

� cardiaque (40% de Cheyne-Stokes)

� respiratoire, rénale…

� Les pathologies du sommeil : SAOS…

� Les asthmatiques

� Les pathologies psychiatriques : dépression, angoisse

� Beaucoup de symptômes : douleur, fièvre, dyspnée…

Le bruit augmente le cortisol et baisse significativement la mélatonine

� 22 patients dont 20 ventilés� Capables de répondre aux ordres simples� 14 sans sédation, 8 avec sédation intermittente

� 70% présentent des tracés de sommeil, tous anormauxqualitativement.� 30% de tracés d’encéphalopathie septique

� Pas de corrélation durée de sommeil- âge, APACHE ou durée de séjour

� Niveau sonore moyen: 57 dB avec des pics à 86 dB� pas de différence de niveau sonore jour-nuit ni veille-sommeil

� Bruit ���� 12% des micro-éveils et 17% des éveils

���� le bruit n ’explique pas tout

AJRCCM 2003

�Arrêt brutal de médicaments pris avant l'admission

�Effets propres de médicaments introduits pour le

traitement en réanimation (sédation, B mimétiques, …)

�Arrêt de ces médicaments au cours de l'évolution

� Interférences médicamenteuses

� Interférences avec les fonctions rénales et hépatiques

LES MÉDICAMENTS PEUVENT INTERFÉRER AVEC LE SOMMEIL DE MULTIPLES FAÇONS

LES MÉDICAMENTS HORS HYPNOTIQUES ET ANALGÉSIQUES

Diminution voir abolition du REM et du SLP avec le propofol

SÉDATION ET SOMMEIL� Sédation provoque un état qui ressemble au sommeil

� Diminue la réponse aux stimuli extérieures

� Diminue le tonus musculaire

� Dépression respiratoire

� Sommeil = � cycle circadien

� Progression selon différents stades

� Sédation� Pas de cycles circadiens, pattern EEG dépend de la profondeur de la sédation,

� EEG atypique

� Diminution SLP et REM

� Débat sur le fait que la sédation puisse avoir les mêmes propriétés de restauration que le sommeil

SÉDATION ET SOMMEIL

� Propofol : � Modifie l’architecture du sommeil

� Entraine une perte du rythme circadien

� Mais permet une récupération en cas de privation de sommeil chez le rat….

� BZD prolongent le stade II au dépend du SLP et REM

� Morphiniques diminuent le SLP et le REM

Borbely Human Neurobiology 1985

1chermann Human Neurobiology 1987

Cronin Sleep 2001

SÉDATION ET SOMMEIL

�Régulation du passage sommeil-éveil via un système complexe de neurotransmetteurs

�Lors du sommeil naturel : � Inhibition de la norépinéphrine par le

locus coeruleus

� Favorisant le relargage des promoteurs favorisant le sommeil (GABA et galanine)

SÉDATION ET SOMMEIL

�Benzodiazepines et propofol agissent directement au niveau du noyau préoptique ventrolatéral� relargage des promoteurs favorisant

le sommeil (GABA et galanine)

� Mais excès norépinéphrine favorisant le délirium….

SÉDATION ET SOMMEIL

� Dexdor agit au niveau du LC comme le sommeil naturel� Inhibition du relargage de la

norépinéphrine par le locus coeruleus � Favorisant le relargage des promoteurs

favorisant le sommeil (GABA et galanine)

� Peut être l’explication à un taux moindre de delirium avec la dexmedetomidine

� Pattern EEG proche du SLP� Sédation avec Dexdor plus proche du

sommeil naturel� Moins de dysfonction cérébrale et de

délirium que midazolamPandharipande et al, J Am Med Asoc 2007

Riker et al. J Am Med Asoc 2009

Interaction Sommeil et Delirium

MÉDICAMENTS ET MÉLATONINE

� Action mal définie mais très probable

� Avec un bon support en expérimentation animale

� Les benzodiazépines et opiacés en diminueraient la sécrétion

� Risque des arrêts rapides

CAUSES MAL CONNUES DES ÉVEILS : LA VENTILATION MÉCANIQUE

�Les patients ventilés présentent semble t-il de nombreux éveils� Gêne spécifique liée à l’interface (intubation, VNI)

� Effet du mode de ventilation ?

� Rôle des fuites en ventilation non invasive ?

� Rôle des asynchronies ?

VENTILATION MÉCANIQUE INVASIVE

Influence du mode ventilatoire sur le sommeilVia la présence d’asynchronie ou non

Assisté-controlé

Aide inspira

toire

Aide inspira

toire +

Espace mort

Assisté-controlé

Aide inspira

toire

Aide inspira

toire +

Espace mort

11 patients

Index éveils + micro éveils

AI > VAC

79±7 vs 5±47 (p<0,02)

Fragmentation du sommeil par apnées centralesuniquement en aide inspiratoire

ApnApnéées centrales en aide es centrales en aide inspiratoire inspiratoire

VAC et AI → VT = 8 ml/Kg

APNÉE CENTRALE HYPOCAPNIQUE : DANGER DE LA DÉSATURATION ASSOCIÉE

Inhibition du stimulus hypoxémique par l’hypocapnie

Désaturation (SaO2 de 64%) :

� aucune réponse ventilatoire,

� aucun éveil EEG si PCO2 < 30 mmHg :

Jounieaux et al. 2002, 121 : 1141-1148.

�

Aide Insp

VAC

↑↑ risque drisque d ’’apnapn éée centralee centralellorsque PaCOorsque PaCO22 < seuil apn< seuil apnééiqueique

↑↑ risque drisque d ’’asynchroniesasynchronies

?

Aide inspiratoire =

déstructuration du sommeil p

ar

les apnées centrales

Thille et al. Intensive Care Medicine 2006, 32 : 1515-1522

Autres interactionsAutres interactions ……

Hellmuth et al. Rean. Urg. 1998, 7 SP146 (Abstr).

Jounieaux et Mayeux, 1995, 152 : 2181-2184

HYPOTHÈSE AMIÉNOISE

�BPCO : « vol diaphragmatique en O2 »au détriment des autres organes (syndrome coronarien du sevrage,

dénutrition … et cerveau ?)

Hypothèse : la mise au repos de muscles

respiratoires pourrait favoriser le

sommeil

20 patients dont 15 BPCO

Stage 1Wakefulness Stage 2 Stage 3 Stage 4 REMs0

25

50

75

100

% o

f Tot

al R

ecor

ding

Tim

e

lowPSVACV

** *

REMsStage 4Stage 3Stage 2Stage 1Wakefulness0

25

50

75

100

% o

f Tot

al R

ecor

ding

Tim

e

lowPSVACV

**

R E

6 p.m

7 p.m

10 p.m 2 a.m 6 a.m

> 8 a.m

LowPSV

LowPSV

LowPSVACV

ACV

ABG

Toublanc et al. 2007, 33(7) : 1148-1154.

lowPSVACV

lowPSVACV

�

Jounieaux et al. IJIC. 2008, 19-24.

REVENTILATION

NOCTURNE

VENTILATION

SPONTANEE

VPC VS VS-AI 6 CM H2O

Critiques de la première étude VAC vs A.insp

� Pas de données respiratoires…� Modes en pression plus utilisés que mode VAC…

R E

6 p.m

7 p.m

10 p.m 2 a.m 6 a.m

> 8 a.m

LowPSV

LowPSV

LowPSVVPC

VPC

ABG

�

Andréjak et al. Respiratory Medicine 2013

22H – 2H

VS aide inspiratoire 6 cmH2O VPC Fr :12/min Pi :20 cmH2O

2H – 6H

EXEMPLE N°1

RÉSULTATS

� 26 patients � Age : 67 ± 11 years� COPD définie

VEMS/CVF < 70%

� VPC vs A.insp :� ↓ éveil

� ↑ Stade 2 SLL

� ↑ Stades 3+4 SLP

� ↑ SPquelque soit la période considérée

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Weakfulness NREM Stage I NREM Stage II NREM StageIII and IV

REM

PCVlow PSV

*

**

*

VPC : amélioration de la quantité et de la qualitédu sommeil en ventilation mécanique

SOMMEIL ET REVENTILATION

PCV versus low-PSV :

� ↑ VT (876 ml ± 179 ml vs. 568 ml ± 153)

� ↓ F. respiratoire (f)(13.3 ± 2.2 vs. 23.2 ± 7)

� ↓ f/VT(16.1 ± 5.6 vs. 45.9 ± 23.0)

p<0.00010

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 10 20 30 40 50

Respiratory Rate

Tid

al V

olum

e

PCV

low PSV

p < 0.0001

VPC : amélioration de la quantité et de la qualitédu sommeil parallèlement à l’amélioration de l’index composite de polypnée superficielle

ModMod èèles animaux :les animaux :�� VM controlVM controléée e ≥≥ 18H 18H →→ atrophie et altatrophie et altéération des propriration des propriééttéés contractiles du s contractiles du

diaphragme (Sassoon et al. JAP 2002, 92 : 2585diaphragme (Sassoon et al. JAP 2002, 92 : 2585--2595).2595).

�� ApparaApparaîît dt dèès la 6s la 6ee heure VM, maximale heure VM, maximale àà J3J3

MAIS DDIV…

Etude chez l’homme :Biopsie musculaire diaphragmatique :� 8 patients opérés pour tumeur thoracique

(bénigne ou maligne)� VM invasive = 2-3 heures� 14 patients en état de mort cérébrale

(prélévement d’organes)� VM invasive = 18-69 heures

Dysfonction diaphragmatique induite par la ventilat ionDysfonction diaphragmatique induite par la ventilat ion

Levine et al. 2008, 358 : 1327-1335

50%FM lentes type I

20%FM rapides type IIa

20%FM rapides type IIb

PremiPremièère description franre description franççaise : Le Bourdelles et al. 1994, 149 : 1539aise : Le Bourdelles et al. 1994, 149 : 1539--1544.1544.

ACTUALITÉS EN VENTILATION. BRUXELLES 2012

SEVRAGE ET SOMMEIL

�Aucune recommandation sur le sommeil au cours du sevrage de la ventilation mécanique…

ReventilationnocturnePas dereventilation

�� Une Une éétude observationnelle publitude observationnelle publiéée en abstracte en abstract

Weinhouse et al. (Boston ) 2005, 171 : A160.

71% IDE 17% RéaMed 34% RéaChirVentila

tion contrôlée =

choix empirique des soignants pour u

n

meilleur sommeil…

6H – 22H

Sevrage diurne en aide inspiratoireReventilation nocturne en mode contrôlé

22H – 6H

Notre attitude actuelle :

IMPACT SUR LA DURÉE DU SEVRAGE ?

� ClinicalTrials.gov : NCT01573481 (October 2011)

� Objectif principal : comparaison des durées de sevrage de la ventilation mécanique selon le mode de ventilation nocturne (VPC versus VS-Ai)

� Enregistrement polysomnographique de 12 à 23H/24H, durant tout le sevrage

� Résultats préliminaires :14 patients BPCO sur les 35 patients prévus (VEMS : 40,0 ± 14,2%Th)

� 70,7 ± 10 ans

� Durée de ventilation avant sevrage : 8,7 ± 7,2 jours

� 7 VS-Ai et 7 reventilation nocturne en VPC

�

SEVRAGE AVEC OU SANS REVENTILATION NOCTURNE

�� 2 2 ééchecs dchecs d’’extubation groupe VS sur extubation groupe VS sur éépuisement, 1 puisement, 1 ééchec groupe VAC chec groupe VAC sur PAVMsur PAVM

�� CritCrit èère principalre principal (dur(duréée de sevrage) : pas de diffe de sevrage) : pas de difféérence significative rence significative entre les 2 groupesentre les 2 groupes

�� CritCrit èères secondaires res secondaires : meilleures quantit: meilleures quantitéé et qualitet qualitéé de sommeil dans le de sommeil dans le groupe groupe ““VPCVPC

Nuit 1Nuit 2

À suivre…

ET LA VNI ?

Décompensation restrictif

Après 4 jours de VNI

Contat, Sleep Med 2011

APNÉES CENTRALES EN AIDE INSPIRATOIRE (VNI)

Parreira V et al (1996, 153 : 1616-1623)

10 sujets

VS AI = 10, 15 ou 20 cm H2O

Apnées centrales (15 ± 5 sec) se terminant par un micro éveil

Apnées centrales observées : 6 sujets/10

Responsable d’une désaturation (SaO2 : 75%)

ET LES TRACHÉOTOMISÉS ?

AU TOTAL

� Sommeil des patients très altéré en réanimation en quantité, en qualité, et avec perte du rythme circadien

� Facteurs sur lesquels on ne peut intervenir: gravité de l’état, pathologies sous jacente

� Rôle du bruit, de la lumière et des soins� Limiter le bruit (attention aux conversations, bouchons d’oreilles)� Essayer de diminuer la lumière la nuit

� Rôle des médicaments� Attention au choix des sédations et à l’arrêt� Rôle de toutes les médications

� Rôle de la diminution sécrétion de la mélatonine: intérêt d’un traitement par mélatonine

� Rôle du mode ventilatoire : reventilation nocturne ?

Remerciements :

� Aurélie Basille� Damien Basille� Charles Dayen� Géraldine François� Vincent Jounieaux� Éline Magois� Isabelle Mayeux� Julien Monconduit� Claire Poulet� Pierre-Alexandre Roger� Dominique Rose� Bénédicte Toublanc

et toute l’équipe de la réanimation respiratoire du CHU d’Amiens