Résumé

La consommation d’alcool modifie la sécrétion de mélatonine chez les volontaires en bonne santé et chez les alcooliques dans diverses situations différentes (pendant la consommation d’alcool, pendant ou après le sevrage et avec des complications neurologiques). Cette altération peut réduire la sécrétion ou affecter son rythme circadien, provoquant ainsi une sécrétion diurne chez certains alcooliques. Nous avons cherché à déterminer si la sécrétion diurne de mélatonine est directement causée par une consommation aiguë d’alcool ou si elle indique plutôt un changement de synchronisation circadienne. Comme la consommation d’alcool telle qu’elle se produit chez les alcooliques (consommation continue de grandes quantités) n’a jamais été examinée chez des volontaires sains, nous avons exposé 11 volontaires sains à 256 g d’alcool sur 24 h pour étudier les profils circadiens de la sécrétion de mélatonine. Nos résultats démontrent un manque de sécrétion diurne chez nos sujets. Cela suggère que la sécrétion circadienne désordonnée de mélatonine observée chez les alcooliques indique un changement de la sécrétion de mélatonine plutôt qu’un effet aigu de l’alcool sur cette sécrétion, ou alternativement, qu’il s’agit d’un effet direct d’une exposition chronique plutôt qu’aiguë à des taux d’alcoolémie élevés.

(Reçu le 4 janvier 2006; premier examen notifié le 14 février 2006; sous forme révisée le 24 mars 2006; accepté le 30 mars 2006)

INTRODUCTION

La perturbation des rythmes circadiens (Danel et al., 2001) peuvent expliquer en partie certains troubles mentaux secondaires à la consommation d’alcool. L’examen de cette hypothèse nécessite une étude des modifications de la sécrétion de mélatonine pouvant être dues à la consommation d’alcool.

Deux résultats principaux ressortent des études sur la consommation de mélatonine et d’alcool chez des volontaires sains et chez des buveurs chroniques dépendants de l’alcool dans différentes situations (revue dans Danel et Touitou, 2004). La première est que la consommation d’alcool aiguë et chronique inhibe la sécrétion de mélatonine. Études expérimentales chez des volontaires sains (Ekman et al., 1993; Rojdmark et coll., 1993), dans la population générale (Stevens et al., 2000), et chez les personnes dépendantes de l’alcool dans la population générale (Touitou et al., 1985; Wetterberg et coll., 1992) le montrent, tout comme les études menées pendant le traitement de sujets dépendants de l’alcool, à la fois pendant le sevrage (Schmitz et al., 1996) et avec le syndrome de Wernicke (Wikner et al., 1995).

La deuxième découverte majeure est que le rythme nycthéméral de la sécrétion de mélatonine est perturbé chez certaines personnes dépendantes de l’alcool. La mélatonine n’est normalement sécrétée que la nuit, mais une sécrétion diurne a été observée au cours des 24 premières heures de sevrage ou lorsqu’une intoxication alcoolique continue survient chez des sujets alcoolodépendants (Majumdar et Miles, 1987; Murialdo et al., 1991; Fonzi et coll., 1992, 1994; Mukai et coll., 1998). Il n’est cependant pas clair si la sécrétion diurne de l’hormone est directement causée par la consommation aiguë d’alcool ou si elle indique plutôt un changement dans la synchronisation circadienne de l’alcoolique. Des études menées chez des volontaires sains pourraient répondre à cette question, mais aucune étude de ce type n’est rapportée. Les essais chez des volontaires sains ont généralement impliqué une administration aiguë d’alcool à un moment de la journée (le soir) et en quantités (de 10 à 100 g) généralement associées à la consommation sociale (Ekman et al., 1993; Rojdmark et coll., 1993; Stevens et coll., 2000). La consommation d’alcool chez les gros buveurs, en revanche, se produit souvent sur une partie beaucoup plus longue de la journée et implique des quantités plus élevées. Pour mieux comprendre l’action de l’alcool sur la sécrétion de mélatonine et en particulier pour déterminer si l’alcool améliore la sécrétion de mélatonine pendant la journée, nous avons mené une étude croisée en aveugle sur une période de 26 h (circadienne). Dans une séance, de l’alcool a été administré régulièrement et à plusieurs reprises, et dans l’autre, un placebo a été administré. Les volontaires sains ont donc agi comme leurs propres témoins, et nous avons contrôlé les effets de masquage dans les deux séances. La dose totale administrée représentait une quantité généralement consommée quotidiennement par les sujets alcooliques, i.e. 256 g par jour (équivalent à ∼2,5 l de vin à 12 %, 700 ml de whisky à 40 % ou 6 l de bière à 4,5 %) administrés à intervalles réguliers tout au long de la séance. Les sécrétions sériques de mélatonine ont été mesurées tout au long du cycle circadien à 29 moments de la séance de consommation d’alcool de 26 h et de la séance de contrôle de 26 h.

SUJETS ET MÉTHODES

Onze volontaires masculins en bonne santé âgés de 18 à 30 ans (23,3 + 2,9 ans) ont été inclus après avoir donné leur consentement écrit éclairé. Aucun n’avait un diagnostic actuel ou passé d’abus d’alcool, de tabac ou d’autres substances ou de dépendance. Aucun sujet ne prenait de médicaments ou ne travaillait en rotation, et aucun n’avait effectué de vols transméridiens au cours des 2 derniers mois. Tous étaient synchronisés avec l’activité diurne et le repos nocturne. Aucun n’avait de diagnostic actuel de phase retardée ou avancée ou de syndrome hypernycthéméral. Les scores de Horne et Ostberg (1976) variaient de 39 à 59 (moyenne 49,5 + 6,8). Ce critère excluait les sujets qui étaient clairement du type « matin » ou  » soir « . Aucun sujet n’avait d’antécédents actuels ou passés de trouble dépressif ou de psychose. Les scores de l’échelle d’évaluation de la dépression de Montgomery et Asberg (1979), parce qu’ils étaient inférieurs à 18, ont exclu tout trouble dépressif actuel. Les sujets n’avaient aucune anomalie physique au moment de l’examen et n’avaient eu aucune infection ou autre maladie pendant au moins 1 mois avant les séances. Les indices de masse corporelle variaient de 20 à 25. La numération globulaire de routine et la chimie du sang se situaient dans des plages normales, et les tests de dépistage du VIH et de l’hépatite B et C étaient négatifs.

Protocole

L’étude a été approuvée par le Comité d’expérimentation humaine de Lille (France) et était conforme aux normes et principes éthiques de la recherche sur les rythmes biologiques chez l’homme (Touitou et al., 2004). Le rythme circadien de la mélatonine a été étudié au cours d’une étude croisée randomisée en simple aveugle qui a comparé une séance d’alcool de 26 h à une séance placebo de 26 h. Au cours de la séance d’alcool, 256 g d’éthanol ont été administrés entre 10h00 le jour 1 et 12h00 le jour 2 (Tableau 1) pour produire et maintenir des concentrations d’alcoolémie (BAC) comprises entre 0,5 et 0.7 g/l tout au long de la session. Pour obtenir un taux d’alcoolémie significatif au début de la période de collecte des données (12h00), 20 g d’éthanol, mélangés à du jus de fruit, ont été administrés par voie orale à 10h00, 11h00 et 12h00; suivi de 10 g / h de 13h00 à 21h00 et de 07h00 à 11h00 le deuxième jour. Le jus de fruit a été administré seul pendant la séance placebo. De plus, 7 g/ h d’alcool (Curethyl*, AJC Pharma, Châteauneuf, France) en solution saline ont été administrés par voie intraveineuse pendant la nuit (entre 22h00 et 06h00:00) pendant la séance d’alcool, et solution saline uniquement lors de la séance de contrôle, pour permettre aux sujets de dormir et de maintenir un taux d’alcoolémie suffisant. Toutes les sessions ont eu lieu entre novembre et avril. Les sessions pour chaque sujet étaient espacées de 2 à 5 semaines. Les sujets ont été admis au Centre d’investigation clinique à 08h00. Pendant la période d’observation de 10h00 le jour 1 à 15h00 le jour 2, ils sont restés au lit, lisant et regardant la télévision. Ils ont mangé des repas standardisés à 8h00, 12h00 et 19h00 le jour 1 et à 8h00 et 12h00 le jour 2. Ils ont quitté le centre à 15h00 le jour 2. Les lumières ont été éteintes entre 22h00 et 06h00. Des échantillons de sang ont été prélevés pour mesurer le taux d’alcoolémie à 5 moments (12:00, 18:00, 24:00, 06:00, et 12:00) et les concentrations de mélatonine à 29 points temporels (12:00, 15:00, 18:00 et puis toutes les 30 min entre 18h00 et 04:00, 05:00, 06:00, 07:00, 08:00, 11:00, 15:00). Lors des collectes de sang entre 22h00 et 06h00, la pièce a été éclairée par une lumière d’une intensité moyenne de 50 lux.

Tests hormonaux

Les concentrations de mélatonine ont été mesurées avec un dosage immuno-enzymatique commercial (ELISA) (Boeringer Mannheim, France) dans un analyseur entièrement automatisé (ES 700). Pour éviter la variabilité analytique entre les essais, tous les essais ont été effectués en un seul grand lot à la fin du protocole. Tous les échantillons ont été congelés à -20°C jusqu’au dosage. Les coefficients de variation intra-dosage de la mélatonine (65 pg/ml) étaient de 6,1 %.

Analyse statistique

Nous avons utilisé l’ANOVA avec des modèles linéaires mixtes pour des comparaisons appariées afin d’étudier les différences entre les courbes moyennes dans deux conditions (alcool, sans alcool). Les effets fixes étaient la condition (2 niveaux), le temps (29 niveaux) et l’interaction temps–condition. L’effet sujet a été considéré comme aléatoire, et nous avons choisi un modèle de covariance autorégressive du premier ordre pour prendre en compte la dépendance entre les mesures répétées. Ce modèle a été choisi selon les critères de l’AIC (Akaike, 1974). Les comparaisons des différences à chaque moment ont utilisé une correction de Bonferroni. Une valeur P < 0,002 a donc été considérée comme significative.

RÉSULTATS

Concentrations d’alcool dans le sang

Mélatonine. Analyse Groupwise (Figure 1)

Les courbes de mélatonine pendant les séances sans alcool et sans alcool étaient presque identiques. Alors que la courbe pendant la séance d’alcool tendait à montrer un retard dans l’apparition de la mélatoninsécrétion par rapport à la séance sans alcool, l’analyse des données n’a montré aucun effet statistiquement significatif de l’alcool sur la sécrétion de mélatonine (P = 0,45). La valeur moyenne du pic de sécrétion était de 128 pg / ml ± 68 lors de la séance sans alcool et de 120 pg /ml ±57 lors de la séance sans alcool. La sécrétion moyenne de mélatonine sur 24 h était respectivement de 50,8 pg/ml ±27 et de 45 pg/ml ±20.

Mélatonine. Analyse individuelle (Figure 2)

Une sécrétion strictement nocturne de mélatonine a été observée chez tous les sujets à la fois pendant la séance sans alcool et pendant la séance avec alcool. Les concentrations plasmatiques étaient tout à fait cohérentes chez les sujets entre les deux séances. Certains sujets semblaient montrer un retard dans le début de la sécrétion de mélatonine ou dans le moment où la valeur de demi-pic a été atteinte (sujets 1, 2, 3, 4, 6, et 10). Ainsi, l’heure à laquelle la sécrétion de mélatonine a commencé a ainsi changé pour 6 des 11 sujets. Cette différence était cohérente dans la direction pour tous les sujets, toujours un retard, soit au moment où la sécrétion nocturne de mélatonine a commencé, soit au moment où la valeur de demi-pic a été atteinte.

DISCUSSION

Nos données montrent clairement que tous les sujets de cette étude ne sécrétaient de la mélatonine que la nuit. Une sécrétion circadienne de mélatonine a été observée lors des deux séances, avec une sécrétion nocturne et aucune mélatonine circulante pendant la journée.

Nos résultats apportent ainsi un éclairage nouveau sur les observations de la littérature sur la sécrétion diurne de mélatonine chez les alcooliques.

Majumdar et Miles (1987) ont été les premiers à signaler des perturbations au moment de la sécrétion de mélatonine chez des patients alcooliques dépendants. Ces auteurs ont examiné la sécrétion de mélatonine au cours de l’après-midi chez 28 patients alcooliques de sexe masculin, qui avaient tous consommé plus de 100 g / j d’alcool depuis plus de 7 ans. La mélatonine était détectable (concentrations < 5 ng/l) chez 13 sujets au cours de l’après-midi. Cet article clé décrivant la sécrétion diurne de mélatonine a été suivi de trois publications d’une équipe italienne. Deux mesures de mélatonine ont été rapportées chez 10 patients alcooliques, d’abord pendant la consommation d’alcool, puis après 2 semaines d’abstinence. Ces résultats ont été comparés à des mesures de témoins volontaires en bonne santé appariés à l’âge (Murialdo et al., 1991; Fonzi et coll., 1992). Les résultats ont montré que les concentrations urinaires de mélatonine lors de la consommation d’alcool étaient significativement plus élevées chez les patients alcooliques que chez les témoins (316.2 ± 36 pmol/ 24 h chez les patients et 147 ± 34 pmol/24 h chez les témoins). Cette différence était principalement due aux niveaux élevés de mélatonine urinaire dans la fraction diurne. Inversement, les deux groupes ne différaient pas significativement pour la fraction nocturne. Le rapport des fractions nuit / jour était inférieur à 1 sur 6 des 10 patients et supérieur (généralement beaucoup plus grand) à 1 sur les 4 autres. Après 14 jours d’abstinence, ce rapport dépassait 1 chez tous les patients et sujets témoins.

Fonzi et coll. (1994) ont démontré chez 10 sujets alcooliques avant et après le sevrage que les concentrations sériques de mélatonine étaient plus élevées pendant la consommation d’alcool qu’après le sevrage et supérieures à celles des sujets témoins. Ils ont également signalé la disparition du rythme circadien de la sécrétion de mélatonine lors d’un sevrage aigu. Des observations similaires ont été faites chez deux patients atteints de delirium tremens (Mukai et al., 1998), pour qui les concentrations sériques de mélatonine de nuit et de jour étaient équivalentes (échantillons prélevés toutes les 4 h).

Nos résultats montrent clairement que l’alcool n’a eu aucun effet sur la sécrétion diurne de mélatonine. Une hypothèse est donc nécessaire pour tenter d’expliquer les rapports de la littérature montrant un retard progressif du pic de sécrétion qui conduit finalement à une sécrétion diurne. Bien que des travaux antérieurs indiquent que l’alcool inhibe la sécrétion de mélatonine (Danel et Touitou, 2004), cette expérience n’a pas montré une telle inhibition. L’absence de cette découverte peut être liée au taux d’alcoolémie. Le niveau auquel l’éthanol peut inhiber la sécrétion de mélatonine reste à déterminer. Une publication récente (Kuhlwein et al., 2003) signale un retard dans la sécrétion de mélatonine de patients alcooliques qui avaient très récemment cessé de boire, dans le même sens que celui que nous avons observé chez 6 de nos 11 sujets. Cette étude, qui visait à examiner les relations entre les troubles du sommeil chez les patients alcooliques peu de temps après le sevrage et les concentrations de mélatonine et de cortisol, a observé un retard du pic de mélatonine nocturne chez 11 patients alcooliques peu de temps après le sevrage, par rapport à 10 témoins appariés selon l’âge. Le retard était corrélé avec les périodes de latence du sommeil. Cependant, ils n’ont pas testé la sécrétion diurne de mélatonine.

Maintenant que nous avons montré que l’alcool lui-même ne provoque pas directement la sécrétion diurne de mélatonine, nous pouvons émettre l’hypothèse que les perturbations du moment de la sécrétion de mélatonine dans la littérature sont dues à un décalage de l’horloge circadienne de la sécrétion de mélatonine et semblent indiquer une possible désynchronisation interne lors d’une consommation chronique d’alcool. Le taux d’éthanol auquel cela se produit reste à déterminer. Une autre explication possible est que la sécrétion diurne de mélatonine observée chez les alcooliques est due à des taux d’alcoolémie chroniquement élevés qui provoquent la sécrétion diurne de mélatonine via des mécanismes qui n’ont rien à voir avec le timing circadien. Dans un tel cas, la sécrétion diurne de mélatonine observée chez les alcooliques serait une cause plutôt qu’une conséquence de la désynchronisation.

Soutenu par l’Institut national de la Santé et de la Recherche médicale et le Centre Régional et Universitaire de Lille.