Une nouvelle analyse du processus de vieillissement biologique dans l’ensemble du corps humain suggère que tant le manque de sommeil que l’excès de sommeil sont associés à un vieillissement accéléré du cerveau, du cœur, des poumons, du système immunitaire et d’autres organes. Ces habitudes de sommeil ont également été mises en relation avec diverses maladies.

« Des études antérieures ont montré que le sommeil est étroitement lié au vieillissement et au stress pathologique subi par le cerveau. Notre étude va plus loin et démontre qu’un manque de sommeil comme un excès de sommeil sont associés à un vieillissement accéléré de presque tous les organes. Cela confirme l’idée selon laquelle le sommeil est essentiel au maintien de la santé des organes au sein d’un réseau coordonné entre le cerveau et le corps, notamment en ce qui concerne l’équilibre métabolique et la bonne santé du système immunitaire », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Junhao Wen, maître de conférences en radiologie au Vagelos College of Physicians and Surgeons de l’université Columbia. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Nature.

Les horloges biologiques révèlent comment les organes vieillissent

Les scientifiques ont de plus en plus recours aux horloges de vieillissement pour évaluer si une personne vieillit biologiquement plus vite ou plus lentement que ne le laisserait supposer son âge chronologique. Ces outils s’appuient sur l’apprentissage automatique et des données biologiques (par exemple, des protéines issues d’une prise de sang peu invasive) pour calculer les schémas associés au vieillissement. De nombreuses horloges biologiques fournissent un indicateur unique pour l’ensemble du corps. Or, les différents organes peuvent vieillir à des rythmes différents. Un exemple bien connu est le déclin de la fonction ovarienne, qui contribue à l’horloge biologique liée à la fertilité féminine.

Wen et ses collègues ont mis au point des horloges de vieillissement qui se concentrent sur des organes individuels. L’objectif est de fournir des informations plus détaillées et potentiellement plus personnalisées sur la santé d’une personne. « Tout le monde s’enthousiasme pour ces horloges de vieillissement et leur capacité à prédire le risque de maladie et la mortalité », explique Wen. « Mais pour moi, la question la plus passionnante est la suivante : pouvons-nous relier ces horloges de vieillissement à un facteur lié au mode de vie qui puisse être modifié à temps pour ralentir le processus de vieillissement ? »

La notion d’âge biologique diffère de celle d’âge chronologique. Par exemple, deux personnes peuvent toutes deux avoir 60 ans, mais leurs organes et leurs processus métaboliques peuvent être affectés à des degrés divers par le processus de vieillissement. Des facteurs tels que l’activité physique, l’alimentation, le tabagisme, les maladies chroniques, le stress et, éventuellement, le sommeil peuvent être liés à ces différences. Une horloge biologique du vieillissement tente de cartographier ces différences en se basant sur des caractéristiques biologiques mesurables. En d’autres termes, elle ne se contente pas d’indiquer l’âge d’une personne, mais cherche plutôt à évaluer dans quelle mesure certaines caractéristiques biologiques présentent déjà des changements liés à l’âge. L’examen des organes individuels est particulièrement intéressant dans ce contexte. Le cerveau, par exemple, peut présenter un âge biologique différent de celui du cœur, des poumons ou du foie. Une personne peut donc paraître en bonne santé dans l’ensemble, alors que certains systèmes organiques semblent déjà plus âgés que d’autres. Ce sont précisément ces différences que les horloges biologiques peuvent révéler.

À la recherche d’un sommeil optimal

Le sommeil offrait aux chercheurs une occasion idéale d’explorer cette question, car de plus en plus de données suggèrent que le sommeil joue un rôle important dans la santé. Wen portait également un intérêt personnel à ce sujet. « J’ai moi-même le sommeil très léger et je commençais peu à peu à m’inquiéter des effets sur ma propre santé », a déclaré Wen.

Pour créer ces horloges biologiques, Wen a utilisé les données d’environ un demi-million de participants à la UK Biobank. À l’aide de l’apprentissage automatique, les chercheurs ont identifié des signatures biologiques associées au vieillissement dans divers organes. Ils ont créé des horloges biologiques en s’appuyant sur différents types d’informations, notamment des mesures structurelles issues de l’imagerie médicale, des protéines associées à des organes spécifiques et des molécules détectées dans le sang. « Dans le foie, par exemple, nous disposons d’une horloge de vieillissement basée sur des données protéiques, d’une autre basée sur des données métaboliques et d’une troisième basée sur des données d’imagerie », explique Wen. « Cela nous permet de déterminer si le sommeil est associé, de manière spécifique, aux horloges de vieillissement dérivées de différents niveaux omiques et moléculaires. » L’équipe a ensuite comparé la durée du sommeil (telle que déclarée par chaque participant à la biobanque) aux estimations de l’âge biologique fondées sur 23 horloges biologiques couvrant 17 systèmes organiques.

L’ampleur de l’étude est ici un facteur clé. Avec environ un demi-million de participants, les chercheurs ont pu analyser un très vaste ensemble de données et rechercher des tendances qui auraient pu passer inaperçues dans des études de plus petite envergure. Par ailleurs, ce type d’analyse relève d’une étude observationnelle. En d’autres termes, les participants n’ont pas été répartis de manière aléatoire selon différentes durées de sommeil, mais ont indiqué la durée à laquelle ils dorment habituellement. Ce point est crucial pour l’interprétation. Si les personnes qui dorment très peu ou très longtemps semblent biologiquement plus âgées, cela signifie dans un premier temps uniquement que ces deux caractéristiques vont de pair. Il n’en découle pas automatiquement que la durée du sommeil elle-même soit la cause d’un vieillissement accéléré.

Un sommeil trop court ou trop long est associé à un vieillissement plus rapide

Une courbe clairement en forme de U a été observée dans l’ensemble de l’organisme. Les personnes ayant déclaré dormir peu (moins de 6 heures) ou beaucoup (plus de 8 heures) avaient tendance à présenter un vieillissement biologique plus rapide. Le vieillissement le plus lent a été observé chez les personnes déclarant dormir entre 6,4 et 7,8 heures par jour. Cette courbe en U est particulièrement intéressante. Elle suggère que la règle selon laquelle « plus on dort, mieux c’est » ne s’applique pas de manière absolue. Au contraire, c’est dans une fourchette modérée que l’on a constaté l’association avec l’âge biologique le plus bas. Les durées de sommeil très courtes et très longues étaient toutes deux associées à des scores de vieillissement plus élevés.

Il est toutefois important de noter que la fourchette de 6,4 à 7,8 heures identifiée dans l’étude ne doit pas être interprétée comme un objectif personnel précis. Les besoins individuels en sommeil peuvent varier et dépendent, entre autres, de l’âge, de l’état de santé et du mode de vie. De plus, l’étude décrit une corrélation statistique au sein de ce vaste groupe de participants et n’identifie pas de durée de sommeil idéale valable pour tout le monde. La qualité du sommeil ne peut pas non plus être entièrement déterminée sur la seule base de sa durée. Par exemple, deux personnes peuvent toutes deux passer sept heures au lit, mais l’une d’elles dort pendant la majeure partie de cette période, tandis que l’autre se réveille régulièrement. La signification biologique de ces deux schémas de sommeil pourrait être différente. Toutefois, la présente analyse s’est principalement concentrée sur la durée de sommeil déclarée.

Il est important de noter que les résultats ne prouvent pas que la durée du sommeil en soi entraîne un vieillissement plus rapide ou plus lent des organes. Ils suggèrent plutôt qu’un sommeil trop court ou trop long pourrait être le signe d’un état de santé général moins bon. Le lien avec un sommeil prolongé, en particulier, doit donc être interprété avec prudence. Dormir plus longtemps, par exemple, peut être la conséquence d’une affection préexistante, d’un épuisement ou d’une mauvaise qualité de sommeil. Dans ce cas, un sommeil prolongé ne serait pas nécessairement la cause des changements observés au niveau de la santé. Au contraire, une affection sous-jacente pourrait influencer à la fois le sommeil et les marqueurs biologiques du vieillissement.

Pourquoi le sommeil pourrait-il être important pour les organes vieillissants ?

Le sommeil n’est pas simplement une période d’inactivité du corps. Au cours des différentes phases du sommeil, l’activité cérébrale évolue et, parallèlement, des processus de régulation se produisent dans tout l’organisme. Le métabolisme est ajusté, le système immunitaire modifie son activité et les signaux hormonaux sont rééquilibrés. Le cerveau, lui aussi, subit pendant le sommeil des processus caractéristiques liés au traitement de l’information et au maintien de son fonctionnement normal.

Un sommeil perturbé ou raccourci de manière persistante pourrait donc affecter simultanément plusieurs systèmes biologiques. Si de tels changements persistent pendant de nombreuses années, il est concevable qu’ils puissent également avoir un impact sur la santé à long terme de divers organes. Cela pourrait expliquer pourquoi l’étude a mis en évidence des associations non seulement avec l’âge biologique du cerveau, mais aussi avec les marqueurs de vieillissement de nombreux autres systèmes organiques. Le sommeil pourrait agir comme une sorte de régulateur commun de diverses fonctions corporelles.

La durée du sommeil est associée à des maladies dans tout l’organisme

Les résultats mettent également en évidence un lien profond entre le sommeil, le cerveau et le reste de l’organisme. Une durée de sommeil courte était significativement associée à des épisodes dépressifs et à des troubles anxieux, ce qui corrobore des recherches antérieures établissant un lien entre un sommeil insuffisant et des problèmes de santé mentale. Elle a également été associée à l’obésité, au diabète de type 2, à l’hypertension artérielle, aux cardiopathies ischémiques et aux arythmies cardiaques. Tant une durée de sommeil courte qu’une durée de sommeil longue ont été associées à la bronchopneumopathie chronique obstructive et à l’asthme. Elles ont également été liées à divers troubles digestifs, notamment la gastrite et le reflux gastro-œsophagien.

Ce large éventail de liens constitue l’un des aspects les plus frappants de l’étude. La durée du sommeil ne semble pas être liée uniquement à des maladies touchant un seul système organique. Au contraire, des relations ont été observées avec des affections touchant le système cardiovasculaire, les voies respiratoires, le métabolisme, la digestion et la santé mentale. Wen a déclaré : « Ce lien profond entre le cerveau et le corps est important, car il nous montre que la durée du sommeil est une composante profondément ancrée dans notre physiologie globale, avec des effets de grande portée sur l’ensemble de l’organisme. »

Il est toutefois important de faire la distinction entre une corrélation et un lien de causalité. Par exemple, les personnes atteintes de diabète, de maladies cardiovasculaires ou de maladies respiratoires chroniques peuvent moins bien dormir ou présenter un besoin accru de sommeil. La maladie elle-même pourrait donc expliquer en partie pourquoi certains schémas de sommeil sont plus fréquents chez ces individus.

Sommeil, vieillissement et dépression chez les personnes âgées

Ces horloges biologiques spécifiques à chaque organe pourraient également aider les scientifiques à comprendre le lien entre le sommeil et certaines maladies. Wen et ses collègues ont étudié cette possibilité en prenant comme étude de cas la dépression chez les personnes âgées. Les chercheurs n’ont pas pu déterminer si les différences de durée de sommeil provoquaient la dépression chez les personnes âgées ou si la dépression elle-même modifiait la durée de sommeil des personnes touchées. Pour approfondir cette question, l’équipe a eu recours à une « analyse de médiation » afin d’examiner si le vieillissement biologique pouvait contribuer à expliquer le lien entre un sommeil court ou long et la dépression chez les personnes âgées.

Les résultats suggèrent qu’un sommeil court pourrait être plus directement lié au fardeau de la dépression chez les personnes âgées. Un sommeil long, en revanche, pourrait influencer la dépression par le biais de mécanismes reflétés dans les horloges biologiques du cerveau et du tissu adipeux. « Cela a des implications importantes pour la gestion future du sommeil et les approches thérapeutiques », a déclaré Wen. « Notre étude suggère qu’il pourrait exister des voies biologiques différentes chez les personnes dormant peu et celles dormant beaucoup, qui mènent au même résultat — la dépression chez les personnes âgées — et que nous ne devrions pas les traiter de la même manière. »

Cette distinction pourrait s’avérer particulièrement importante pour les recherches futures. Si le sommeil court et le sommeil long sont effectivement liés à la dépression par le biais de mécanismes biologiques différents, il ne serait peut-être pas judicieux de traiter ces deux types de sommeil de la même manière. Pour une personne qui dort chroniquement trop peu, par exemple, la privation de sommeil et une routine de sommeil perturbée pourraient constituer les principales préoccupations. En revanche, pour une personne qui dort anormalement longtemps, il pourrait être nécessaire d’examiner une affection médicale sous-jacente, la dépression elle-même ou une autre cause liée à la santé. Les habitudes de sommeil peuvent également évoluer, notamment chez les personnes âgées. Certaines personnes ont un sommeil plus léger et se réveillent plus fréquemment, tandis que d’autres restent au lit plus longtemps en raison de problèmes de santé ou de la prise de médicaments. Par conséquent, un changement de la durée du sommeil ne doit pas être considéré isolément.

Ce que ces résultats signifient pour un vieillissement en bonne santé

L’étude ne fournit aucune preuve qu’une durée de sommeil spécifique puisse ralentir le processus de vieillissement de l’organisme. Elle révèle toutefois un lien intéressant entre le sommeil et l’âge biologique qui semble s’étendre au-delà du cerveau. Par conséquent, vieillir en bonne santé pourrait dépendre non seulement de l’alimentation et de l’activité physique, mais aussi du maintien d’un rythme de sommeil aussi stable et suffisant que possible. L’essentiel n’est sans doute pas tant de dormir exactement le même nombre d’heures chaque nuit. Il est bien plus important de prêter attention à ses propres habitudes de sommeil et à tout changement potentiel à long terme.

Toute personne qui dort régulièrement moins de six heures ou qui, soudainement, dort nettement plus longtemps qu’auparavant ne devrait pas simplement considérer ce changement comme une conséquence normale du vieillissement. Surtout, un changement durable des habitudes de sommeil peut indiquer que d’autres facteurs, de santé ou d’ordre psychologique, sont en jeu. Dans le même temps, il ne faut pas s’inquiéter pour quelques nuits de mauvais sommeil. L’étude porte sur les habitudes de sommeil à long terme au sein d’un large groupe de population, et non sur les effets d’une nuit de sommeil occasionnellement courte.