Archives Internalionales de Physiologie, de Biochimie et de Biophysique, 1992, 100, 255-262
25 5
Requ le 30 juillet 1991.
Tolerance a I’effort apres reduction de sommeil et apres prise d’un hypnotique : le zolpidem PAR
F. MOUGIN
(I,*),
M. L. SIMON-RIGAUD
(I),
D. DAVENNE (*), H. BOURDIN (’), J. C. GUILLAND 13J,. P. KANTELIP and P. MAGNIN (I)
(I)
Archives of Physiology and Biochemistry Downloaded from informahealthcare.com by University of British Columbia on 11/20/14 For personal use only.
[(I) Laboratoire de Physiopathologie Respiratoire et Ctfrtfbrale;Mtfdecine et Biologie du sport. CHU Besayon; (z) Laboratoire d’Etudes et de Recherches sur la Performance Sportive. UFR STA PS Dijon. (7 Laboratoire de Physiologie. CHU. Dijon]
(2 figures)
The aim of the present study was to investigate the effects of a delayed bedtime (3 a.m.), an advanced rising (3 a.m.), a sleep under placebo and under a hypnotic compound, i.e. 10 mg of zolpidem (Stilnofl ) on sleep structure and on the adaptations to a subsequent exercise in 8 male athletes. The chronology of these nights was randomized and each treatment administered in a double blind fashion. During each experimental night, subjects were monitored with conventional EEG/EOG/EMG polygraphic recordings. The next day, athletic performance was tested using a bicycle ergometer. A codified exercise was performed and consisted to a 10 min warm up followed by a 30 min steady state cycling corresponding to 75% of predetermined VO, max. Then the work load increased progressively by steps of 10 W every minute until exhaustion. The recovery lasted 30 min. Heart rate, ventilation, V02,ERO, were monitored during all exercise and recovery. Plasma lactates and catecholamines were also measured at the same time. The data concerning sleep recordings showed that both nights with partial sleep deprivation resulted in a drop of time spent in slow wave sleep I1 (decrease of 55%) and in rapid eye movement sleep (decrease of 45%) while the amount of slow wave sleep Ill and IV were identical to that observed after the reference night. The sleep onset latency and the amount of sleep in stage I was reduced only after the delayed bedtime. Sleep data under zolpidem did not show any significantly difference in the amount of different sleep stages. At subsequent exercise conducted after both reduced-sleep nights, lactate levels and minute ventilation were significantly higher during the constant load cycling whereas heart rate, VO, and catecholamines were not altered. At maximal exercise, neither lactate nor VE were impaired while peak VO, decreased and the VE/V02 increased. The other parameters were not modified. The maximal sustained work load had a tendency to be lower after the late bedtime (294 f 3 1 W) and after the early rising (292 +: 37 W) compared to control (308 f 28.9 W). At recovery, no difference was observed in the studied parameters. After nights induced by zolpidem or placebo, no alteration in cardiorespiratory and metabolic values was noted. These findings show that physiological adaptations and the ability to perform maximal exercise are affected by a partial sleep loss but not by a single ingestion of zolpidem prior t o sleep.
Introduction De nombreux facteurs se conjuguent pour que le sommeil des sportifs de haut niveau soit de mauvaise qualite. Ainsi, le stress prtcedant la competition, l’exces de fatigue, le changement d’environnement ou les dCcalages horaires lors de competitions internationales sont les facteurs le plus souvent evoques dans l’etiologie d’un endormissement difficile, d’insomnies en milieu de nuit, ou de rkveils prtcoces susceptibles de nuire a une bonne recuperation. En effet, il est bien connu que la valeur recuperative du sommeil est determinee par deux parametres que sont la durte et la continuit6 du sommeil (BONNET,1985, 1987; DOWNEY& BONNET,1987). De plus, la plupart des entraineurs et des athletes sont conscients du fait que les performances sportives sont likes
a la qualite du sommeil. Comme le souligne SHEPHARD (1984) la privation de sommeil est agressive en elle mzme. Elle peut, en perturbant certains rythmes biologiques, dktkriorer la performance. C’est ainsi que certaines contre-performances ont pu &re attribuies a une nuit de sommeil perturbe consecutive a des deplacements rapides des athlktes sur des vols transmeridiem (LAGARDE & MILHAUD,1989). Lors d’une etude precedente (MOUGINet al., 1991), nous avons demontrk qu’une fragmentation d’une nuit de sommeil, par un reveil de 3 heures en milieu de nuit, affecte I’architecture du sommeil et altere les adaptations physiologiques de l’organisme a I’effort subsequent alors que la prise d’un hypnotique a demi-vie ultra-courte, le triazolam a la posologie de 0,25 mg, juste avant le coucher
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F. MOUGIN, M. L. SIMON-RIGAUD, D. DAVENNE, H. BOURDIN, J.
n’a pas d’effets defavorables sur la performance physique du lendemain. En revanche, les effets d’une privation de sommeil par un endormissement tardif ou un rkveil precoce sur la capacitt des sujets a tolerer un effort n’ont jusqu’alors jamais it6 mis en evidence. Ce travail a donc pour intCrCt d’haluer chez des athlktes de haut niveau regional, l’influence d’un kveil prolonge provoquC par un coucher retarde (3 heures du matin) ou par un lever avancC (3 heures du matin) ainsi que les effets d’une nuit induite par la prise vespkrale unique de 10 mg de zolpidem, sur les paramktres cardiaques, ventilatoires et mttaboliques a l’effort subsequent. Materiel et mdthodes
Sujets :8 athlktes de sexe masculin (Ige : 24.0 f 2.4 ans; taille : 177.7 k 2.6 cm; poids : 71.5 k 5.04 kg) ont CtC sClectionnCs pour participer a cette etude. Afin d’obtenir un groupe homogkne, nous avons retenu dew crithes de selection : - d’une part, le rythme veille/sommeil des sujets etait CvaluC grlce au questionnaire de HORNEet OSTBERC (1976) ainsi que la qualit6 et la quantite de leur sommeil Cvalutes griice au calendrier de sommeil de BASTUJIet JOWET (1985); les sujets choisis n’Ctaient ni “du matin” ni “du soir” et avaient une durCe moyenne de sommeil de 8 k 0.4 h. - d’autre part, leur aptitude physique et leur niveau d’entrainement ktaient determines grace a une Cpreuve d’effort prtliminaire A 1’Ctude. Cet effort a CtC rCalisC sur bicyclette ergometrique a frein electromagnttique (Siemens S.A., Saint Denis, France) griice a une Cpreuve classique progressivement croissante jusqu’a la Vo2 max. La VO, max moyenne de nos sujets ktait de 63.5 k 10.8 ml/min/kg. Ce test prkliminaire a permis de determiner Cgalement pour chaque sujet la puissance correspondant a 75% de leur VO, max, puissance fixe imposCe ensuite au cours de toutes les epreuves d’effort succedant aux differentes nuits analyskes. De plus, aucun d’entre eux n’etait sous traitement medical. Protocole expkrimental Cette etude acceptee par le Comitt d’Ethique pour la protection de l’homme a etk rkaliske en double aveugle, de type essais croisCs randomisb, pour les nuits avec placebo et zolpidem.
Enregistrernent des nuits de somrneil Chaque sujet a passe 6 nuits en laboratoire de sommeil, espacCes l’une de l’autre d’une semaine, au cours desquelles des enregistrements polysomnographiques ont CtC rCalisCs. Les nuits ont CtC reparties de manikre alkatoire, de la facon suivante : - une premiere nuit d’habituation prCcCdant la nuit de reference, de facon a Cviter les effets bien connus d’une premikre nuit passee en laboratoire de sommeil. Ces deux nuits ont CtC suivies par 4 nuits experimentales dont : - deux nuits randomisees au debut desquelles, il a ktk administre soit un hypnotique, le zolpidem (Stilno9 ,
c. GUILLAND,
J. P. KANTELIP AND P . MAGNIN
Laboratoire Synthelabo, France) a la dose de 10 mg, soit un placebo. Lors de ces differentes nuits, le coucher a eu lieu a l’heure habituelle, aux alentours de 22h30 et Ie lever a kttc fix6 a 7 h. - deux nuits avec privation partielle de sommeil au cours desquelles le sommeil a CtC reduit soit par un coucher tardif (3 heures du matin) soit par un lever prkcoce (3 heures du matin). Pendant la pkriode d’kveil, les sujets devaient garder les yew ouverts, n’itaient pas autorisks a se nourrir, ou a boire des boissons excitantes. 11s pouvaient lire, regarder la television ou Ccouter de la musique pour maintenir un niveau d’kveil suffisant. Plusieurs variables physiologiques, dont l’electroenckphalogramme, l’klectrooculogramme,l’electromyogramme, l’electrocardiogramme ont ettc enregistrees durant toute la nuit grice a des electrodes placees au niveau du cuir chevelu, de la houpe du menton, a l’angle de chaque oeil, et sur la partie supdrieure du thorax. Les traces polygraphiques ainsi rkalists a la vitesse de 15 mm.s-’ ont CtC dkpouilles a partir des critkres dkfinis par RECHTSCHAFFEN et KALES (1968).
Enregistrement de la performance Le lendemain de chacune des nuits de reference ou experimentales, une tpreuve d’effort sur bicyclette ergometrique (Siemens) a ktk rkalisee a 14 heures. Le protocole d’effort codifie a comporte plusieurs ttapes dont une ptriode d’echauffement de 10 min au cours de laquelle les paliers de puissance augmentent progressivement de 50W en 50W jusqu’a atteindre un puissance de travail equivalente a 75% de la VO, max des sujets. Cette pkriode d’effort a puissance fixe dure 30 mn et se pousuit par une augmentation de la charge de travail de 1OW toutes les minutes jusqu’a la puissance maximale supportee, puissance nous permettant de mesurer le pic de VO,. La rkcuperation est suivie pendant 30 min. Durant l’exercice et les 15 premieres minutes de recuperation, l’electrocardiogramme et la frequence cardiaque sont surveillks grIce a un cardioscope (Ergoskop 74 1 Siemens) et un Clectrocardiographe 3 pistes (Mingograph 410 Siemens). La ventilation (VE), la consommation d’oxygkne (VO,), 1’Cquivalent respiratoire pour l’oxygene @RO2) sont mesures griice a un pneumotachographe et a des analyseurs rapides d’oxygkne, de gaz carbonique et de debits ventilatoires (analyseur infrarouge pour le CO,, cellule au zirconium pour I’oxygene pour une analyse en temps reel cycle par cycle) (MGC 2001 CAD/NET : Electronic Mkdical, MSE, Strasbourg,France). Des prelevements sanguins, par catheter intraveineux mis en place au pli du coude, ont CtC effectuks pour la mesure de la lactattmie et des catecholamines plasmatiques. Les Cchantillons ont ettc immkdiatement deposes sur la glace avant d’Ctre centrifuges et ultirieurement analyses par mkthode enzymatique pour les lactates sanguins (Boehringer Mannheim GrnbH Diagnostica, Meylan, France) et par mkthode chromatographique a haute pression pour les catecholamines plasmatiques (GUILLAND & KLEPPING,
1986).
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TOLERANCE A L’EFFORT, REDUCTION DE SOMMEIL ET HYPNOTIQUE
TABLEAU I. Caractkristiques du sommeil (en minutes) obtenues au cours des differentes nuits expPrimentales.
Duree totale de sommeil (mn)
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Latence d’endormissement (mn)
Stade 1 (mn)
Nuit contrBle
Nuit placebo
Nuit zolpidem
456.2f26.4
462.0k 10.2
465.3f21.5
14.7 f 10.3
13.7 f 10.0
1 3 . 1 ~8.1
8.2k 12.0
15.9k 21.5
18.2k22.7
Nuits de privation Coucher retard6 Lever prkcoce
ANOVA
255.1 k21.6**
F = 22.3 P
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Requ le 30 juillet 1991.
Tolerance a I’effort apres reduction de sommeil et apres prise d’un hypnotique : le zolpidem PAR
F. MOUGIN
(I,*),
M. L. SIMON-RIGAUD
(I),
D. DAVENNE (*), H. BOURDIN (’), J. C. GUILLAND 13J,. P. KANTELIP and P. MAGNIN (I)
(I)
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[(I) Laboratoire de Physiopathologie Respiratoire et Ctfrtfbrale;Mtfdecine et Biologie du sport. CHU Besayon; (z) Laboratoire d’Etudes et de Recherches sur la Performance Sportive. UFR STA PS Dijon. (7 Laboratoire de Physiologie. CHU. Dijon]
(2 figures)
The aim of the present study was to investigate the effects of a delayed bedtime (3 a.m.), an advanced rising (3 a.m.), a sleep under placebo and under a hypnotic compound, i.e. 10 mg of zolpidem (Stilnofl ) on sleep structure and on the adaptations to a subsequent exercise in 8 male athletes. The chronology of these nights was randomized and each treatment administered in a double blind fashion. During each experimental night, subjects were monitored with conventional EEG/EOG/EMG polygraphic recordings. The next day, athletic performance was tested using a bicycle ergometer. A codified exercise was performed and consisted to a 10 min warm up followed by a 30 min steady state cycling corresponding to 75% of predetermined VO, max. Then the work load increased progressively by steps of 10 W every minute until exhaustion. The recovery lasted 30 min. Heart rate, ventilation, V02,ERO, were monitored during all exercise and recovery. Plasma lactates and catecholamines were also measured at the same time. The data concerning sleep recordings showed that both nights with partial sleep deprivation resulted in a drop of time spent in slow wave sleep I1 (decrease of 55%) and in rapid eye movement sleep (decrease of 45%) while the amount of slow wave sleep Ill and IV were identical to that observed after the reference night. The sleep onset latency and the amount of sleep in stage I was reduced only after the delayed bedtime. Sleep data under zolpidem did not show any significantly difference in the amount of different sleep stages. At subsequent exercise conducted after both reduced-sleep nights, lactate levels and minute ventilation were significantly higher during the constant load cycling whereas heart rate, VO, and catecholamines were not altered. At maximal exercise, neither lactate nor VE were impaired while peak VO, decreased and the VE/V02 increased. The other parameters were not modified. The maximal sustained work load had a tendency to be lower after the late bedtime (294 f 3 1 W) and after the early rising (292 +: 37 W) compared to control (308 f 28.9 W). At recovery, no difference was observed in the studied parameters. After nights induced by zolpidem or placebo, no alteration in cardiorespiratory and metabolic values was noted. These findings show that physiological adaptations and the ability to perform maximal exercise are affected by a partial sleep loss but not by a single ingestion of zolpidem prior t o sleep.
Introduction De nombreux facteurs se conjuguent pour que le sommeil des sportifs de haut niveau soit de mauvaise qualite. Ainsi, le stress prtcedant la competition, l’exces de fatigue, le changement d’environnement ou les dCcalages horaires lors de competitions internationales sont les facteurs le plus souvent evoques dans l’etiologie d’un endormissement difficile, d’insomnies en milieu de nuit, ou de rkveils prtcoces susceptibles de nuire a une bonne recuperation. En effet, il est bien connu que la valeur recuperative du sommeil est determinee par deux parametres que sont la durte et la continuit6 du sommeil (BONNET,1985, 1987; DOWNEY& BONNET,1987). De plus, la plupart des entraineurs et des athletes sont conscients du fait que les performances sportives sont likes
a la qualite du sommeil. Comme le souligne SHEPHARD (1984) la privation de sommeil est agressive en elle mzme. Elle peut, en perturbant certains rythmes biologiques, dktkriorer la performance. C’est ainsi que certaines contre-performances ont pu &re attribuies a une nuit de sommeil perturbe consecutive a des deplacements rapides des athlktes sur des vols transmeridiem (LAGARDE & MILHAUD,1989). Lors d’une etude precedente (MOUGINet al., 1991), nous avons demontrk qu’une fragmentation d’une nuit de sommeil, par un reveil de 3 heures en milieu de nuit, affecte I’architecture du sommeil et altere les adaptations physiologiques de l’organisme a I’effort subsequent alors que la prise d’un hypnotique a demi-vie ultra-courte, le triazolam a la posologie de 0,25 mg, juste avant le coucher
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F. MOUGIN, M. L. SIMON-RIGAUD, D. DAVENNE, H. BOURDIN, J.
n’a pas d’effets defavorables sur la performance physique du lendemain. En revanche, les effets d’une privation de sommeil par un endormissement tardif ou un rkveil precoce sur la capacitt des sujets a tolerer un effort n’ont jusqu’alors jamais it6 mis en evidence. Ce travail a donc pour intCrCt d’haluer chez des athlktes de haut niveau regional, l’influence d’un kveil prolonge provoquC par un coucher retarde (3 heures du matin) ou par un lever avancC (3 heures du matin) ainsi que les effets d’une nuit induite par la prise vespkrale unique de 10 mg de zolpidem, sur les paramktres cardiaques, ventilatoires et mttaboliques a l’effort subsequent. Materiel et mdthodes
Sujets :8 athlktes de sexe masculin (Ige : 24.0 f 2.4 ans; taille : 177.7 k 2.6 cm; poids : 71.5 k 5.04 kg) ont CtC sClectionnCs pour participer a cette etude. Afin d’obtenir un groupe homogkne, nous avons retenu dew crithes de selection : - d’une part, le rythme veille/sommeil des sujets etait CvaluC grlce au questionnaire de HORNEet OSTBERC (1976) ainsi que la qualit6 et la quantite de leur sommeil Cvalutes griice au calendrier de sommeil de BASTUJIet JOWET (1985); les sujets choisis n’Ctaient ni “du matin” ni “du soir” et avaient une durCe moyenne de sommeil de 8 k 0.4 h. - d’autre part, leur aptitude physique et leur niveau d’entrainement ktaient determines grace a une Cpreuve d’effort prtliminaire A 1’Ctude. Cet effort a CtC rCalisC sur bicyclette ergometrique a frein electromagnttique (Siemens S.A., Saint Denis, France) griice a une Cpreuve classique progressivement croissante jusqu’a la Vo2 max. La VO, max moyenne de nos sujets ktait de 63.5 k 10.8 ml/min/kg. Ce test prkliminaire a permis de determiner Cgalement pour chaque sujet la puissance correspondant a 75% de leur VO, max, puissance fixe imposCe ensuite au cours de toutes les epreuves d’effort succedant aux differentes nuits analyskes. De plus, aucun d’entre eux n’etait sous traitement medical. Protocole expkrimental Cette etude acceptee par le Comitt d’Ethique pour la protection de l’homme a etk rkaliske en double aveugle, de type essais croisCs randomisb, pour les nuits avec placebo et zolpidem.
Enregistrernent des nuits de somrneil Chaque sujet a passe 6 nuits en laboratoire de sommeil, espacCes l’une de l’autre d’une semaine, au cours desquelles des enregistrements polysomnographiques ont CtC rCalisCs. Les nuits ont CtC reparties de manikre alkatoire, de la facon suivante : - une premiere nuit d’habituation prCcCdant la nuit de reference, de facon a Cviter les effets bien connus d’une premikre nuit passee en laboratoire de sommeil. Ces deux nuits ont CtC suivies par 4 nuits experimentales dont : - deux nuits randomisees au debut desquelles, il a ktk administre soit un hypnotique, le zolpidem (Stilno9 ,
c. GUILLAND,
J. P. KANTELIP AND P . MAGNIN
Laboratoire Synthelabo, France) a la dose de 10 mg, soit un placebo. Lors de ces differentes nuits, le coucher a eu lieu a l’heure habituelle, aux alentours de 22h30 et Ie lever a kttc fix6 a 7 h. - deux nuits avec privation partielle de sommeil au cours desquelles le sommeil a CtC reduit soit par un coucher tardif (3 heures du matin) soit par un lever prkcoce (3 heures du matin). Pendant la pkriode d’kveil, les sujets devaient garder les yew ouverts, n’itaient pas autorisks a se nourrir, ou a boire des boissons excitantes. 11s pouvaient lire, regarder la television ou Ccouter de la musique pour maintenir un niveau d’kveil suffisant. Plusieurs variables physiologiques, dont l’electroenckphalogramme, l’klectrooculogramme,l’electromyogramme, l’electrocardiogramme ont ettc enregistrees durant toute la nuit grice a des electrodes placees au niveau du cuir chevelu, de la houpe du menton, a l’angle de chaque oeil, et sur la partie supdrieure du thorax. Les traces polygraphiques ainsi rkalists a la vitesse de 15 mm.s-’ ont CtC dkpouilles a partir des critkres dkfinis par RECHTSCHAFFEN et KALES (1968).
Enregistrement de la performance Le lendemain de chacune des nuits de reference ou experimentales, une tpreuve d’effort sur bicyclette ergometrique (Siemens) a ktk rkalisee a 14 heures. Le protocole d’effort codifie a comporte plusieurs ttapes dont une ptriode d’echauffement de 10 min au cours de laquelle les paliers de puissance augmentent progressivement de 50W en 50W jusqu’a atteindre un puissance de travail equivalente a 75% de la VO, max des sujets. Cette pkriode d’effort a puissance fixe dure 30 mn et se pousuit par une augmentation de la charge de travail de 1OW toutes les minutes jusqu’a la puissance maximale supportee, puissance nous permettant de mesurer le pic de VO,. La rkcuperation est suivie pendant 30 min. Durant l’exercice et les 15 premieres minutes de recuperation, l’electrocardiogramme et la frequence cardiaque sont surveillks grIce a un cardioscope (Ergoskop 74 1 Siemens) et un Clectrocardiographe 3 pistes (Mingograph 410 Siemens). La ventilation (VE), la consommation d’oxygkne (VO,), 1’Cquivalent respiratoire pour l’oxygene @RO2) sont mesures griice a un pneumotachographe et a des analyseurs rapides d’oxygkne, de gaz carbonique et de debits ventilatoires (analyseur infrarouge pour le CO,, cellule au zirconium pour I’oxygene pour une analyse en temps reel cycle par cycle) (MGC 2001 CAD/NET : Electronic Mkdical, MSE, Strasbourg,France). Des prelevements sanguins, par catheter intraveineux mis en place au pli du coude, ont CtC effectuks pour la mesure de la lactattmie et des catecholamines plasmatiques. Les Cchantillons ont ettc immkdiatement deposes sur la glace avant d’Ctre centrifuges et ultirieurement analyses par mkthode enzymatique pour les lactates sanguins (Boehringer Mannheim GrnbH Diagnostica, Meylan, France) et par mkthode chromatographique a haute pression pour les catecholamines plasmatiques (GUILLAND & KLEPPING,
1986).
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TOLERANCE A L’EFFORT, REDUCTION DE SOMMEIL ET HYPNOTIQUE
TABLEAU I. Caractkristiques du sommeil (en minutes) obtenues au cours des differentes nuits expPrimentales.
Duree totale de sommeil (mn)
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Latence d’endormissement (mn)
Stade 1 (mn)
Nuit contrBle
Nuit placebo
Nuit zolpidem
456.2f26.4
462.0k 10.2
465.3f21.5
14.7 f 10.3
13.7 f 10.0
1 3 . 1 ~8.1
8.2k 12.0
15.9k 21.5
18.2k22.7
Nuits de privation Coucher retard6 Lever prkcoce
ANOVA
255.1 k21.6**
F = 22.3 P
