Des découvertes antérieures ont montré que les astronautes exposés à la microgravité, simulés via 60 jours d’alitement constant à un angle d’inclinaison tête en bas de 6°, subissent des changements physiologiques, notamment une suppression immunitaire, une inflammation accrue et une réduction de la masse musculaire et de la densité osseuse. Cependant, un aspect de la physiologie moins étudié concernant les effets de la microgravité concerne le sommeil et les rythmes biologiques.

L'auteur principal, le Dr María-Ángeles Bonmatí-Carrión, chercheur postdoctoral à l'Université de Surrey (actuellement au CIBERFES (Institut de santé Carlos III), à l'Université de Murcie et chercheur principal à l'Institut de Murcie de recherche biosanitaire, a déclaré :« C'est c'est la première fois que le sommeil et divers rythmes biologiques ont été évalués dans une perspective intégrative dans un protocole de repos au lit tête en bas pendant aussi longtemps (60 jours).

"Nous sommes convaincus que ces résultats serviront à concevoir de nouveaux protocoles visant à améliorer le sommeil et la robustesse rythmique dans l'espace. De plus, nos résultats peuvent également être appliqués à d'autres processus tels que le vieillissement ou l'impact d'une posture constante sur notre sommeil et nos rythmes. "

Dans une étude coordonnée par l'Agence spatiale européenne à la clinique spatiale MEDES à Toulouse, 20 hommes ont suivi un protocole de 90 jours comprenant deux semaines de référence, avant 60 jours d'alitement constant à un angle d'inclinaison tête en bas de 6°, simulant les effets de la microgravité ressentis par les astronautes. Le protocole s'est terminé par deux semaines de récupération.

Pour évaluer l’impact de la microgravité simulée, l’équipe de recherche a analysé la température cutanée du poignet, l’activité motrice, l’exposition à la lumière et la somnolence diurne tout au long du protocole de 90 jours. Le sommeil a été évalué par électroencéphalogramme (EEG) sur une série temporelle de 24 heures pendant deux jours au départ, trois jours au repos au lit et une fois en récupération. Lors de ces séances, des prélèvements de salive ont permis de mesurer la phase et l'amplitude de la mélatonine, une hormone qui régule les cycles veille-sommeil et la sécrétion de cortisol, la principale hormone du stress de l'organisme.

Les chercheurs ont observé une diminution de l’amplitude des rythmes de température, d’activité et de somnolence pendant l’alitement. La durée du sommeil a diminué au début de l'alitement et, en moyenne, les participants ont dormi moins de 6,5 heures par nuit tout au long de l'étude.

Les chercheurs notent qu’une privation partielle de sommeil d’une ampleur similaire entraîne des modifications du fonctionnement du système immunitaire et de l’état inflammatoire pendant l’alitement et les vols spatiaux. L'inverse a été constaté pour le sommeil diurne (siestes), avec une augmentation des siestes, particulièrement au début de l'étude, détectée.

Les résultats ont également confirmé l'association temporelle entre la température périphérique de la peau et la sécrétion de mélatonine, même dans des conditions d'alitement. Cependant, l'association de la température périphérique avec les différents stades du sommeil (la température de la peau du poignet augmente à mesure que le sommeil devient plus profond) a été perdue pendant le repos au lit, ce qui pourrait indiquer une perturbation des processus de thermorégulation liés au sommeil.

L'auteur principal, le professeur Simon Archer, professeur de biologie moléculaire du sommeil à l'université de Surrey, a déclaré :« Les rythmes biologiques sont perturbés et le sommeil est restreint lors des vols spatiaux, ce qui a un impact sur la physiologie et les performances. Le cycle de posture normal est un signal de renforcement important. la rythmicité biologique et sa suppression dans ce protocole ainsi que son absence lors des vols spatiaux contribuent probablement à la réduction des amplitudes rythmiques de nombreuses variables étudiées ici.

"Ces résultats ont des implications importantes pour les futurs vols spatiaux, mais également pour les conditions dans lesquelles les individus sont confinés au repos au lit à long terme."

Le professeur Derk-Jan Dijk, directeur du Surrey Sleep Research Center, a déclaré :« Des recherches menées sur de grandes cohortes, telles que la biobanque britannique, ont déjà fourni des preuves de la valeur prédictive de l'amplitude de la rythmicité sur 24 heures pour la santé future. les données soulignent que cet aspect important de la physiologie et du comportement humains peut être perturbé par des conditions telles qu'un alitement prolongé et un vol spatial."

Cette étude a été publiée dans la revue npj Microgravity .

Des résultats supplémentaires relatifs à la perturbation de l'expression des gènes dans cette étude ont été récemment publiés dans iScience. .