HRV et fréquence cardiaque pendant le sommeil : pourquoi la nuit est la meilleure fenêtre

Que deviennent la fréquence cardiaque et la HRV la nuit ?

Quand vous vous endormez, le cœur ralentit et les petites variations de son rythme d’un battement à l’autre — la variabilité de la fréquence cardiaque (HRV, ou VFC) — changent de nature. En sommeil lent (non paradoxal), l’équilibre du système nerveux autonome se déplace vers une influence parasympathique, surtout parce que l’activité parasympathique augmente plutôt que parce que l’activité sympathique diminue [S1]. Dans une étude de laboratoire portant sur 14 jeunes personnes en bonne santé sur trois nuits, ce basculement survenait brusquement à l’endormissement [S1].

Deux processus se superposent. L’un est le sommeil lui-même et la succession des stades de sommeil. L’autre est l’horloge biologique : la fréquence cardiaque et la HRV haute fréquence suivent un rythme circadien pendant l’éveil et dans chaque stade de sommeil lent [S3]. Dans les mêmes travaux, la fréquence cardiaque montrait aussi un effet du moment de la nuit, au-delà de la répartition des stades [S1]. Ce que cette page ajoute au tableau général de pourquoi la HRV change d’un jour à l’autre, c’est la nuit elle-même : ce qui change pendant celle-ci, et pourquoi elle est la fenêtre habituelle du suivi.

Comment cela fonctionne-t-il selon les stades de sommeil ?

Sommeil lent (stades léger et profond ; le plus profond s’appelle sommeil lent profond). L’endormissement et le passage vers des stades plus profonds s’accompagnent d’un déplacement vers une modulation parasympathique plus forte du cœur [S3]. La fréquence cardiaque y est la plus basse et la respiration la plus régulière : c’est pourquoi le sommeil profond est la portion la plus calme de la nuit sur la plupart des enregistrements. Au sein de chaque stade, les composantes haute et basse fréquence de la HRV sont restées à peu près constantes au fil de la nuit, si bien qu’une grande partie du changement nocturne suit la répartition changeante des stades [S1].

Sommeil paradoxal (REM). L’équilibre autonome en sommeil paradoxal était, dans l’ensemble, proche de celui de l’éveil [S1], avec un retour vers une modulation sympathique par rapport au sommeil profond [S3]. La respiration et la fréquence cardiaque deviennent plus irrégulières.

Éveils et transitions entre stades. La fréquence cardiaque augmente brusquement à chaque transition d’un sommeil plus profond vers un sommeil plus léger et à chaque éveil [S2]. Les éveils brefs sont normaux et souvent oubliés.

Ce qui dépend de l’indicateur. Une HRV « plus haute » ou « plus basse » pendant le sommeil dépend du chiffre calculé. Dans une petite étude de laboratoire, la SDNN — qui capte les oscillations plus lentes autant que les variations d’un battement à l’autre — était la plus basse en sommeil lent profond et élevée en sommeil paradoxal et lors des éveils [S2]. Les indicateurs qui suivent des variations plus rapides, liées à la respiration, se comportent autrement. Un stade peut donc paraître « haut » sur un indicateur et « bas » sur un autre ; c’est une propriété des indicateurs, pas une contradiction.

Ce qui est débattu. Une étude a conclu que ce sont surtout les stades de sommeil, et non l’horloge biologique, qui façonnent le profil nocturne [S2] ; une autre a trouvé un rythme circadien net au sein des stades de sommeil [S3]. Il s’agissait dans les deux cas de petites études de laboratoire aux protocoles différents. Le point pratique tient dans les deux cas : une nuit plus courte, plus tardive ou entrecoupée modifie la mesure en partie à travers le sommeil lui-même.

Comment mesure-t-on la HRV nocturne ?

En recherche, la HRV nocturne provient généralement de la voie ECG d’une polysomnographie (PSG) — l’enregistrement complet du sommeil en laboratoire [S4]. Les objets connectés l’estiment plutôt à partir du signal de pouls d’une bague, d’une montre ou d’une ceinture, et chaque fabricant choisit comment transformer une nuit en un seul chiffre :

• Oura mesure la HRV uniquement pendant le sommeil ; la valeur affichée est la moyenne d’échantillons de cinq minutes prélevés pendant que vous dormez [S13].
• Garmin HRV Status affiche une HRV moyenne calculée à partir des données de toute la période de sommeil [S14].
• Apple Watch. Apple Health enregistre la HRV sous forme de SDNN [S15]. La documentation d’Apple pour ce type de données ne décrit pas de fenêtre de moyenne nocturne ; cette page n’en indique donc pas.

D’autres appareils pondèrent différemment certaines parties de la nuit, par exemple le sommeil profond ou la fin de la nuit. Des fenêtres différentes, des indicateurs différents (SDNN ou RMSSD) et des étapes de traitement du pouls différentes font que deux appareils portés la même nuit peuvent ne pas concorder, et qu’aucun des deux chiffres ne se transpose à une valeur de laboratoire. La façon de lire une valeur isolée est expliquée dans interpréter la HRV.

Pourquoi la nuit est-elle la meilleure fenêtre ?

Pendant le sommeil, la plupart des perturbations quotidiennes du rythme cardiaque sont absentes : vous ne bougez pas, ne mangez pas, ne buvez pas de café, ne parlez pas et ne changez pas de posture. De nombreux facteurs expérimentaux, démographiques et environnementaux influencent la façon dont la HRV est mesurée et sa fiabilité [S5], et la nuit en maintient davantage stables d’un enregistrement à l’autre. C’est pourquoi une valeur nocturne est une donnée utile pour une tendance personnelle — la référence décrite dans référence personnelle de HRV.

Cela explique aussi pourquoi une mesure au réveil ou une mesure ponctuelle en journée donne un autre chiffre. Elle est enregistrée dans un autre état, souvent sur quelques minutes, et la respiration, la posture et l’activité récente la façonnent. Aucune n’est fausse ; ce sont des mesures différentes, à comparer uniquement avec des mesures prises de la même manière. Il en va de même pour la fréquence cardiaque au repos et la fréquence respiratoire enregistrées la nuit.

La nuit est plus stable, pas exempte de bruit. Les stades de sommeil, les éveils et l’horaire du sommeil font toujours bouger la valeur (voir plus haut) : c’est pourquoi une seule nuit dit peu de choses à elle seule.

Qu’est-ce qui influence les valeurs nocturnes ?

Un sommeil court ou entrecoupé, l’alcool, une journée d’entraînement intense, une infection, le stress, un repas tardif et le cycle menstruel peuvent tous modifier la fréquence cardiaque et la HRV d’une nuit. Leurs mécanismes et les données correspondantes sont présentés dans pourquoi la HRV change d’un jour à l’autre et ne sont pas repris ici. L’alcool et le cycle menstruel ont chacun leur propre page : alcool et HRV et cycle menstruel et HRV.

Que font les troubles du sommeil au rythme cardiaque nocturne ?

Apnée du sommeil. Dans l’apnée obstructive du sommeil, les voies respiratoires se rétrécissent ou se ferment de façon répétée pendant le sommeil. Dans une grande série clinique, la fréquence cardiaque ralentissait progressivement au début de chaque pause respiratoire puis s’accélérait brusquement à la reprise de la respiration ; ce schéma répété est médié par le système nerveux autonome [S9]. Dans une petite étude chez des patients atteints d’apnée obstructive du sommeil, l’activité nerveuse sympathique et la pression artérielle ne baissaient à aucun stade du sommeil, contrairement au sommeil sain [S10]. Ces oscillations ajoutent de la variabilité au rythme cardiaque nocturne au lieu de signaler du repos. Des profils de HRV ont servi à repérer les personnes à orienter vers un laboratoire du sommeil [S4], mais une valeur d’objet connecté ne peut pas diagnostiquer une apnée. Le diagnostic repose sur la polysomnographie ou sur un test d’apnée du sommeil à domicile techniquement adéquat [S12]. La respiration nasale ou buccale pendant le sommeil est traitée dans respiration nasale.

Insomnie. On suppose souvent que les personnes souffrant d’insomnie ont une HRV plus basse, mais une revue critique n’a pas pu confirmer que la HRV soit altérée de façon fiable dans l’insomnie, car les études différaient beaucoup et la plupart présentaient un risque de biais élevé [S11].

Quand consulter un médecin. Un ronflement bruyant avec des pauses respiratoires remarquées par quelqu’un d’autre, des réveils en suffoquant ou en s’étouffant, une forte somnolence en journée ou des difficultés anciennes à s’endormir ou à rester endormi sont des raisons de consulter un médecin ou un spécialiste du sommeil. Une douleur thoracique, un évanouissement, un essoufflement important ou des palpitations avec vertiges nécessitent des soins urgents. La façon d’apporter vos données d’objet connecté à ce rendez-vous est décrite dans le rapport ONDA pour votre spécialiste du sommeil et dans la série plus large les médecins et vos données.

Que montrent les données ?

Établi. Les conditions d’enregistrement façonnent la HRV, c’est pourquoi des conditions comparables sont recommandées (consensus d’experts) [S5].

Dépend du contexte. Le sommeil lent oriente le cœur vers une influence parasympathique, et le sommeil paradoxal ressemble davantage à l’éveil [S1] [S3] [S4]. L’apnée du sommeil produit un schéma cyclique de ralentissement puis d’accélération du cœur [S9]. Les appareils grand public ont des limites connues pour classer l’éveil pendant la période de sommeil [S7]. La fréquence cardiaque et la HRV haute fréquence suivent un rythme circadien au sein des stades de sommeil [S3]. Chez de jeunes adultes en bonne santé en laboratoire, les trackers de sommeil détectaient bien le sommeil, mais leurs évaluations des stades étaient incohérentes par rapport à la PSG [S6] ; l’échantillon comptait 34 jeunes adultes en bonne santé sur trois nuits consécutives [S6].

Émergent. Une analyse menée par un fabricant a rapporté une meilleure concordance des stades de sommeil quand des signaux autonomes et circadiens étaient ajoutés au mouvement [S8]. L’activité sympathique soutenue pendant le sommeil dans l’apnée obstructive du sommeil provient d’une petite étude [S10].

Débattu. La part du profil nocturne qui revient aux stades de sommeil et celle qui revient à l’horloge biologique [S2] [S3]. La question de savoir si la HRV est plus basse dans l’insomnie [S11].

Inconnu. Dans quelle mesure un modèle d’objet connecté actuel donné reproduit la HRV nocturne de laboratoire chez une personne donnée, et quel lien existe entre la HRV nocturne et la qualité du sommeil telle qu’une personne la vit.

Ce qu’elle ne vous dit pas

« Une montre détermine précisément mes stades de sommeil à partir de la HRV. » Pas en règle générale. Dans une comparaison en laboratoire avec la polysomnographie, les évaluations des stades de sommeil par les appareils étaient incohérentes, et les performances étaient moins bonnes les nuits perturbées [S6]. Une revue d’experts cite la mauvaise classification de l’éveil pendant la période de sommeil et des performances incertaines dans certains groupes de personnes [S7]. Les résultats les plus favorables sur les stades proviennent d’études menées par les fabricants [S8]. Les graphiques de stades sont des estimations, pas un examen du sommeil.

« Une HRV nocturne élevée signifie un bon sommeil. » Pas à elle seule. Dans une petite étude de laboratoire, la SDNN était élevée en sommeil paradoxal et lors des éveils, et la plus basse en sommeil profond [S2], et les oscillations répétées de la fréquence cardiaque dans l’apnée du sommeil ajoutent de la variabilité au lieu de signaler du repos [S9]. Sur certains indicateurs, un chiffre plus élevé peut venir d’une nuit plus entrecoupée.

• Aucune nuit isolée n’est un verdict. Les stades, les éveils et l’horaire font bouger la valeur d’une nuit à l’autre.
• Les appareils ne sont pas interchangeables. Les fenêtres, les indicateurs et le traitement diffèrent [S13] [S14] [S15], et les méthodes utilisées en recherche varient aussi [S4] [S5].
• Un objet connecté n’est pas un examen du sommeil. Il ne peut diagnostiquer ni l’apnée du sommeil ni l’insomnie [S12].

Un sommeil court n’est qu’une des causes d’une valeur basse ; voir pourquoi ma HRV est-elle basse ?.

Dans ONDA

ONDA construit votre référence personnelle à partir des valeurs enregistrées dans Apple Health — depuis l’Apple Watch ou un autre appareil qui y synchronise des données cardiaques [S16]. La fenêtre est de 14 jours, et ONDA compare votre dernier jour de données à votre propre couloir — la moyenne de vos jours précédents ayant assez de données, plus ou moins un écart type — et ne le signale que s’il se situe à au moins 1,5 écart type en dehors et a varié d’une valeur minimale. Apple Health enregistre la HRV sous forme de SDNN : la référence personnelle de HRV d’ONDA est donc une référence SDNN. ONDA ne détermine pas les stades de sommeil à partir de la HRV et ne diagnostique ni l’apnée du sommeil, ni l’insomnie, ni aucune autre maladie.