Comment le sommeil renforce les muscles et les os

Une quantité suffisante de sommeil réparateur et sans perturbations est indispensable pour construire des os et des muscles sains : les parents d’enfants et d’adolescents en pleine explosion de croissance et les sportifs professionnels le savent. Mais de quelle façon le sommeil favorise-t-il la croissance ?

Une étude publiée dans Cell approfondit le mécanisme neuronal à la base du lien entre le repos correct et la libération, par le cerveau, de l’hormone de croissance.

L’hormone de croissance ou somatotropine (Growth Hormone, GH) est une protéine produite par l’hypophyse (une petite glande à la base du cerveau) qui a pour mission de construire les tissus et les organes.

Outre sa contribution aux mécanismes de régulation de la croissance, elle agit sur les os, les cartilages et les muscles, et régule aussi le métabolisme des graisses, des sucres et des protéines dans les organes des adultes.

Elle n’est pas produite de manière constante : ses pics de libération les plus élevés surviennent pendant le sommeil, et plus particulièrement lors de la phase de sommeil profond des premières heures, le sommeil non-REM.

Jusqu’ici, les niveaux d’hormone de croissance étaient évalués simplement par des analyses sanguines, mais le fonctionnement du circuit neuronal de base qui régule sa libération n’était pas connu. Des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley ont étudié l’activité des neurones de l’hypothalamus chez des souris dormantes :

L’hypothalamus est une petite structure cérébrale qui dirige l’activité de l’hypophyse et régule la libération des hormones, dont celle de la croissance.

Les scientifiques ont découvert que les deux hormones qui contrôlent, dans un délicat et continu jeu d’équilibres, la production de l’hormone de croissance (le GHRH ou hormone de libération de la somatotropine, qui en favorise le relâchement, et la somatostatine, qui en inhibe la libération) – agissent différemment pendant le sommeil REM et non-REM pour stimuler la libération de cette substance.

Ils ont également observé que l’hormone de croissance règle l’activité du locus coeruleus, un noyau de cellules nerveuses dans le tronc cérébral qui contrôle de nombreux mécanismes physiologiques et qui est impliqué dans l’attention, l’éveil et la recherche de nouveautés.

« Le sommeil stimule la libération de l’hormone de croissance, et l’hormone de croissance agit à son tour pour réguler l’éveil, et cet équilibre est essentiel pour la croissance, la réparation et la santé métabolique », explique le neuroscientifique Daniel Silverman, l’un des auteurs de l’étude.

Pendant le sommeil, l’hormone de croissance libérée s’accumule lentement dans le locus coeruleus, favorisant l’état de veille ; lorsque l’on est réveillé et que le locus coeruleus atteint des niveaux d’activation excessifs (et qu’il est donc suractivé), il favorise l’état de somnolence.

Ce mécanisme fait que – idéalement, et lorsque le sommeil est suffisant et de qualité – soit toujours garanti le bon relâchement (ni trop, ni trop peu) de l’hormone de croissance.

La recherche suggère qu’un équilibre correct des processus de libération de l’hormone de croissance pourrait avoir des bénéfices qui vont au-delà de la croissance, par exemple sur l’attention et les fonctions cognitives.

Une mauvaise régulation des neurones du locus coeruleus est en effet impliquée dans divers troubles psychiatriques et neurologiques. « L’hormone de croissance n’aide pas seulement à développer les muscles et les os et à réduire le tissu adipeux, mais elle peut aussi offrir des bénéfices cognitifs, en favorisant le niveau d’éveil général au réveil » conclut Xinlu Ding, premier auteur de l’étude.