La Science Derrière Helight Sleep

Synthèse des publications scientifiques 2000-2019 relatives aux effets de la lumière sur l’Homme et rythmes circadiens: métabolisme et SNC avec une focalisation sur le sommeil.

En 2002, Berson et Hattar publient 2 articles complémentaires qui décrivent la présence et le fonctionnement de cellules gliales photoréceptrices peuplant la rétine (intrinscally photoreceptive retinal ganglion cells : ipRGCs) qui contiennent le pigment photorécepteur appelé mélanopsine : ils expliquent ainsi comment la lumière peut influencer les rythmes circadiens.

Quelques années plus tard, Hattar (2006) puis Benarroch (2011) démontrent que les très nombreuses connexions de ces cellules avec différentes aires du cerveau sont à l’origine de l’influence de la lumière hors système de vision. Comme Hattar l’avait déjà décrit en 2003, Lucas confirme par ailleurs en 2012 que les cellules rétiniennes de la vision (les cônes et les bâtonnets) contribuent également à cette influence en stimulant les cellules gliales.

Durant la dernière décennie, de nombreuses équipes ont ainsi étudié l’influence de la lumière sur différents processus biologiques (régulation de la masse corporelle, métabolisme général et homéostasie), mais aussi sur le bien-être (syndrome dépressif). Des études précliniques ont permis de décrire les conséquences d’un excès de lumière ou à l’inverse d’une privation totale de lumière. A l’occasion de ces travaux, et en testant l’influence de la composition spectrale de la lumière, une équipe a remarqué en 2013 que des hamsters à des photons de grande longueur d’onde (rouge) durant la nuit étaient moins sensibles à une dépression stimulée, et présentaient moins d’altération de leur structure neuronale que des hamsters exposés à une lumière bleue.

Parallèlement, de nombreuses études cliniques ont également été menées et publiées, notamment sur la durée et la qualité du sommeil suite à une première publication de Wallace-Guy en 2002. Les processus par lesquels la lumière influence le sommeil ont ainsi souvent été associés à des modifications de l’expression hormonale. En 2010, Figueiro et Rea publient une étude très intéressante sur l’influence de la lumière bleue et de la lumière rouge sur les variations circadiennes de production de cortisol, d’alpha-amylase et de mélatonine, démontrant un effet différentiel de ces 2 types de lumière.

L’influence négative d’une exposition en soirée à une lumière riche en composantes spectrales de faible longueur d’onde a notamment été démontrée par de nombreux auteurs dont notamment Chang (2015) et Chinoy (2018) : séquence d’endormissement plus longue, réduction de la production de mélatonine, retard de l’horloge circadienne, vigilance altérée le lendemain…

D’autres auteurs se sont concentrés sur l’influence de l’environnement sur la qualité du sommeil, en s’intéressant à l’exposition lumineuse au travail ou bien durant la totalité de la phase de sommeil. Ces publications ont conduit à s’intéresser de façon plus globale aux effets sur la santé de l’exposition à différentes sources artificielles de lumière. Une étude radiométrique satellitaire a été publiée en 2017, montrant que l’exposition humaine aux sources de lumière artificielle augmente en intensité et en surface chaque année. Pourtant, les preuves ne cessent de s’accumuler à charge pour ce qui concerne l’influence négative sur la santé et le bien-être d’une exposition à une lumière artificielle durant la nuit, mais de nouvelles investigations doivent être menées pour mieux comprendre et caractériser ces résultats, en affinant notamment l’aspect dosimétrique.

Un article récent (Wisse 2018) suggère que l’exposition à une lumière rouge pourrait avoir un effet suppresseur des conséquences négatives d’une exposition précédente à de la lumière bleue.

En complément, Figueiro et son équipe ont montré en 2019 qu’une exposition à la lumière rouge pendant le sommeil permettait de réduire significativement l’inertie au réveil.

Olivier Caselles

Ph.D - Physicien médical - IUTC - Oncopole Toulouse

[1] Phototransduction par les cellules ganglionnaires de la rétine qui règlent l'horloge circadienne.

[2] Cellules ganglionnaires rétiniennes contenant de la mélanopsine : architecture, projections et photosensibilité intrinsèque.

[3] Les cellules ganglionnaires de la rétine, intrinsèquement photosensibles, détectent la lumière grâce à un photopigment à base de vitamine A, la mélanopsine.

[4] Le système mélanopsine. Phototransduction, projections, fonctions et implications cliniques.

[5] Diminution du réflexe pupillaire lumineux à des irradiations élevées chez les souris dépourvues de mélanopsine.

[6] Comment les photorécepteurs à bâtonnets, à cônes et à mélanopsine s'associent pour éclairer l'horloge circadienne des mammifères.

[7] Exposition à la lumière du soir : conséquences sur le sommeil et la dépression

[8] Les effets des lumières rouges et bleues sur les variations circadiennes du cortisol, de l'alpha-amylase et de la mélatonine.

[9] L'utilisation en soirée de lecteurs électroniques émettant de la lumière a des effets négatifs sur le sommeil, le rythme circadien et la vigilance du lendemain matin.

[10] L'utilisation illimitée de tablettes lumineuses le soir retarde l'heure du coucher choisie par le patient et perturbe le rythme circadien et la vigilance.

[11] Effets durables d'une lumière rouge antérieure sur le diamètre de la pupille et la vigilance pendant une obscurité ultérieure

[12] Effets de la lumière rouge sur l'inertie du sommeil

[13] La lumière bleue a un côté sombre

[14] Effets de la lumière rouge sur le rythme circadien : Une comparaison entre des lampes ayant des températures de couleur corrélées similaires mais des spectres distincts.

[15] Effets durables d'une lumière rouge antérieure sur le diamètre de la pupille et la vigilance pendant une obscurité ultérieure

[16] La lumière rouge à des intensités supérieures à 10 lx modifie le comportement veille-sommeil chez la souris.

[17] La lumière rouge, la qualité du sommeil et les performances d'endurance des joueuses de basket-ball chinoises.