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Impact de la lumière le soir sur le sommeil

Les nouvelles sources de lumière artificielle sont plus riches en lumière bleue. De nombreux travaux (Figueiro, Overington et al 2015 ; Ostrin et al 2017) ont montré en effet qu’en soirée, l’exposition à la lumière pouvait perturber la qualité du sommeil et des rythmes circadiens, et encore davantage chez les sujets plus jeunes, qui montrent les taux les plus élevés de suppression de la mélatonine, hormone de la nuit, particulièrement sensible à la portion circadienne de lumière visible centrée à 480 nm (bleu-vert). L'ANSES confirme ce risque dans son rapport rendu en avril 2019 sur les effets des LED sur la santé humaine.

Opto Genius vous rappelle les mécanismes circadiens d'entraînement chronobiologiques par la lumière et montre les effets potentiellement néfastes d'aller à l'encontre des nouvelles recommandations nourries de la littérature scientifique sur le besoin individuel de la bonne lumière, avec la bonne intensité et le bon spectre, au bon moment de la journée.

L’œil ne sert pas qu’à voir, il est aussi très important pour les rythmes biologiques.

L’expérience de Michel Siffre en 1962, le montre bien. Il était resté dans une grotte plus de 50 jours et indiquait chaque jour à quel moment il se réveillait et se couchait. Plus les jours défilaient, plus son rythme se décalait. Sans la présence de lumière au bon moment de la journée, l’horloge biologique se décale. En ce qui concerne Michel Siffre, son horloge biologique s’est décalée de 33 heures.

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Nous voyons donc que la lumière est le principal synchroniseur de notre horloge biologique.

Une publication de Hattar et al en 2002 met en avant la structure anatomique expliquant les signaux transmis de l’œil vers certaines zones du cerveau.

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En vert, vous pouvez observer les cellules ganglionnaires à mélanopsine, qui correspondent à moins de 3 % des cellules ganglionnaires présentes dans la rétine. Ces cellules envoient un message dans des zones non visuelles du cerveau, au-dessus des chiasmas optiques. Ces zones sont considérées comme le « chef d’orchestre » de l’organisme.

Ces cellules ganglionnaires à mélanopsine ont un pic d’absorption à 480 nm (Brainard et al. 2017), c’est-à-dire dans le bleu turquoise. C’est ce qu’on appelle la lumière circadienne.

Nous avons vu que l’important était d’avoir une bonne lumière au bon moment

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RESTER À JOUR

En effet, notre horloge biologique répond à l’influence de la lumière. Les deux marqueurs des cycles circadiens sont la mélatonine (hormone de la nuit) et la température corporelle.

Le matin, la mélatonine est à zéro alors que notre température est normale. Le soir, la mélatonine a un pic de sécrétion à 3h du matin, alors que la température du corps diminue jusqu’à 36,5°C. Puis, avec la lumière de l’aube, la mélatonine est supprimée et la température du corps remonte.


Brainard et al. 2017

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Dans notre organisme, 60 % des cellules fonctionnent en suivant ce cycle circadien.


De ce fait, dès lors que l’on perturbe le rythme biologique, on perturbe le métabolisme, le fonctionnement hormonal, le sommeil, les performances cognitives, les activités locomotrices, l’humeur, le réflexe pupillaire et le bien-être de façon générale.

La synchronisation par la lumière

En parlant de lumière, nous parlons de :


Spectre lumineux : c’est-à-dire la distribution en longueur d’onde de la lumière. La lumière chronobiologique a un pic à 480 nm, et la mélanopsine dans ces cellules ganglionnaires spécifiques se régénère.

Luminance : de bas niveaux lumineux, à partir de 30 lux, sont suffisants pour induire des suppressions de mélatonine et des troubles du sommeil. À 30-40 lux, on peut déjà observer une baisse de 40 % de mélatonine.

Durée : pour une bonne hygiène lumineuse, il est important d’avoir une bonne intensité de lumière circadienne le matin et de l’éviter dans la soirée.

Ce sont des effets mesurables chez l’Homme directement, et on peut observer des effets à court terme en gardant des critères objectifs.

La physiologie circadienne dépend fortement de l’âge

Les jeunes adultes souffrent souvent d’un trop plein de lumière en soirée.

Figueiro et al. 2010. Si le soir, on s’expose pendant une heure à une lumière bleue versus une exposition de lumière rouge, la lumière bleue réduit la mélatonine de 40 % au coucher.

Figueiro, Overington, 2015. Si le soir, des sujets regardent un écran d’ordinateur sans lunettes pendant deux heures versus des lunettes avec filtre jaune coupant toute la lumière bleue, les résultats montrent une réduction de 38 % de la mélatonine au coucher. Une autre étude faite par Ostrin et al, 2017, cette fois ci avec 3-4 heures d’exposition aux écrans et dans les mêmes circonstances de test, montrent aussi une réduction de 38 % de la mélatonine.

Higuchi et al, 2003. Si l’on compare les sujets qui regardent un écran pendant 3 heures versus 3 heures sans écran, on constate une réduction de 38 % de la mélatonine.

Chang et al, 2015. On a également comparé une période de 4 heures de lecture sur tablette versus une lecture sur un livre papier. Le résultat montre une réduction de 55 % de la mélatonine au coucher pour les sujets qui lisent sur tablette.

Il faut savoir qu’il suffit d’une réduction de 25 % de la mélatonine au coucher pour perturber le sommeil. La lumière circadienne doit donc être évitée au moins 2 heures avant l’heure du coucher.

Une expérience de Higuchi et al en 2003 montre que les enfants souffrent beaucoup plus que les adultes. Sur le graphique, on a un contrôle obscurité représenté par les points noirs. Les points blancs, eux, correspondent à l’exposition à la lumière. Pour les adultes, la mélatonine n’est supprimée que très partiellement, alors que pour les enfants, elle est quasiment entièrement supprimée.


Les enfants et adolescents sont 2 fois plus sensibles qu’un adulte de 40 ans.


Influence of Light at Night on Melatonin Suppression in Children, Higuchi et al. 2003.

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Les personnes âgées souffrent d’un manque de lumière.

La transmission des milieux oculaires est réduite (CIE 203:2012). En effet, on observe 10 fois moins de réception de la lumière circadienne à 90 ans qu’à 10 ans.

On peut expliquer ce phénomène par deux éléments : d’une part, ils ont une taille de pupille plus petite et d’autre part, leur mode de vie change et devient plus sédentaire, avec moins d’accès à la lumière du jour. Il faut donc les encourager à sortir le matin..

On voit dans cet IRM fonctionnel que l’activité neuronale est réduite dans le noyau suprachiasmatique et que l’amplitude circadienne est réduite (Hanford & Figueiro, 2013).


Sur les graphiques, les personnes âgées sont en rouge, et les personnes jeunes en jaune.


(Daneault et al, 2014)

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Pour les seniors, une séance de luminothérapie d’au moins 4000 lux pendant une heure faite le matin peut être utile. Cela permettrait d’avoir un rythme veille-sommeil plus stable ; un comportement moins agité et des effets bénéfiques sur les fonctions cognitives. (Hanford & Figueiro, 2013)

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L’impact de nos nouveaux modes de vie

La conclusion de ces différentes études montre que :


• Nous avons des durées trop longues d’exposition à la lumière.

• Des expositions à des moments inappropriés de la journée, par exemple de la lumière le soir avant le coucher. En 40 ans, nous avons perdu en moyenne une heure de sommeil.

• Un manque de lumière le matin et en journée, en intensité et en qualité spectrale.


En 2013, l’OMS indique que les Européens passent 90 % de leur temps en intérieur !

Travaux de recherche sur les verres ophtalmiques : lumière et sommeil

L’effet des verres avec une protection contre la lumière bleue telle que le traitement Crizal Prevencia de chez Essilor est-il vraiment prouvé sur les variations de niveaux de mélatonine ?

Une étude de 2019, Effects of Blue Filtering Lenses on Sleep and melatonin Production in Good Sleepers, Barilla et al., compare deux groupes de jeunes adultes (27.9 ± 5.8 ans), regardant un écran pendant 4 heures avant le coucher. Le premier groupe porte des verres protecteurs, l’autre groupe n’en porte pas. Les résultats montrent que le groupe ne portant pas de lunette présentent une baisse de 47 % de la mélatonine, alors que le groupe portant les lunettes présentent une baisse de 12 % seulement de ce taux de mélatonine.


Cette étude démontre bien l’effet de la protection de la mélatonine sur le sommeil.

D’autres travaux de Alkozei et alen 2016 montrent qu’une courte exposition à la lumière bleue verte :


• Est un puissant stimulant de la vigilance et de la mémoire de travail

• Mène à des changements temporaires dans les zones du cerveau associées aux fonctions exécutives, particulièrement des zones pré-frontales.

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Pour conclure


La lumière agit comme un régulateur important de la physiologie et du comportement.

La lumière agit sur la taille de la pupille, elle supprime la production de mélatonine, accroît les battements cardiaques et la température corporelle. Enfin, elle stimule la production de cortisol et agit comme un puissant neurostimulant …

La lumière est le principal synchroniseur de notre horloge biologique.

L’âge a une incidence importante sur les besoins en lumière et il existe un fort impact de nos nouveaux modes d’exposition.


D’autre part, de nombreux travaux montrent que le port de lunettes avec filtres jaunes, ou avec filtres de type Prevencia montrent une baisse significative de la suppression de mélatonine dans l’organisme, passant de 47 % sans lunette à 12 % avec lunettes.

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