Qu'est-ce que la mélatonine et comment agit-elle sur le sommeil ?

La mélatonine est une hormone, produite par les organismes vivants, y compris les humains, qui joue un rôle clé dans la régulation de l’horloge biologique et surtout du sommeil.

Surnommée hormone du sommeil, elle ne provoque pas le sommeil en soi, mais signale au corps qu’il est temps de se reposer. Sa sécrétion est étroitement liée au cycle jour-nuit (rythme circadien) et est sensible à la lumière.

D’un point de vue biochimique, la mélatonine est unindole-alcaloïde synthétisé à partir de l’acide aminé tryptophane par plusieurs étapes intermédiaires.

Le processus commence par la conversion du tryptophane en 5-hydroxytryptophane, qui est ensuite transformé en sérotonine – un neurotransmetteur lié à la régulation de l’humeur et du bien-être. 

Sous l’action d’enzymes spécifiques, la sérotonine est transformée en N-acétylsérotonine, puis à l’étape finale en mélatonine grâce à l’enzyme hydroxyindole-O-méthyltransférase (HIOMT).

La synthèse de la mélatonine obéit à un rythme circadien strictement contrôlé, régulé par le noyau suprachiasmatique (NSC) de l’hypothalamus – la principale « horloge biologique » du corps humain.

La principale source de mélatonine dans l’organisme humain estl’épiphyse, également connue sous le nom de glande pinéale — une petite structure endocrine située profondément au centre du cerveau, entre les deux hémisphères cérébraux.

Elle synthétise et sécrète la mélatonine en réponse aux signaux du noyau suprachiasmatique (NSC) de l’hypothalamus, qui fonctionne comme une « horloge biologique » interne.

Le NSC reçoit des informations sur la présence de lumière via le tractus rétino-hypothalamique — une connexion neuronale directe depuis la rétine de l’œil, qui joue un rôle clé dans la régulation du rythme circadien.

Outre l’épiphyse, la mélatonine est également produite dans d’autres parties du corps — bien qu’en plus petites quantités ou avec une action locale.

Ainsi, la muqueuse intestinale synthétise une quantité significative de mélatonine, qui agit principalement localement.

Une production supplémentaire est observée dans la moelle osseuse, les poumons, la peau, la rétine et les cellules du système immunitaire, où la mélatonine exerce des fonctions locales (paracrines et autocrines).

La production de mélatonine est étroitement liée au rythme circadien de l’organisme et est contrôlée par le cycle lumière-obscurité. La mélatonine est synthétisée le plus intensément la nuit, quand il n’y a pas de lumière, et le corps se prépare au sommeil.

Habituellement, les niveaux de mélatonine commencent à augmenter environ 1 à 2 heures après le coucher du soleil, ce qui coïncide avec le signal naturel du corps que l’heure du repos approche. Le pic de sécrétion survient entre 2 h et 4 h du matin, lorsque sa concentration dans le sang est la plus élevée.

Après le lever du soleil, sous l’influence de la lumière, en particulier la lumière artificielle dans le spectre bleu (émise par les lampes LED, les ordinateurs et les appareils mobiles), la production de mélatonine chute brutalement. C’est pourquoi l’exposition aux écrans tard le soir perturbe le sommeil – le corps perçoit la lumière comme un signal d’éveil.

Les enfants produisent des quantités significativement plus élevées de mélatonine que les adultes. Avec l’âge, sa synthèse diminue naturellement, ce qui est souvent associé à des difficultés d’endormissement et un sommeil plus léger dans les années avancées.

Bien qu’elle soit le plus souvent associée au sommeil, la mélatonine remplit de nombreux rôles importants dans l’organisme. Tout d’abord, elle participe à la régulation du rythme circadien – l’horloge biologique interne qui synchronise le sommeil, l’éveil et d’autres processus physiologiques avec le cycle jour-nuit.

En augmentant le soir et en diminuant le matin, la mélatonine aide l’organisme à s’adapter aux changements de l’environnement et à maintenir un rythme de sommeil stable.

L’hormone joue un rôle important dans le sommeil en créant une sensation de somnolence, en facilitant l’endormissement et en maintenant la qualité du sommeil pendant la nuit. Ce n’est pas un somnifère au sens classique, mais plutôt un régulateur qui prépare le corps au sommeil en inhibant l’activité du système nerveux et en abaissant légèrement la température corporelle.

La mélatonine est également un puissant antioxydant. Elle participe à la neutralisation des radicaux libres et protège les cellules du stress oxydatif, en particulier dans le cerveau. Elle active également d’autres enzymes protectrices, ce qui en fait un facteur important pour la santé cellulaire et la longévité.

Le système immunitaire est également influencé par la mélatonine. On pense qu’elle soutient la réponse immunitaire, régule les processus inflammatoires et favorise l’activité de certaines cellules immunitaires. Cela est particulièrement important dans les situations de stress, d’infections ou chez les personnes ayant une immunité faible.

Dans le cerveau, la mélatonine exerce un effet neuroprotecteur – elle protège les neurones des dommages, ralentit les processus neurodégénératifs et réduit l’inflammation. C’est pourquoi elle est étudiée comme soutien potentiel pour des maladies telles que la maladie d’Alzheimer et de Parkinson.

L’hormone influence également la température corporelle – elle contribue à son abaissement le soir, ce qui facilite l’endormissement et un sommeil plus profond. Elle a également un lien avec l’équilibre métabolique, notamment la sensibilité à l’insuline et la régulation des hormones de la faim et de la satiété – leptine et ghréline.

Enfin, la mélatonine joue un rôle dans l’équilibre hormonal chez les femmes. Elle influence le cycle menstruel, la fertilité et les processus de vieillissement, via son effet sur l’axe hypothalamus-hypophyse-ovaires.

Outre la régulation du moment de l’endormissement, la mélatonine influence également l’architecture du sommeil – c’est-à-dire le rapport entre les différentes phases. Des études montrent que cette hormone peut augmenter la durée du sommeil profond (à ondes lentes), crucial pour la récupération physique et les fonctions cognitives. Elle peut aussi réduire le temps passé en sommeil léger, ce qui explique pourquoi, avec des niveaux optimaux de mélatonine, on se réveille plus reposé.

Des données indiquent que la mélatonine module l’activité des récepteurs GABA – le principal neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux central. Cela contribue à son léger effet sédatif, particulièrement marqué chez les personnes ayant une sécrétion naturellement plus faible, comme les personnes âgées ou celles souffrant de stress chronique.

Le moment de libération de la mélatonine joue également un rôle important, qui est individuel et génétiquement déterminé. C’est pourquoi on distingue les « chouettes » et les « alouettes » – les différences dans le « point dimérique » (l’heure où commence l’augmentation vespérale de mélatonine) déterminent quand nous avons sommeil et quand nous nous réveillons le plus facilement.

Outre le cerveau, la mélatonine est synthétisée dans d’autres tissus, notamment dans la rétine, la moelle osseuse, le tractus gastro-intestinal et la peau, où ces formes peuvent également influencer localement le cycle sommeil-éveil et l’adaptation aux stimuli externes. Ces sources extrapinéales n’interviennent cependant pas directement dans la régulation centrale du sommeil, mais ont plutôt des effets modulateurs et protecteurs.

Il est également intéressant de noter que la mélatonine interagit avec la régulation thermique de manière plus complexe. Elle ne se contente pas d’abaisser la température corporelle, mais modifie le rapport entre la chaleur dégagée par les organes centraux et les extrémités, créant une sensation de « refroidissement » qui prépare le cerveau à passer à l’état de sommeil.

La lumière est le principal régulateur externe de notre horloge biologique et exerce un impact direct sur la synthèse de mélatonine. C’est grâce au changement de l’environnement lumineux que le cerveau reçoit le signal du jour ou de la nuit.

Ce mécanisme passe par des photorécepteurs spécialisés dans la rétine, qui ne participent pas à la vision mais communiquent directement avec le noyau suprachiasmatique (NSC) de l’hypothalamus – l’« horloge » principale de l’organisme.

Le NSC régule l’activité de l’épiphyse et donc le début et la fin de la sécrétion de mélatonine. La lumière dans la partie bleue du spectre (longueur d’onde 460–480 nm) est le facteur le plus puissant de suppression de la synthèse de l’hormone.

Cela explique pourquoi les écrans de téléphones, ordinateurs et téléviseurs, surtout le soir, peuvent réduire considérablement les niveaux de mélatonine et retarder l’endormissement.

Il est important de souligner que la lumière naturelle du jour a également un effet positif sur le système circadien. L’exposition à une lumière vive le matin (surtout dans la première heure après le réveil) aide à « réinitialiser » l’horloge biologique et améliore la sécrétion nocturne de mélatonine. C’est pourquoi une promenade matinale ou un travail en extérieur, même de 20 à 30 minutes par jour, contribue à un meilleur sommeil.

Chez les personnes qui passent toute la journée dans des espaces fermés avec éclairage artificiel, surtout sans fenêtres, on observe une sécrétion de mélatonine plus faible et désorganisée, ce qui entraîne souvent de l’insomnie, de la fatigue diurne et une baisse de concentration.

Il existe aussi des thérapies par lumière vive (photothérapie), appliquées le matin, qui sont utilisées avec succès pour le trouble affectif saisonnier, le décalage horaire, le changement de fuseau horaire et les troubles du rythme circadien, précisément parce qu’elles normalisent le schéma rythmique de la mélatonine.

Pour favoriser la synthèse naturelle de mélatonine et améliorer la qualité du sommeil, il est essentiel de créer des conditions qui soutiennent le fonctionnement de l’horloge biologique.

Voici les stratégies les plus efficaces :

• Exposition maximale à la lumière naturelle le matin : Rester à la lumière du jour, surtout dans les 1 à 2 heures après le réveil, aide à synchroniser le rythme circadien. Cela entraîne une chute plus nette des hormones activatrices le soir et donc une augmentation de la mélatonine au bon moment.
• Éviter la lumière vive et bleue le soir : Environ deux heures avant le coucher, limitez l’utilisation des écrans et des éclairages LED vifs. Si vous ne pouvez pas les éteindre complètement, utilisez des filtres de lumière bleue ou des lunettes orange qui bloquent la partie bleue du spectre.
• Maintenir l’obscurité pendant le sommeil : Même de petites sources de lumière – comme la lumière des chargeurs ou l’éclairage public – peuvent perturber le pic nocturne de mélatonine. Il est recommandé d’utiliser des rideaux occultants, des stores ou un masque de sommeil si nécessaire.
• Régime régulier de sommeil et d’éveil : Le rythme circadien est mieux maintenu en se couchant et en se levant à la même heure chaque jour, même le week-end. Se coucher trop tard ou « rattraper » le sommeil le week-end peut perturber le cycle naturel de mélatonine.
• Maintenir une température plus basse dans la chambre : Le refroidissement du corps fait partie de la préparation naturelle au sommeil. Des températures autour de 18–20 °C favorisent ce processus et augmentent indirectement la sécrétion de mélatonine.
• Alimentation riche en précurseurs de mélatonine : Les aliments contenant du tryptophane peuvent favoriser sa production. Parmi ceux-ci : œufs, lait, dinde, amandes, avoine, bananes, graines de chia, sésame, graines de tournesol
  

Il est préférable que le dernier repas soit léger et pas trop tardif, car un repas copieux le soir peut inhiber la synthèse de mélatonine.

Une activité physique modérée pendant la journée améliore également la qualité du sommeil et soutient le rythme circadien. Mais les entraînements intensifs tard le soir peuvent retarder la libération de mélatonine, surtout chez les personnes sujettes à l’insomnie.

Qu’est-ce que la mélatonine ?

La mélatonine est une hormone qui régule le rythme circadien et favorise le sommeil.

Quand et où la mélatonine est-elle produite dans l’organisme ?

Elle est principalement synthétisée dans l’épiphyse pendant la nuit, la production commençant après le coucher du soleil et atteignant son pic dans la seconde moitié de la nuit.

Comment la lumière influence-t-elle la production de mélatonine ?

La lumière, en particulier la lumière bleue des écrans, inhibe la synthèse de mélatonine et perturbe le sommeil normal.

Sources :

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5405617/