Some aspects of the function of hypothalamus related to sleep are described through the activity of adenosine. Adenosine (AD) bas several roles as a neurotransmitter, that may link metabolic as well as excitatory functions in the central nervous System. AD is produced mainly as a metabolic output in brain activity and tends to accumulate in the intracellular space during wake time; this is most notorious when the subject is sleep deprived. At the same time, extra cellular adenosine h reduced during prolonged episode of sleep. Two types of adenosine receptors, A1 et A_2A, seem to be relevant to the sleep function, A1 and A_2A, Caffeine is an antagonist of adenosine receptors and it was used as a tool for some of the studies that are presented. Possible changes in adenosine functioning due to the aging process were observed in animal models and also some abnormalities in adenosine system which could explain primary insomnia or the reduced amount of delta sleep and increase sensitivity to caffeine substances that some subjects presented. The new discoveries of the role of the hypothalamus in sleep physiology as well as in the pathophysiology of some sleep disorders, bring us new opportunities to understand and deal better with some sleep disturbances.

L’adénosine joue un rôle important de lien entre les fonctions métaboliques et excitatrices du système nerveux central. L’adénosine n’est pas un neurotransmetteur au sens classique du terme, mais plutôt un modulateur de l’activité de certains neurotransmetteurs. Elle a une activité inhibitrice sur deux neurotransmetteurs excitateurs, l’acétylcholine et le glutamate.

Les effets hypnotiques de l’adénosine ont été amplement démontrés. Des stimulants tels que la caféine ou la théophylline jouent le rôle d’antagonistes au niveau des récepteurs à l’adénosine. L’adénosine facilite le sommeil lent profond. Il existe des preuves croissantes en faveur de l’adénosine comme élément chimique clé du processus homéostatique de régulation du sommeil. En effet, les concentrations extracellulaires d’adénosine augmentent progressivement pendant la veille et diminuent progressivement pendant le sommeil.

L’adénosine pourrait promouvoir la somnolence en inhibant l’activité et la libération des neuro-transmetteurs des neurones facilitant l’éveil. Ces effets inhibiteurs pourraient s’exercer sur des neurones cholinergiques et non cholinergiques. Le cerveau antérieur basal cholinergique est un site important du cerveau dans la médiation des effets somnogènes de l’adénosine après privation de sommeil. Les effets de l’adénosine sur ce site passent par les récepteurs à l’adénosine A1. L’un des mécanismes par lequel l’adénosine provoque le sommeil pourrait être un blocage des efférences inhibitrices sur les neurones du noyau préoptique ventrolatéral.

Les effets de L’adenosine sur le sommeil pourraient aussi se faire par interaction avec les cellules GABA. Dans ce sens, des récepteurs à l’adénosine A2A ont été trouvés sur les cellules gabaergiques.

Le sommeil se modifie avec l’âge. L’une des explications à ce phénomène pourrait se trouver dans des modifications des récepteurs à l’adénosine. Cette orientation a été testée d’après les effets de la caféine, un antagoniste des récepteurs à l’adénosine Al et A2A, sur le sommeil de rats d’âge jeune, moyen et élevé, et il a été montré que les rats d’âge moyen ou élevé étaient plus sensibles aux effets éveillants de la caféine que les rats d’âge jeune.

On peut se demander si la production d’adénosine ne pourrait être réduite durant la veille, expliquant par là la réduction du sommeil lent profond et la fragmentation du sommeil avec l’âge. Or il a été au contraire montré que les rats d’âge élevé avaient des niveaux d’adénosine supérieurs à ceux des rats d’âge jeune. Il se pourrait donc qu’une production élevée d’adénosine chez les animaux d’âge élevé, réduise la sensibilité des récepteurs à l’adénosine, expliquant par là les modifications du sommeil du sujet âgé.

L’insomnie pourrait être en rapport avec certaines anomalies du système à adenosine, responsables d’une diminution du sommeil lent profond et du temps total de sommeil. Cette orientation a été testée par l’administration de caféine chez des sujets insomniaques et chez des sujets contrôles, et il a été montré qu’après une nuit de privation totale de sommeil et avec administration de caféine, les insomniaques avaient une latence plus longue de sommeil au test itératif de latence d’endormissement que les sujets contrôles.

L’importance de l’adénosine déaminase dans la durée et l’intensité du sommeil chez l’homme a été récemment démontrée.

Il a enfin été mis en évidence, par microdialyse d’agonistes/antagonistes des récepteurs Al et A_2A dans l’aire préoptique latérale, que les effets transmis par l’adénosine étaient sites et récepteurs dépendants.