Neurofisiologia Del Sonno - Lezione IRPPI 22 Settembre 2012 - II Anno

NEUROFISIOLOGIA DEL SONNO


Veglia Non Rapid Eye Movement (NREM) o sonno sincronizzato Rapid Eye Movement (REM) o sonno paradosso (PS) DEFINITI DA TRE SPECIFICI PARAMETRI POLIGRAFICI

EEG: elettro-encefalogramma

EOG: Electro-oculogramma

EMG: Electro-elettromiogramma

TRE LIVELLI DI COSCIENZA NEI MAMMIFERI


1989 in: Principles and practice of Sleep Medicine, pp. 30-49


EARLY STUDIES REM Dep Learning Fishbein, Smith


SLEEP DEPRIVATION TECHNIQUE

RECHTSCHAFFEN STUDIES Methods Index and Control Rats Record Both Ad Lib Food & Water Sleep Deprive Index


RECHTSCHAFFEN STUDIES

Results

Skin Lesions

Eating

Weight

Heat Seeking

Body Temp

Immune Dysfunction

Death


SLEEP DEPRIVATION EFFECTS

Weight Loss

Hypothermia Sepsis &

DEATH


The central circadian clock is

a master oscillator with

input and output pathways

(SCN)

Czeisler and Klerman, Recent Prog Horm Res 54:97130, 1999


SUPRACHIASMATIC NUCLEUS IS MASTER PACEMAKER

A. Activity in suprachiasmatic nucleus correlates with circadian rhythms

B. Lesions of suprachiasmatic nucleus abolish free-running rhythms

C. Isolated suprachiasmatic nucleus continues to cycle

D. Transplanted suprachiasmatic nucleus imparts rhythm of the donor on the host


Il tempo una dimensione strettamente associata con la biologia delle specie viventi. Ci sono cicli di varia lunghezza nelle attivit biologiche, da molto brevi (ultradiano) a ritmi della durata di un giorno (circadiano) e a ritmi di durata pi limga (settimanale, mensile, stagionale, annuale. Questi ritmi sono generati da orologi biologici endogeni, piuttosto che essere le reazioni passive a fluttuazioni esterne. Nei mammiferi, il nucleo soprachiasmatico (SCN) il principale pacemaker. Esistono anche ritmi biologici organo specifici (ovaio, fegato eccetera). Schulz and Steimer. CNS Drugs 2009

BIOLOGICAL CLOCKS AND GENES


Il sonno tra 1 e 12 mesi

Nel 1 mese di vita presente un ritmo sonno-veglia polifasico con cicli di 3-4 ore.

Tra il 1 e il 4 mese si assiste ad un progressivo adattamento al ciclo luce-buio, con i cicli di sonno

che tendono a presentarsi di notte.

A 3 - 4 settimane compare la prima manifestazione circadiana con una lunga fase di veglia agitata e

pianto tra le 17 e le 22 (interpretata come fame o con il termine di coliche).

A 6 mesi si organizza un periodo di sonno notturno pi lungo di circa 6 ore con un solo risveglio

notturno per alimentarsi.

A 9 mesi si assiste ad un incremento transitorio dei risvegli notturni.


(Kleitman 1963)

Il pacemaker circadiano

probabilmente gi attivo durante

lultimo mese di vita intrauterina.

Mirmiran et al. (1990), hanno trovato un ritmo circadiano della temperatura corporea e del ciclo attivit/riposo di circa 25 ore in bambini pretermine di et tra le 28 e le 34 settimane di et gestazionale.


CON LO SVILUPPO SI ASSISTE AD UN

PROGRESSIVO RIDURSI DEL TEMPO

TOTALE DI SONNO DIURNO E NOTTURNO

Iglowstein I, Jenni OG, Molinari L, Largo RH.

Sleep duration from infancy to adolescence:

reference values and generational trends. Pediatrics. 2003;111(2):302-7


Iglowstein I, Jenni OG, Molinari L, Largo RH. Sleep duration from infancy to adolescence: reference values and generational trends.

Pediatrics.2003;111(2):302-7

TOTAL SLEEP

DURATION

Durata totale di sonno tra infanzia e

adolescenza


Media e SD della durata del sonno in 24 ore durante i primi 10 anni di vita ed i corrispondenti valori di altezza e peso per maschi

e femmine (n = 305). La durata media del sonno si riduce, mentre altezza e aumento

di peso varia secondi l et. La variabilit interindividuale stata diversa tra i vari parametri: SD media della durata del sonno stata l'8% della media della popolazione, mentre era del 4% per l'altezza e 14% per il peso.

La durata del sonno mostra una notevole stabilit a lungo termine La variabilit interindividuale riflette un tratto individuale dei diversi soggetti. Cos un bambino che dorme per brevi periodi da piccolo sar probabilmente un breve dormitore da adulto e viceversa.

Age, y

Sleep

Duration,

Mean (SD), h

Height, Mean (SD), cm Weight, Mean (SD), kg

Boys Girls Boys Girls

1 14.6 (1.4) 74.8 (2.5) 73.0 (2.3) 9.6 (1.1) 8.8 (0.8)

1 14.2 (1.2) 81.9 (2.9) 80.0 (2.7) 11.1 (1.3) 10.3 (1.0)

2 13.8 (1.1) 87.6 (3.0) 85.8 (3.0) 12.3 (1.4) 11.5 (1.2)

3 13.0 (1.2) 96.6 (3.5) 95.1 (3.4) 14.6 (1.7) 13.8 (1.6)

4 12.1 (1.2) 104.0 (3.8) 102.8 (3.7) 16.5 (2.0) 15.9 (1.9)

5 11.6 (1.0) 110.8 (4.2) 109.7 (4.1) 18.5 (2.4) 18.0 (2.4)

6 11.3 (0.8) 117.0 (4.6) 116.1 (4.3) 20.7 (2.9) 20.3 (3.0)

7 11.1 (0.7) 123.0 (5.0) 122.2 (4.5) 23.0 (3.4) 22.8 (3.6)

8 10.6 (0.6) 128.7 (5.3) 127.9 (4.8) 25.6 (3.9) 25.9 (4.2)

9 10.5 (0.6) 134.3 (5.5) 133.5 (5.1) 28.5 (4.6) 28.7 (5.1)

10 10.1 (0.6) 139.2 (5.9) 138.9 (5.6) 31.9 (5.7) 32.1 (5.9)


HUMAN SLEEP AND AGE

The marked preponderance of rapid eye movement (REM) sleep in the last trimester of pregnancy and the first year of life decreases progressively as waking time increases. Note that non-rapid eye movement (NREM) sleep time, like waking time, increases after birth. Despite its early decline, REM sleep continues to occupy approximately 1.5 hours per day throughout life. This suggests that its strongest developmental contribution is to early brainmind development but that it subsequently plays an equally indispensable part in brainmind maintenance.


ELETTROENCEFALOGRAMMA (EEG) Misura i potenziali elettrici sulla superficie della testa. Immaginato per essere una possibile fonte di interpretazione dell attivit delle sottostanti popolazioni neuronali corticali. WAKE EEG

Piccola ampiezza, oscillazioni ad alta frequenza. Queste onde vengono prodotte come il risultato di desincronia dellattivazione tra i neuroni corticali.

NREM EEG Maggiore ampiezza, oscillazioni a bassa frequenza che si pensa riflettano la transizione di questi neuroni ad un modello di attivazione pi sincrono REM EEG Piccola ampiezza, oscillazioni ad alta frequenza che sembrano un EEG di veglia, ma sono

accompagnate da perdita di tono muscolare e presenza di R.E.M.

SONNO AD ONDE LENTE - SLOW WAWE SLEEP Stadio 3; la fase del sonno pi profonda. Questo quando la sincronia neuronale al massimo. Vi anche la presenza di onde delta, che sono le pi lente e le pi grandi in ampiezza durante il sonno. DELTA POWER La densit di potenza delle onde delta; si ritiene rifletta il nostro bisogno di dormire.

COMPONENTE CIRCADIANO DEL SONNO I ritmi del sonno.

COMPONENTE OMEOSTATICA DEL SONNO La profondit o la durata del sonno.

SCUOLA MEDICA OSPEDALIERA Roma - 14 Settembre 2012 Prof. Dott. Francesco Peverini

ELETTROENCEFALOGRAMMA (EEG)

Misura i potenziali elettrici sulla superficie della testa. Immaginato per essere una possibile fonte di interpretazione dell attivit delle sottostanti popolazioni neuronali corticali.

WAKE EEG

Piccola ampiezza, oscillazioni ad alta frequenza. Queste onde vengono prodotte come il risultato di desincronizzazione dellattivazione tra i neuroni corticali.

NREM EEG

Maggiore ampiezza, oscillazioni a bassa frequenza che si pensa riflettano la transizione di questi neuroni ad un modello di attivazione pi sincrono

REM EEG

Piccola ampiezza, oscillazioni ad alta frequenza che sembrano un EEG di veglia, ma sono accompagnate da perdita di tono muscolare e presenza di R.E.M.

SONNO AD ONDE LENTE - SLOW WAWE

SLEEP Stadio 3; la fase del sonno pi profonda. Questo quando la sincronia neuronale al massimo. Vi anche la presenza di onde delta, che sono le pi lente e le pi grandi in ampiezza durante il sonno.

DELTA POWER La densit di potenza delle onde delta; si ritiene rifletta il nostro bisogno di dormire.

COMPONENTE CIRCADIANA DEL SONNO

I ritmi del sonno.

COMPONENTE OMEOSTATICA DEL SONNO

La profondit o la durata del sonno.


Time (hours)

Awake

Stage 1

Stage 2

Stage 3

Stage 4

3 2 1 0 4 5 6 7 8

REM

Alert wakefulness

Quiet wakefulness

Stage 1

Stages 2 & 3 K complex

theta waves

Stage 4

sleep spindle

REM sleep

1 sec

50 m

V


ATTIVIT AD ONDE LENTE (SWA)

Sleep Delta activity: frequency of 0.5-2 Hz Clinical EEG: frequency of >0.5-4 Hz Seen predominantly in the frontal region


La SWA presenta il suo pattern ben definito intorno ai 3 mesi, ma evidenze suggeriscono che lattivit EEG Delta (150 V spesso anche > 300V.

SVILUPPO DELLATTIVIT AD ONDE LENTE (SWA)


SVILUPPO DEGLI SPINDLES IN ET NEONATALE

Metcalf e Jordan (1972): Rudimentali spindle possono essere osservati gi a 4 settimane, ma sono ben sviluppati a 12 settimane.

Shulte (1973): Lanalisi quantitativa, conferma che lattivit spindle, comincia ad apparire a 4-9 settimane.

Louis et al (1992) : A 2 mesi gli spindle erano assenti nei nati a termine, ma presenti nei post termine.

Secondo Ellingson (1982), quando gli spindle fanno la loro comparsa, a 44 settimane, sono di basso voltaggio (20 V) e infrequenti (


Characteristics

Rapid eye movement sleep

(REM) paradoxical sleep

Non-rapid eye movement

sleep (NREM) dreamless sleep

Rapid eye movement Present Absent

Dreams Present Absent

Muscle twitching Present Absent

Heart rate Fluctuating Stable

Blood pressure Fluctuating Stable

Respiration Fluctuating Stable

Body temperature Fluctuating Stable

Neurotransmitter Noradrenaline serotonin


Un disegno del tronco cerebrale umano tratto dallopera di Von Economo. Illustra il sito della lesione (tratteggio diagonale) tra tronco encefalo e proencefalo che ha causato sonnolenza prolungata, e il sito della lesione (tratteggio orizzontale) nell ipotalamo anteriore che ha causato insonnia prolungata. La freccia in alto indica una regione tra i due siti, compreso l'ipotalamo posteriore laterale. Von Economo ha suggerito che la narcolessia stata causata da lesioni in questo sito.

THE ASCENDING AROUSAL SYSTEM PROMOTES WAKEFULNESS

The majority of patients with von Economos encephalitis lethargica slept excessively. Many slept for 20 or more hours per day, arising only briefly to eat and drink. Their cognitive function was reasonably intact, but they would soon return to sleep a cycle that lasted for many weeks before recovery. Von Economo found that these patients invariably had lesions at the junction of the midbrain and the diencephalon. He therefore proposed that there was an ascending arousal system originating in the brainstem that kept the forebrain awake


LENCEFALITE LETARGICA DI VON ECONOMO e Cruchet, comparsa in forma pandemica negli anni dal 1915 al 1924, appartiene alle encefaliti a sospetta eziologia virale. Le lesioni erano prevalentemente localizzate a carico del tegmento mesencefalico, sostanza nera e gangli della base, tanto da determinare quello che stato definito un parkinsonismo post-encefalitico, sovente accompagnato da sintomi psichici. In tale forma, sono stati studiati, quasi come in un modello sperimentale, i rapporti esistenti fra la patologia lesionale mesodiencefalica e i sintomi psichici a essa correlati. Lencefalite letargica, verosimilmente estinta dopo il 1935, presentava alcuni quadri clinici caratteristici:

1. turbe della motilit oculare 2. turbe del ritmo sonno-veglia da prevalente interessamento mesencefalico; 3. algie talamiche associate a mioclonie diffuse (tipo algo-mioclonico) o con movimenti coreici

o con disturbi ipertonici (tipo coreico e tipo ipertonico); 4. prevalente stato confusionale, disorientamento temporo-spaziale e inibizione psicomotoria,

con interpolati episodi di agitazione psicomotoria. La mortalit era elevata, raggiungendo il 40%.


Lencefalite epidemica ha rappresentato un importante modello

psicobiologico riguardante le correlazioni esistenti fra sintomi neurologici

meso-diencefalici (diplopia, crisi oculogire, sindrome extrapiramidale),

disturbi della coscienza (letargia, confusione onirica) e disturbi psichici (del

carattere, dellaffettivit, sintomi psicotici, deliri e perversioni).

i conseguenza, venne ipotizzato che lo stato

di veglia fosse mediato da un

iniziale eccitazione per via ascendente del

sistema tronco encefalico, che rimaneva

attiva anche dopo interruzione delle

classiche vie sensoriali mesencefaliche.

Tale sistema stato confermato due decenni

or sono da Moguzzi e Magoun con la

definizione di SISTEMA RETICOLARE

ASCENDENTE ATTIVANTE.


Una delle strutture pi importanti del tronco encefalico la

FORMAZIONE RETICOLARE. Quasi tutti i neuroni che la compongono hanno una rete diffusa di connessioni e una distribuzione dei loro assoni sia in direzione rostrale che caudale. La formazione reticolare assolve numerose funzioni.

1. Induzione e mantenimento dello stato di veglia. Infatti, una

stimolazione elettrica diffusa della formazione reticolare a livello

mesencefalico e pontino provoca un'immediata attivazione della corteccia cerebrale, tale da causare il risveglio istantaneo.

2. tramite vie discendenti dirette al midollo spinale, da un lato concorre a controllare il tono muscolare, dall'altro modula le

sensazioni dolorose regolando il flusso di informazioni nocicettive in arrivo dalla periferia.

3. regolazione dei movimenti respiratori e dell'attivit cardiaca.


All'interno della formazione reticolare sono stati individuati alcuni raggruppamenti neuronali specifici: 1) nucleo gigantocellulare: uno dei componenti principali del sistema reticolare attivatore; i

suoi neuroni liberano acetilcolina come trasmettitore eccitatorio;

2) la substantia nigra: situata nel mesencefalo; invia i suoi assoni, che liberano dopamina, a livello dei gangli della base, in associazione con i quali opera per il controllo del movimento; altri raggruppamenti di neuroni dopaminergici inviano le loro terminazioni a

livello della corteccia frontale e di diverse strutture del sistema limbico;

3) i nuclei del rafe: sono situati in corrispondenza della linea mediana a livello del bulbo e della porzione inferiore del ponte; inviano fibre al diencefalo e al midollo spinale. Alcuni di questi neuroni contengono solo serotonina, altri contengono anche un neuropeptide;

4) il locus coeruleus: costituito da neuroni che liberano noradrenalina a livello di diverse strutture del diencefalo e del cervello. Inviano assoni anche alla corteccia del cervelletto.


Il sistema limbico implicato nel controllo dell affettivit; controlla le risposte vegetative indotte dalle emozioni, il tono dell'umore e la percezione delle sensazioni piacevoli o dolorose. Per il sistema limbico le afferenze pi importanti sono quelle olfattorie. L'odore del cibo stimola il centro della fame nell'ipotalamo. Lesioni del sistema limbico possono provocare appetito vorace (bulimia), disinibizione sessuale, eccessiva docilit nei confronti di stimoli ambientali che richiederebbero uno stato d'allerta o di difesa. Poich l'ippocampo parte del lobo temporale, una sua lesione determina un danno della memoria. L'ippocampo e la corteccia circostante sono fondamentali nel passaggio dell'informazione dalla memoria a breve a quella a lungo termine: la porzione di corteccia immediatamente circostante l'ippocampo costituita da quelle cellule che subiscono una trasformazione della loro fisionomia calcio indotta, per rinforzare la traccia mnesica.

Il sistema limbico costituito in parte di corteccia cerebrale e in parte di diencefalo. E costituito da: 1. aree corticali cerebrali, tra cui la circonvoluzione del

cingolo 2. vari nuclei tra cui quelli anteriori del talamo 3. parte dei gangli basali 4. l'ipotalamo (corpi mamillari) 5. la corteccia olfattoria 6. le vie di connessione tra le varie aree corticali e i gangli

della base (come per esempio il fornice).


FORMAZIONE RETICOLARE

Una massa diffusa di neuroni e fibre nervose formano un reticolo nella porzione centrale del tronco encefalico.

1) Nuclei of medullary reticular formation

2) Nuclei of pontine reticular formation

3) Nuclei of midbrain reticular formation

A. Receives fibers from the sensory pathways via long ascending spinal tracts.

B. Alertness, maintenance of attention and wakefulness.

C. Emotional reactions, important in learning processes.

D. Tumor or damage: sleeping sickness or coma.

Ascending Reticular Activating System

AFFERENZE

Corteccia Corpo Striato

Cervelletto Talamo Midollo

tatto dolore

temperatura posizione

Via sensitiva vista

udito olfatto

gusto


FORMAZIONE RETICOLARE

EFFERENZE

Corteccia Cervelletto

Talamo ipotalamo Nucleo rosso Substantia nigra

Midollo


Descending Reticular System

INHIBITORY

Smoothness and accuracy of

voluntary movements

Reflex movements

Regulates muscle tone

Maintenance of posture

Control vegetative functions

FACILITATORY

Mantains the muscle tone

Facilitates autonomic functions


Le popolazioni cellulari del PERCORSO ECCITATORIO ASCENDENTE,

comprendono neuroni di tipo:

colinergico

noradrenergico serotoninergico

dopaminergico

Istaminergico

Che sono situati nelle sedi:

pedunculopontine

nucleo laterodorsale tegmentale (PPT / LDT) locus coeruleus (LC)

nucleo del rafe dorsale e mediano

nucleo tubermammillare (TMN)


Tuttavia, ogni 24 ore il sistema di eccitazione viene inibito con linizio del sonno, da parte dei neuroni: GABA-ergici

Galaninergici Presenti a livello del NUCLEO PREOTTICO VENTRO-LATERALE (VLPO) L'interazione tra VLPO ed i rami della via ascendente eccitatoria risulta mutualmente inibente, con un comportamento stigmatizzato a quello di un interruttore elettrico, detto quindi "ON-OFF", che permette all'organismo di mantenere uno stato stabile di veglia e di sonno.

EFFECTS OF COMMONLY USED DRUGS ON SLEEP AND WAKING


SCN: nucleo sovrachiasmatico (orologio biologico)

v SPZ d SPZ: zona paraventricolare dorsale (ritmo della

temperatura corporea) e ventrale (ritmo

sonno-veglia)

DMH: nucleo dorsomediale (ritmi cicli circadiani di

sonno, l'attivit, l'alimentazione e la

secrezione di corticosteroidi)

PVH: nucleo paraventricolare

MPO: area preottica mediale (termoregolazione)

LHA: area laterale ipotalamica (melanin concentrating hormone e

orexina)

VMH: nucleo ventromediale

ARC: nucleo arcuato

SCUOLA MEDICA OSPEDALIERA Roma - 14 Settembre 2012 Prof. Dott. Francesco Peverini

Un ingresso importante per i nuclei rel

e reticolari del talamo (PERCORSO

ARANCIONE) proviene da gruppi

cellulari colinergigici (ACh)

nel ponte superiore, pedunculo-

pontini (PPT) e dal nucleo tegmentale

laterodorsale (LDT).

Questi ingressi facilitano la trasmissione

talamo corticale.

Una seconda via (rossa) attiva la

corteccia cerebrale facilitando

l'elaborazione degli input dal talamo.

Ci deriva da neuroni nei gruppi di

cellule monoaminergiche compreso

il nucleo tubero mammillare

(TMN) contenente istamina

(HIS), un gruppo di cellule definite A10

contenenti dopamina (DA), nuclei del

rafe dorsale e mediano

contenenti serotonina (5-HT), e il locus

coeruleus (LC) contenente

noradrenalina (NA).

Questo percorso riceve anche contributi

peptidergici da neuroni nellipotalamo

laterale (LHA) contenenti Orexina

(ORX) o melanin-concentrating

hormone (MCH), e dal proencefalo

basale (BF) che contengono neuroni

GABA o Ach.

Da: NATURE Vol 437, 27 October 2005

SCUOLA MEDICA OSPEDALIERA Roma - 14 Settembre 2012 Prof. Dott. Francesco Peverini Da: NATURE Vol 437, 27 October 2005

Schema per mostrare le proiezioni

fondamentali del NUCLEO

PREOTTICO

VENTROLATERALE (VLPO) verso

i principali componenti del

crescente sistema di eccitazione.

Esso comprende i gruppi di

cellule monoaminergici (rosso)

come il nucleo tuberomammillare

(TMN), il gruppo cellulare A10, il

rafe ed il locus coeruleus (LC).

Esso innerva anche i neuroni dell

ipotalamo laterale compresa larea

perifornicale (PEF in verde) che

produce orexina, neuroni,

e interneuroni colinergici (Ach in

giallo): il nucleo peduncolo-

pontino (PPT) ed il nucleo

laterodorsale tegmentale (LDT).

I neuroni VLPO si trovano allinterno

della regione delineata da Von

Economo, la cui lesione era in grado

di determinare insonnia.


PPT/LDT neurons are most

active during wakefulness and rapid eye movement (REM)

sleep and discharge more slowly during NREM sleep, a period

when cortical activity is reduced.


The second branch of the ascending arousal system projects into the lateral hypothalamus, basal forebrain, and the cerebral cortex. Neurons in these mono-aminergic systems have broad action potentials, discharging most rapidly during wakefulness, slowing during NREM sleep, and showing little activity during REM sleep.


In sintesi, i neuroni colinergici, le

popolazioni di cellule neuronali mono-aminergiche ed i nuclei Orexina /

Ipocretina dell ipotalamo laterale situati lungo i due rami del sistema di

eccitazione ascendente scaricano in maniera stereotipata e coordinata nel

promuovere l'eccitazione corticale, con il rendere unico, bench ridondante, il contributo al raggiungimento ed al

mantenimento dello stato di veglia.

Durante il sonno, questi circuiti sono bloccati da neuroni

del VLPO.


DURANTE LA

VEGLIA

i nuclei monoaminergici (rossi)

inibiscono il nucleo preottico

ventrolaterale (VLPO rosa),

riducendo quindi linibizione sulle

stesse cellule monoaminergiche,

sullOrexina (verde), sulla via

peduncolo-pontina (PPT) e sul nucleo

tegmentale laterodorsale (LDT

giallo).

Poich i neuroni VLPO non hanno

recettori per lOrexina, i neuroni che

producono Orexina servono pi a

rafforzare il tono monoaminergico

piuttosto che ad inibire il nucleo VLPO

per propria azione.


DURANTE IL SONNO

lattivit dei neuroni VLPO inibisce i

gruppi di cellule mono-aminergiche, in

modo da ridurre la loro propria attivit

inibitoria su di esso.

Questo permette di inibire i neuroni che

producono orexina, impedendo

lattivazione monoaminergica che

potrebbe interrompere il sonno.

Linibizione diretta e reciproca tra

VLPO e gruppi di neuroni

monoaminergici determina un classico

meccanismo ad interrutore, definito

FLIP FLOP, che produce brusche

variazioni di stato ma che relativamente

instabile. Sembra che la presenza di

neuroni che producono Orexina,

stabilizzi il sistema.


I due centri principali per il sonno

e l'eccitazione sono evidenziati nello

schema:

VLPO ed esteso VLPO (eVLPO)

sono i centri di mantenimento

del sonno, mentre il TMN, il LC

ed il Rafe Dorsale (DR) sono tutti

gruppi neuronali di tipo mono -

aminergico che promuovono la veglia.

I circuiti inibitori sono colorati in

Rosso, mentre le vie eccitatorie

in Azzurro.

L Orexina / ipocretina nella parte

superiore stabilizza i due stati e

previene cicli troppo rapidi.

Durante la veglia vi l'inibizione

del VLPO e eVLPO.

Durante il sonno inibito il circuito

mono - aminergico


L'interazione dei due ritmi, il circadiano e l omeostatico produce una curva della propensione al sonno che bifasica. Vi una propensione maggiore al sonno nella met del pomeriggio e un periodo pi importante durante

la notte. L'esordio del sonno si verifica subito dopo che il cancello si apre e la compensazione di sonno si verifica dopo il nadir della temperatura corporea (variazioni del colore grigio).

ADATTATO DA EDGAR DM, DEMENT W, FULLER CA. J NEUROSCI 1993

6 18

ORE DEL GIORNO

24 12 6

ZONA

PERMISSIVA

PRIMARIA

ZONA

PERMISSIVA SECONDARIA

SONNO

ZONA

PROIBITA

ZONA

PROIBITA

VEGLIA

0

VARIAZIONI CIRCADIANE DELLA PROPENSIONE AL SONNO


EFFECTS OF COMMONLY USED DRUGS ON SLEEP AND WAKING


Negli esseri umani, la coscienza varia notevolmente in intensit e

qualit durante il ciclo sonno-veglia. Le tre condizioni principali dello stato di Coscienza:

1. essere svegli (ed in allerta con l'intera gamma di aspetti secondari della

coscienza), 2. addormentati (con minore consapevolezza)

3. in fase di sogno (con percezioni generate internamente ed emozioni di coscienza primaria)

dipende da tre stati del cervello oggettivamente identificabili:

VEGLIA, NON-REM E REM


Coscienza primaria: Semplice consapevolezza che comprende la capacit di percepire le cose e la capacit di provare emozioni. Come tale attribuita alla maggior parte dei mammiferi. Nel sogno non lucido, si ha percezione ed emozione e si pu organizzare i propri pensieri in una storia. La coscienza primaria una base importante per lo sviluppo della coscienza secondaria.

Negli esseri umani adulti, i sogni si verificano durante i movimenti oculari rapidi (REM) del sonno ed hanno caratteristiche di coscienza primaria

PERCEZIONE E visuo-motorio dettagliata con altre modalit sensoriali di informazione che costituiscono la struttura rappresentativa della consapevolezza. Tale consapevolezza deve coinvolgere l'interazione e l'integrazione delle emozioni.


Coscienza secondaria: dipende dalla lingua e comprende caratteristiche come auto-consapevolezza

riflessiva, pensiero astratto, volont e capacit meta-cognitive. Siamo pertanto consapevoli del nostro stato di coscienza e del mondo esterno.

In caso di sogno non lucido, non abbiamo la

consapevolezza della coscienza secondaria.

COSCIENZA SECONDARIA Consapevolezza soggettiva tra la percezione e l'emozione, arricchita da un'analisi astratta (pensiero) e componenti di coscienza metacognitivi (consapevole della consapevolezza). Solo umana?


Hobson ha ideato un modello che mette a confronto le differenze tra questi stati del cervello in termini di: ATTIVAZIONE INGRESS-OUTPUT GATING MODULATION. Egli chiama questo modello AIM.


ATTIVAZIONE

Vaste aree del cervello incluse aree corticali e sottocorticali che sono attive durante la veglia, sono inattive durante il sonno NREM e sono riattivate durante il REM. E gradualmente apparso chiaro che il comportamento a riposo e l attivit, come pure il livello e la qualit dellesperienza cosciente, erano funzioni di attivazione e disattivazione cerebrale intrinseca, controllati dai neuroni del tronco encefalo.


INPUT-OUTPUT GATING

L'inibizione dei motoneuroni spinali durante il sonno REM provoca una paralisi motoria che spesso viene da noi notata come fastidiosa flaccidit delle nostre gambe mentre tentano di eseguire movimenti sempre pi veloci per eludere gli assalitori nel nostro sogno. Va notato che questa paralisi pu essere dissociata dall atonia muscolare e pu avvenire anche quando presente attivit muscolare.


Una caratteristica importante del sonno REM il verificarsi dei segnali di attivazione fasica. Questi segnali sono stati registrati, nel tronco cerebrale pontino (P), nel corpo genicolato laterale del talamo (G) e nella corteccia occipitale (O) e sono pertanto chiamato circuiti PGO. Anche se sono importanti nel sistema visivo, si osservano anche nei sistemi sensomotori del troncoencefalo. Le onde PGO costituiscono segnali che non solo bloccano l input sensoriale, permettendo al cervello di rimanere addormentato, ma costituiscono anche lelemento fondamentale per la percezione ed il controllo motorio. Durante il sogno, le nostre sensazioni ed i movimenti sono del tutto fittizi, ma la simulazione del reale, la sensazione di stato di veglia e di movimento impressionante. Il cervello, isolato dal mondo esterno, considera questa stimolazione endogena, come se fosse esogena.

INPUT-OUTPUT GATING II


stato proposto che, durante il sogno, segnali PGO vengano utilizzati nella costruzione delle immagini di allucinazione visiva dei sogni, elemento importante della dream consciousness theory. In sogno, vediamo - in assenza di luce - attivando il sistema visivo del cervello.

INPUT-OUTPUT GATING III


MODULAZIONE Quando si svegli, il nostro cervello rilascia sostanze come l'acetilcolina, la dopamina, l'istamina, la noradrenalina e la serotonina. Quando si in sonno REM, il nostro cervello rilascia dopamina e acetilcolina, ma non rilascia noradrenalina, serotonina o istamina. Il fatto che il cervello continui a rilasciare dopamina durante il sonno REM, ma non rilascia tutte e cinque le sostanze neurochimiche che vengono rilasciati quando si svegli, potrebbe spiegare perch i sogni sono cos bizzarri - con allucinazioni visive e avvenimenti strani e apparentemente illogici. La produzione di dopamina sembrerebbe avere un ruolo nella malattia mentale, in particolare la schizofrenia. Molti teorici del sogno, tra cui Freud e Jung, cos come William Dement, hanno commentato le analogie tra sogni e la pazzia. In precedenza, Mark Solms aveva teorizzato il rapporto tra dopamina e sogno. Quando si tratta di modulazione, il sonno NREM in uno stato intermedio. Durante il sonno NREM, il cervello produce tutte e cinque le sostanze neurochimiche, ma la loro produzione avviene a un ritmo pi lento rispetto al periodo di veglia.


Che cosa determina il passaggio da input prevalentemente esterni durante la veglia, ad altri principalmente interni durante il sogno? stato proposto che questo dovuto a un cambiamento nell'attivit di due popolazioni di cellule del tronco cerebrale: la cosiddetta REM-off (cellule attive durante la veglia e inattive durante il sonno REM) e REM-on (attive durante il sonno REM e inattive durante la veglia). Si potrebbero definire altrettanto bene veglia-on e veglia-off.

IL MODELLO AIM


SVILUPPO DEL SONNO REM

Il sonno REM si evoluto in tempi relativamente recenti. Esiste solo nei mammiferi e negli uccelli. Nelle prime fasi della vita, uccelli e mammiferi sperimentano una enorme quantit di sonno REM. La pi grande quantit di sonno REM nell'uomo avviene prima della nascita, durante il terzo trimestre di gravidanza. Nei feti umani, il sonno REM, in cui il cervello molto attivo, si alterna con periodi in cui il cervello inattivo (sonno non-REM). Svegliarsi ed essere coscienti, terzo stato del cervello, si sviluppa pi tardi nella vita. Il sonno REM e la coscienza di veglia sono simili in quanto entrambi comportano alti livelli di attivit cerebrale. Andando avanti nel tempo, passiamo pi tempo da svegli ed aumentano le nostre capacit cognitive. Se il sonno REM precede il sognare durante lo sviluppo umano, che cosa succede nel cervello durante il sonno REM prima che il sogno si manifesti? Una possibile risposta che il cervello si stia preparando per le sue numerose funzioni integrative, tra cui la coscienza. Lo sviluppo della coscienza quindi visto come un graduale processo.


IL SONNO REM ED I SOGNI

Anche se iniziare a sperimentare il sonno REM molto presto nella nostra vita, non abbiamo una corrispondente storia di esperienze che noi chiamiamo sogni, fino a che queste non sono pi datate. Al fine di avere dei sogni, abbiamo infatti bisogno della capacit di creare narrazioni organizzate. I bambini probabilmente non hanno veri e propri sogni fino a quando non sono fra cinque e otto anni. Mark Solms e David Foulkes hanno dimostrato che il sonno REM e i sogni non sono la stessa cosa - a volte le persone hanno esperienze oniriche quando non sono in sonno REM. Durante l'infanzia si sviluppa la capacit di usare e capire la lingua utilizzata, cos come la quantit di sogno vero (distinto dal sonno REM) e la tendenza a parlare di sogni.


Principali quadri patologici

Insonnia: difficolt ad iniziare o a mantenere il sonno o nella sensazione di sonno non ristoratore, che compromette il funzionamento diurno.

Ipersonnia: tendenza ad addormentarsi durante il giorno in luoghi e tempi inappropriati, associati a fatica, incapacit a concentrarsi, compromissione delle performance psicomotorie.

Disturbi del ritmo circadiano del sonno: incapacit a dormire e a rimanere svegli nei periodi appropriati.

Parasonnie :movimenti o comportamenti anormali durante il sonno.


Jet lag

Disturbo del sonno legato ai turni di lavoro

Sindrome da sonno anticipato

Sindrome da sonno ritardato

Pattern sonno veglia irregolare

Pattern sonno veglia non di 24 ore (sindrome

ipernictemerale)

Disturbi del ritmo circadiano


Comportamenti episodici notturni

Quando il cervello si organizza tra gli stati: nei periodi di transizione tra uno stato e laltro

Evoluzione benigna (tendenza alla risoluzione spontanea)

Disturbi dellarousal

Disturbi della transizione sonno-veglia

Parasonnie associate al sonno REM

Altre parasonnie

Parasonnie:


Assenza dellatonia muscolare del sonno REM

Intensa attivit motoria (in genere esplosiva)

Spesso (>70%) ferite a s o a compagni di letto

Correlata allattivit onirica (sogni paurosi, vividi, sgradevoli >90%; il pi ricorrente essere aggrediti da animali o persone sconosciute)

Disturbo di comportamento e sogno

DISTURBO COMPORTAMENTALE DEL SONNO REM (RBD)


Et media di inizio dei disturbi >50 anni (52,6 anni; alla presentazione 59,3 aa ( Schenck & Mahowald, 1990), range molto ampio)

M/F 9:1

Idiopatico in circa il 60% dei casi

Associazione con patologie del sonno (narcolessia)

Associazione con disturbi del movimento (atrofia multisistemica, malattia di Parkinson, demenza a corpi di Lewy)

RBD- EPIDEMIOLOGIA


REM sleep behavior disorder is characterized

by the occasionalfailure of this atonia. The brains of patients who suffer from REM

sleep behavior disorder have complete control over their sleeping bodies, allowing (often

exaggerated) motor activity to occur in relation to what is happening in the dream.


The patho-physiology of sleep paralysis has not been concretely identified, although there are several theories about what causes an individual to develop sleep paralysis. The first of these stems from the understanding that sleep paralysis is a parasomnia resulting from inappropriate overlap of the REM stage of sleep and the waking stage of sleep. Polysomnographic studies found that individuals with sleep paralysis had shorter REM sleep latencies than normal along with shortened NREM and REM sleep cycles, and fragmentation of REM sleep. This study supports the observation that disturbance of regular sleeping patterns can instigate an episode of sleep paralysis, because fragmentation of REM sleep commonly occurs when sleep patterns are disrupted and has now been seen in combination with sleep paralysis.

SLEEP PARALYSIS PARALISI IPNAGOGICA


Sleep paralysis is closely related to REM atonia, the paralysis that occurs as a natural part of REM (rapid eye movement) sleep. Sleep paralysis occurs either when falling asleep, or when awakening. When it occurs upon falling asleep, the person remains aware while the body shuts down for REM sleep, and it is called hypnagogic or predormital sleep paralysis.

SLEEP PARALYSIS PARALISI IPNAGOGICA


SLEEP IMPACTS PUBLIC SAFETY AND THE ECONOMY.

SLEEP DISORDERS AFFLICT MANY PEOPLE.

SLEEP IS IMPORTANT FOR BIOLOGICAL FITNESS.

INSOMNIA 20% OF POPULATION

RESTLESS LEG SYNDROME 5% OF POPULATION

SLEEP APNEA 4-5% OF POPULATION


Gli effetti cumulativi della perdita di sonno e di alcuni importanti disturbi del sonno rappresentano un problema misconosciuto di sanit pubblica e sono associati ad una vasta gamma di conseguenze per la salute tra cui un aumento del rischio di ipertensione, diabete, obesit, depressione, attacchi cardiaci e ictus.

Quasi il 20 per cento di tutte le lesioni gravi da incidenti d auto nella popolazione generale sono associati a sonnolenza del conducente.

Miliardi di Euro ogni anno vengono spesi per costi sanitari diretti legati ai disturbi del sonno, come visite mediche, servizi ospedalieri, prescrizioni, aumentata prescrizione di farmaci.

Costi indiretti ?


Sappiamo che le prestazioni e le competenze sono profondamente alterate dopo perdita di sonno, ma ancora non conosciamo quali siano a livello cerebrale tutti gli elementi correlati a questo deficit.

Abbiamo una certa conoscenza dei circuiti cerebrali e dei meccanismi che sono alla base del sonno, ma ancora non sappiamo manipolare correttamente il sistema al fine di normalizzare il sonno a lungo termine.

Il sonno una funzione biologica fondamentale dei mammiferi


I moderni stili di vita ed i nuovi ambienti di lavoro promuovono

lo sviluppo dei disturbi del sonno

Lo sviluppo della tecnologia, il lavoro a turni e orari di lavoro irregolari (20% circa dei lavoratori) sono determinanti importanti nello sviluppo dei disturbi del sonno e nella perdita cronica di sonno.

L'insonnia il disturbo del sonno pi diffuso nelle societ occidentali, con circa il 10% della

popolazione che ne soffre cronicamente


Il sonno insufficiente ed i disturbi del sonno sono un problema sociale e sanitario

Dopo 24 ore di veglia continua, le

prestazioni sono cos compromesse da poter essere assimilate all effetto di:

1 g / L * BAC

(concentrazione di alcol nel sangue)

* Quantit presente nel sangue dopo aver bevuto circa una bottiglia di vino in 1 ora


Insonnia, ipersonnia o entrambi sono segnalati dal 75%

degli adulti, bambini e adolescenti con disturbo depressivo maggiore

L'insonnia e l ipersonnia sono associate ad un aumento (da dieci a quindici volte) del rischio di sviluppare o reiterare un

disturbo depressivo maggiore e/o un disturbo bipolare

Il sonno insufficiente ed i disturbi del sonno sono associati ai principali disturbi neuropsichiatrici

I disturbi del sonno sono associati e

possono precedere l'insorgenza di demenza o parkinsonismo


I disturbi del sonno sono molto costosi

I costi diretti dell insonnia sono stati stimati in 2,5 miliardi di dollari l'anno negli Stati Uniti, mentre i costi indiretti di questa condizione possono raggiungere 100 miliardi di dollari l'anno. Nel 2009, gli incidenti stradali causati negli Stati Uniti da OSAS sono costati 15,8 miliardi di dollari, oltre 1400 vite. I rispettivi calcoli per l Europa non sono attualmente disponibili, ma un onere economico simile ragionevolmente ipotizzabile.


dormire meno di 5 ore per notte aumenta il tasso di incidenti fino a 4,5 volte

problemi di sonnolenza e/o legati ad ipersonnia determinano

il 20% degli incidenti stradali

Leccessiva sonnolenza diurna compromette il lavoro e la sicurezza alla guida

La fatica di una persona in momenti critici stata

dimostrata contribuire a diverse catastrofi industriali e del traffico durante gli ultimi decenni.

Three Mile Island 1979 Exxon-Valdez 1989

Shuttle Challenger 1986

Tunnel S. Gottardo 2001


Rischio relativo di incidenti stradali per ora del giorno. L aumento del rischio segue il fabbisogno di sonno del ritmo circadiano. Adattato da Garbarino et al. Sleep 2001

Propensione al Sonno


The pilots of Northwest Airlines Flight 188 overshot their destination airport, Minneapolis, by 150 miles on October 21. They blamed a distraction, but there is speculation they had nodded off. The near miss prompted transportation authorities to recommend screening operators for sleep apnea, a respiratory condition that can leave a person fatigued even after a full nights sleep. The recommendation sidesteps a more common factor in accidents and near misses: pilots, drivers and workers in general are often sleep deprived because of over-long work hours and poor shift design.


In 1956 Burwell and colleagues

reported an obese patient with

heart failure and respiratory

acidosis who was also extremely

sleepy.

Because this patient reminded

them of the picturesque character

Joe, the sleepy, red-faced, fat boy

from Charles Dickens book, The

Posthumous Papers of the

Pickwick Club (1837) they called

this syndrome the Pickwckian

Syndrome.


CLASSIFICAZIONE INTERNAZIONALE DEI DISTURBI DEL SONNO

(American Academy of Sleep Medicine, 2005)

1) Insonnie (diverse tipologie) (1/3 popolazione adulta negli USA, Roth 2005)

2) Disturbi del Respiro in Sonno (OSAS, CSAS) 3) Ipersonnie di Origine Centrale (Narcolessia, Ipersonnia ricorrente, Ipersonnia

Idiopatica, S. da Sonno Insufficiente, Ipersonnia Iatrogena)

4) Disturbi del Ritmo Circadiano (ex S. Anticipata/Ritardata Fase di sonno, S. da Shift-Work, S. da Jet Lag)

5) Parasonnie (Sonnambulismo) 6) Disturbi del Movimento in Sonno (S. delle gambe senza riposo, PLM,

Bruxismo) 7) Miscellanea


La Sindrome delle Apnee Ostruttive nel Sonno (OSAS) presente nel 4% dei maschi e nel 2% delle donne in Europa) il pi comune disturbo organico del sonno e causa eccessiva sonnolenza diurna.

L OSAS un fattore di rischio per ipertensione, malattia coronarica e scompenso cardiaco e svolge un ruolo nella morte improvvisa cardiovascolare.

Il rischio di malattia cerebrovascolare pi elevato nei pazienti con grave OSAS rispetto alla popolazione generale.

LA SINDROME DELLE APNEE NOTTURNE OBSTRUCTIVE SLEEP APNEA SYNDROME - OSAS


Il palato molle,

lugola e la lingua a riposo:

il paziente respira

normalmente.


Paziente in

posizione supina: sono evidenti i molteplici livelli di ostruzione

caratteristici della Sindrome delle Apnee Notturne


(PTM) = transmural upper airway pressure


1. ANAMNESI

Quando si intervista un paziente con sospetta OSAS, di estrema rilevanza ascoltare il partner (Bed Partner), per le importanti informazioni che pu

fornire dalla diretta osservazione dei fenomeni respiratori notturni; possibile,

inoltre, raccogliere differenti prospettive concernenti I sintomi diurni, ad esempio riguardo la sonnolenza o lalterazione neurocognitiva.

2. QUESTIONARI

Alcuni importanti dati sulla sonnolenza o sulle patologie associate, possono essere ottenuti dalla veloce somministrazione al paziente di questionari :

1. Epworth Sleepiness Scale,

2. Berlin, 3. Questionario per il medico del Lavoro AIMS,

4. STOP BANG.


CATEGORIA 1

Siete solito russare?

_ A. S _ B. No

_ C. Non so

Se russa: il suo russare :

_ A. Leggermente pi forte della respirazione

_ B. Pi forte di chi parla

_ C. Pi forte del parlare _ D. Molto alto - pu essere ascoltata in stanze

adiacenti

Le capita di russare:

_ A. Quasi ogni giorno _ B. 3-4 volte a settimana

_ C. 1-2 volte a settimana _ D. 1-2 volte al mese

_ E. Mai o quasi mai

Il suo russare mai interessato altre persone?

_ A. S

_ B. No

_ C. Non so

Qualcuno ha notato che interrompe la respirazione durante il sonno?

_ A. Quasi ogni giorno

_ B. 3-4 volte a settimana

_ C. 1-2 volte a settimana _ D. 1-2 volte al mese


CATEGORIA 2

Quante volte si sente stanco o affaticato dopo il

sonno notturno?


_ B. 3-4 volte a settimana

_ C. 1-2 volte a settimana

_ D. 1-2 volte al mese


Durante il giorno, si sente stanco, affaticato o

svogliato?


_ B. 3-4 volte a settimana _ C. 1-2 volte a settimana _ D. 1-2 volte al mese


Si mai appisolato o addormentato durante la guida di un veicolo?

_ A. S

_ B. No

In caso affermativo:

Con quale frequenza si verifica il problema?

_ A. Quasi ogni giorno _ B. 3-4 volte a settimana _ C. 1-2 volte a settimana

_ D. 1-2 volte al mese


CATEGORIA 3

Ha la pressione alta?

_ S

_ No

_ Non so

Calcolare il BMI (Body Mass Index)

QUESTIONARIO DI BERLINO


SINTOMATOLOGIA

Respiro rumoroso russamento (roncopatia)

Sensazione di mancanza daria notturna

Sonnolenza diurna

Facile stancabilit

Sensazione di sonno non ristoratore

Cambiamenti nello stile di vita

Cefalea mattutina

Diminuzione del grado di attenzione e di concentrazione (ad esempio sul lavoro)

Irritabilit - peggioramento del tono dell umore

Moficazioni della Vis e della Libido

Defaillances attitudinali


NORMAL SLEEP

SLEEP APNEA


SLEEP APNEA


LA POLISONNOGRAFIA

EEG


Description and Validation of the Apnea Risk Evaluation System*

A Novel Method To Diagnose Sleep Apnea-Hypopnea in the Home Philip R. Westbrook, MD; Daniel J. Levendowski, MBA; Milenko Cvetinovic, PhD; Timothy Zavora, BS; Vladislav Velimirovic, BS; Delmer Henninger, MD; and Dennis Nicholson, MD (CHEST 2005; 128:21662175)


1. Monitoraggio notturno cardio-respiratorio ridotto

2. Monitoraggio notturno cardio-respiratorio completo 3. Polisonnografia notturna con sistema portatile 4. Polisonnografia notturna in laboratorio

METODICHE STRUMENTALI PER LA DIAGNOSI DI CERTEZZA DELLA OSAS NELLADULTO


MONITORAGGIO NOTTURNO CARDIORESPIRATORIO

CON SISTEMA PORTATILE RIDOTTO:

a. prevede la registrazione di almeno 4 parametri RUMORE RESPIRATORIO O FLUSSO AEREO, Fc,

POSIZIONE, SaO2

a. consente la identificazione indiretta degli eventi respiratori

b. non permette lidentificazione dei periodi di sonno


MONITORAGGIO NOTTURNO CARDIORESPIRATORIO

CON SISTEMA PORTATILE COMPLETO:

RUMORE RESPIRATORIO, FLUSSO AEREO, MOVIMENTI

TORACO-ADDOMINALI, Fc, POSIZIONE, SaO2

a. prevede la registrazione dei movimenti toraco-addominali

b. consente la identificazione diretta degli eventi respiratori

c. non permette la identificazione dei periodi di sonno


POLISONNOGRAFIA NOTTURNA CON SISTEMA PORTATILE

RUMORE RESPIRATORIO, FLUSSO AEREO, MOVIMENTI TORACO-ADDOMINALI,

Fc, POSIZIONE, SaO2, EEG (ALMENO DUE DERIVAZIONI UNIPOLARI),

EOG, EMG SOTTOMENTONIERO + RUMORE RESPIRATORIO, PLMs.

1. questa metodica permette la stadiazione del sonno, il riconoscimento degli

elementi microstrutturali e la identificazione diretta degli eventi respiratori

2. non prevede la sorveglianza del paziente e della qualit del tracciato per tutta la notte


POLISONNOGRAFIA NOTTURNA

IN LABORATORIO

Parametri: EEG (ALMENO DUE DERIVAZIONI UNIPOLARI); EOG, EMG SOTTOMENTONIERO + RUMORE RESPIRATORIO, FLUSSO AEREO ORO-NASALE,

MOVIMENTI TORACO-ADDOMINALI, FREQUENZA CARDIACA, OSSIMETRIA, POSIZIONE CORPOREA, ELETTROMIOGRAFIA DEI MUSCOLI TIBIALI (DS E SN)

Questa metodica permette la stadiazione del sonno, il riconoscimento degli elementi microstrutturali e la identificazione diretta degli eventi respiratori

Prevede la sorveglianza del paziente e della qualit del tracciato per tutta la notte


AASM SCORING MANUAL 2007

APNEA - definizione

1. EVENTI RESPIRATORI CON RIDUZIONE DEL FLUSSO AEREO > 90 %

2. PER ALMENO IL 90 % DELLEVENTO STESSO

3. PER UNA DURATA MAGGIORE DI 10 SECONDI

4. DESATURAZIONE O2 E/O AROUSALS EEG NON NECESSARI


APNEA OSTRUTTIVA

Flusso aereo

Movimento respiratorio dell addome

Movimento respiratorio del torace


APNEA CENTRALE

Movimento respiratorio delladdome


Flusso aereo

Movimento respiratorio delladdome


Flusso aereo

APNEA CENTRALE


Desaturazione >= 4%

Reduced Airflow

Snoring

10 Secondi IPOPNEA


OSAS - ADULTO

CRITERI DIAGNOSTICI A.A.S.M. 2007

PER FARE DIAGNOSI DI SINDROME DELLE APNEE NOTTURNE

OSTRUTTIVE E NECESSARIO:

Almeno uno dei seguenti sintomi:

Sonnolenza diurna, stanchezza, sonno non riposante o insonnia

Risvegli con sensazione di respiro bloccato, tosse o fame daria

Forte russamento e/o pause respiratorie nel sonno riferite dal partner

RDI (apnee + ipopnee + RERA / ora sonno) = > 5


INDICE DI APNEA + IPOPNEA - APNEA HYPOPNEA INDEX - AHI Numero di apnee + ipopnee per ora di sonno

AHI centrale AHI ostruttivo

INDICE DI DISTURBO RESPIRATORIO NEL SONNO RESPIRATORY

DISORDER INDEX - RDI Numero di apnee + ipopnee + R.E.R.A. per ora di sonno

INDICE DI EVENTI DI DESATURAZIONE DI O2 OXYGEN DESATURATION

INDEX - ODI Numero di eventi di desaturazione di O2 > 3 4 % per ora di sonno


OSAS - ADULTO

CRITERI DIAGNOSTICI A.A.S.M. 1999

Sleep 1999, 22(5):667-690

In base al disturbo respiratorio:

OSAS lieve RDI > 5 < 15

moderata RDI > 15 < 30

grave RDI > 30

RDI = RERA + Apnea + Hypopnea


LA GRAVITA DELLOSAS - 1

ELEMENTI DA CONSIDERARE RDI

Tempo di sonno con SaO2 > 90%

Effetto della posizione

Comorbidit

ipertensione arteriosa non controllata patologia cardio e cerebrovascolare sindrome metabolica patologie respiratorie

Tipo di professione (ad esempio guidatore professionale, medico)


ELEMENTI DA CONSIDERARE indicatori di SaO2

SaO2 media della notte

Media dei picchi minimi di desaturazione

SaO2 minima raggiunta nel corso della notte Tempo di sonno con SaO2 < 80 % - < 90 %



White dies at 43

Report indicates NFL great may have died because of respiratory disease Posted: Sunday December 26, 2004 11:40AM; Updated: Monday December 27, 2004 5:21PM

CORNELIUS, N.C. (AP) -- NFL great Reggie White may have died because of a respiratory disease combined with other health problems, a preliminary autopsy report said Monday. White most likely had a condition that affected the amount of air his lungs could hold, resulting in "fatal cardiac arrhythmia," said Dr. Mike Sullivan, the medical examiner for Mecklenburg County and a forensic pathologist. The report issued by Sullivan's office also said sleep apnea may have been a factor.

OSA Believed to Have Contributed to the Death of

NFL Legend Reggie White The tragic death of National Football League legend Reggie White serves as a warning of the grave

consequences of untreated sleep apnea. American Academy of Sleep Medicine AASM | 12/29/2004


Prevalence of

obstructive sleep apnea (OSAS) in

patients with

cardiovascular

and cerebrovascular

disease.

OSAS


SLEEP DISORDERED BREATHING AND CARDIOVASCULAR DISEASES

PREVALENCE OF SDB AMONG KEY CARDIOVASCULAR DISEASE

GROUPS

Source: Bradley TD (ed), Floras JS (ed.). Sleep apnea: Implications in Cardiovascular Disease. Lung and Biology in Health and Disease V, I45. Marcel Dekker; Inc, New York; 2000.

Coronary artery disease

30

70

% patients

of disease population

with SDB OSAS

Hypertension

45 55

Drug resistant hypertension

80

20 Stroke

60 40

Congestive heart failure

50 50


Sjostrom et al.

Thorax 2002

Logan et al.

J. Hypertension 2001

Javaheri et al.

Circulation 1999

OKeefe, Patterson. Obes Sugery 2004

Einhorn et al.

Amer Diab 2005

Somers et al.

ATS Pres. 2004


Yaggi H et al. N Engl J Med 2005;353:2034-2041



Sonnolenza

Lieve: assopimento in situazioni di Relax Moderata: assopimento in situazioni che richiedono attenzione

Severa: assopimento in situazioni di stimolazione

ESS > 15 (10)


Tempo di reazione alterati,

Modificazioni di giudizio e visione

Problemi con l'elaborazione delle informazioni e la memoria a breve termine

Diminuzione di prestazioni, vigilanza e motivazione

Aumento del malumore e comportamenti aggressivi

Aumento dei cosidetti "microsleeps" - brevi (2/3 secondi) ed inconsapevoli

episodi di sonno

THE EFFECTS OF SLEEPINESS AND FATIGUE


17 hours sustained wakefulness produces performance impairment = 0.05% BAC

(Blood Alcool Content) 24 hours = 0.10% BAC

THE EFFECTS OF SLEEPINESS AND FATIGUE

(Dawson & Reid, 1997; Williamson & Feyer, 2000)

People with mild to moderate untreated sleep apnea

performed worse than those with a 0.06% BAC (Powell, 1999)


La Polisonnografia (PSG) il monitoraggio di molteplici parametri fisiologici nel Sonno,

e rappresenta l'attuale gold standard diagnostico per lo studio e la classificazione dei Disturbi del Sonno, in particolare per la sindrome delle Apnee Notturne.

La PSG implica una notte di sonno in laboratorio o al proprio domicilio, durante la

quale sono registrati diversi segnali neurofisiologici e cardiorespiratori. 1. movimenti oculari rapidi, 2. elettroencefalogramma per rilevare le fasi del Sonno ed i risvegli, 3. il movimento di torace e addome per la dinamica respiratoria, 4. l elettrocardiogramma, 5. l elettromiogramma degli arti inferiori e del massetere, 6. l ossimetria, 7. Il flusso aereo oro-nasale (termistore o cannula). Monitor del sonno portatili vengono utilizzati negli ospedali, nei centri di sonno o a domicilio.


CARATTERISTICHE DEI SOGGETTI CHE PRESENTANO

SONNOLENZA ALLA GUIDA

Sono spesso alla guida tra mezzanotte e le sei del mattino Lautista sovente da solo e di sesso maschile I veicoli coinvolti in incidenti sono singoli La maggior parte degli incidenti sono tamponamenti o scontri frontali Non vi alcuna prova di frenata o di manovre evasive Molti di questi incidenti comportano lesioni gravi e/o decessi


Surgery: 20% more errors and 14% more time required to perform simulated laparoscopy post-call (two studies)

Taffinder et al, 1998; Grantcharov et al, 2001

Internal Medicine: efficiency and accuracy of ECG interpretation impaired in sleep-deprived interns

Lingenfelser et al, 1994

Pediatrics: time required to place an intra-arterial line increased significantly in sleep-deprived

Storer et al, 1989


TERAPIA COMPORTAMENTALE

Calo ponderale - raggiungimento di BMI < 25

Esercizio fisico Fisioterapia respiratoria

Terapia posizionale Astensione da alcoolici e sedativi prima di dormire


FINALITA DEL TRATTAMENTO RIABILITATIVO

Disostruzione vie aeree

Manovre meccaniche per la mobilizzazione delle secrezioni

(drenaggio autogeno e drenaggio posturale)

PEP mask

Rafforzamento e riequilibrio della muscolatura respiratoria

Allungamenti, rieducazione posturale


DISPOSITIVI ORALI

Migliorano la perviet delle vie aeree superiori incrementando lo spazio respiratorio ed impedendo la collassabilit delle strutture

1 MRA - Mandibular repositioning appliances

2 TRD - Tongue retaining devices

INDICAZIONE IN PAZIENTI CON OSAS MODERATA Che non rispondono alla CPAP Preferiscono OAs alla CPAP Non sono candidati appropriati alla CPAP

QUESTO TRATTAMENTO PREVEDE CHE VENGA RAGGIUNTO:

Normalizzazione AHI Normalizzazione ODI


TERAPIA VENTILATORIO DELLA SLEEP APNEA CPAP - BIPAP

TRATTAMENTO


A. Kaplan-Meier estimates of the probability of survival (shown with y-axis truncated at 50% survival) according to sleep disordered

breathing severity (n = 1522); long-rank test for differences in survival by SDB category: P < 0.00001. B. Kaplan-Meier estimates of the probability of survival (shown with y-axis truncated at 50% survival) according to untreated* sleep-

disordered breathing category; *participants who had used CPAP were excluded (n = 1396); long-rank test for differences in survival by

SDB category: P < 0.00001.

Kaplan-Meier estimates of survival probability according to sleep-disordered breathing severity for A) Total sample and B) Sample

excluding 126 CPAP treated participants.


Sleep. 2008 August 1; 31(8): 10711078.


Luso della CPAP indicato:

nei pazienti con RDI > 30, a prescindere dai sintomi (rischio cardiovascolare)

nei pazienti con RDI 5-30 + sintomi: eccessiva sonnolenza diurna o insonnia

alterazioni cognitive disordini dellumore documentata malattia cardiovascolare

Il trattamento con CPAP non indicato:

in pazienti asintomatici senza malattia cardiovascolare con OSA lieve

alla polisonnografia notturna


Luso della BiPAP indicato se: CPAP poco tollerata (per es.

difficolt con la maschera nasale, o intolleranza alla pressione positiva)

OSAS + malattie restrittive, BPCO, ipoventilazione notturna

CPAP -- > BiPAP: Non evidenza di aumento della

compliance al trattamento


Potential Benefits of CPAP Treatment for OSAS

1. Increased subjective and objective

alertness 2. Decreased risk for cardiac disease and

stroke 3. Decreased risk of developing

hypertension 4. Improved neurobehavioral outcomes in

cognitive processing, memory, learning, sustained attention and executive function

5. Improved mood 6. Improved functional outcomes 7. Decreased nocturia 8. Decreased risk of sleepiness related

accidents

Low Adherence

Depression Claustrophobia or mask intolerance Nasal stuffiness or irritation Increased frequency of nocturnal voiding

High Adherence

Treatment initiated at younger age Education about risks of untreated OSA Education about potential benefits of CPAP treatment Early evaluation of CPAP adherence and potential problems Individualized interventions to address barriers to adherence

Sleep Med Rev. 2007 April ; 11(2): 99111


SANDOR FERENCZI Diario Clinico - 21 Giugno 1932

Disturbi Respiratori Traumatici permanenti durante il Sonno

Primo caso - 1

Risveglio da sonno profondo con una sensazione di vertigine e mal di testa;

in stato di dormiveglia si nota che il respiro del tutto sospeso durante dieci secondi o pi e che assente anche limpulso a respirare: Un improvviso senso di angoscia provoca linspirazione, ma non appena si ristabilisce la sonnolenza, la respirazione si arresta. Se laffaticamento aumenta, riesce a subentrare uno stato di sonno pi lungo, ma al risveglio da questo sonno si osserva una situazione analoga a quella conseguente a un grave, pericoloso e prolungato soffocamento.

. Osservatori attenti affermano che il paziente digrigna i denti quasi ininterrottamente, che russa rumorosamente quando il sonno si fa pi profondo: il disturbo respiratorio del tipo di

Cheyne scompare con limprovviso risveglio. A volte esso degenera in accessi convulsivi che evidenziano una analogia con la crisi epilettoide.

Tuttavia la stessa sequenza di sintomi si manifesta nel corso di quasi tutte le sedute analitiche in cui il rilassamento raggiunge una certa profondit.


SANDOR FERENCZI Diario Clinico - 21 Giugno 1932

Disturbi Respiratori Traumatici permanenti durante il Sonno

Primo caso - 2

Sembra che il paziente presenti in realt una persistente

tendenza a sprofondare in unagonia da soffocamento che prosegue durante lintera giornata Una parte dellattenzione conscia provvede a non lasciare troppo a lungo sospesa lattivit respiratoria. Non appena questa attenzione, a causa dellaffaticamento o del sonno, diminiusce o cessa del tutto, si ristabilisce il disturbo respiratorio.

Nel corso del trattamento analitico da me raccomandato, questo tipo di disturbo respiratorio

sopraggiungeva anche nello stato di dormiveglia. Se al momento dellimprovviso risveglio, sollecitavo il paziente a comunicarmi i frammenti di fantasmi onirici ( sogni di angoscia e di rabbia ) cui altrimenti non prestava attenzione e se, riguardo a questi frammenti da una parte lo lasciavo associare liberamente e dallaltra lo aiutavo in giusta misura facendogli delle domande, giungevamo alla ricostruzione di un trauma infantile di natura omosessuale.


NICOLA ZIPPEL FENOMENOLOGIA E SOGNO

HUSSERL Concetto di PRESENTIFICAZIONE: indica tutti i momenti della vita mentale che avvengono s nel presente, ma riferendosi a qualcosa che non pi o non pu essere presente ed reso presente o presentificato.

Fantasia e coscienza di immagine: relazione tra queste due peculiari forme della vita di coscienza, entrambe espressioni intenzionali della presentificazione.

Io sognante Io sognato SARTRE Il concetto di sogno viene introdotto per analogia con lo stato allucinatorio sogno / allucinazione (Sartre) il sogno manca del momento riflessivo della coscienza che caratterizza invece la nostra relazione al mondo nello stato di veglia. Esclusione della percezione dal novero delle esperienze oniriche. HERING critica netta al cuore dellanalisi sartriana (fame freddo). Il sogno diverso da unidea. FINK apre il paragrafo dedicato alla trattazione del sogno con: questo paragrafo, nel quale il sogno viene considerato come una presentificazione, non in grado per il momento di dimostrare

questa tesi. Esso ha quindi solo la funzione di accennare al problema. Il sogno viene annoverato tra le modalit della fantasia ma distinto da essa.

Mente e Cura 2011 /1


THE INFLUENCE OF SEMANTIC PROPERTIES ON SYNTACTIC

STRUCTURES IN IMPROVISED COMMUNICATION MARIANNE SMIT - APRIL 29, 2011

Cognitive Artificial Intelligence (CAI) is a multidisciplinary study that focuses on human intelligence from different perspectives like philosophy, linguistics, computer science and psychology. Language is seen as a uniquely human property that distinguishes our intelligence from that of animals. Because of this uniquely human property, the study of language in general (linguistics) is a very important part of the CAI research field that is connected to all other CAI research parts.

To study the influence of semantics on syntactic structure in the gesturing task, different types of events need to be considered. Our intuition is that different events lead to different gesturing orders. To

explain this intuition, we look at the order in which the elements of an event are sequenced naturally. Take for example the event the girl covers a box. As shown in figure, there is a girl and there is a box (Subject, Object).

The covering connects the girl and the box. Whether the box is covered or not does not influence its existence, the girl and the box were already present. Our intuition says that the verb comes after the subject and the object (Subject Object Verb).

Schematic view of the event a girl covers a box.


THE INFLUENCE OF SEMANTIC PROPERTIES ON SYNTACTIC

STRUCTURES IN IMPROVISED COMMUNICATION MARIANNE SMIT - APRIL 29, 2011

As shown in figure, there is an elephant and the elephant is dreaming (Subject, Verb). The snake (Object) only exists in the dream so it depends on the dreaming. Our intuition says that the snake has to come after the dreaming (Subject Verb Object). Because of this semantic difference in verbs like cover and dream about we think that events of the first type, so called motion events are gestured in Subject-Object-Verb (SOV) order and events of the second type, so called intensional events are gestured in Subject-Verb-Object (SVO) order.

Schematic view of the event an elephant dreams about a snake.


I dati presenti in letteratura sulla relazione tra OSAS e Sogno, si basano

principalmente sulla raccolta anamnestica degli incubi o dei sogni riportati

dai pazienti e sulle relazioni che gli autori tendono a dimostrare tra la

frequenza di incubi o disagi notturni con i principali indici di sofferenza

respiratoria tipici delle manifestazioni apnoiche:

AHI (Apnea Hypopnea Index numero di episodi di apnea e ipopnea per ora di Sonno)

ODI (Oxygen Desaturation Index numero di episodi di desaturazione ossiemoglobinica per ora di Sonno).

Sogno e Sleep Apnea


Per quel che riguarda il contenuto onirico, gli incubi sono stati differenziati

dai sogni vividi per le caratteristiche immagini espresse e dalla non

attenuata percezione della realt esterna. Gli incubi contengono spesso

situazioni di imminente pericolo fisico per l'individuo (ad esempio la

minaccia di un attacco, una caduta, una ferita, la morte), ma possono anche

comportare l'aggressione verso gli altri, potenziali fallimenti personali e

altri temi angoscianti quali il soffocamento.

L'incubo definito come una inquietante esperienza mentale che si verifica

di solito durante il sonno REM e spesso al risveglio.

L'incubo tipico una sequenza di sogno coerente, apparentemente reale,

che diventa sempre pi inquietante nel suo svolgimento.

Le emozioni negative che caratterizzano gli incubi di solito implicano

ansia, paura o terrore, ma anche rabbia, imbarazzo o disgusto.

Sogno e Sleep Apnea


THE RELATION OF EYE MOVEMENTS, BODY MOTILITY, AND EXTERNAL

STIMULI TO DREAM CONTENT

Dement, William; Wolpert, Edward A. Journal of Experimental Psychology, Vol 55(6), Jun 1958, 543-553.

Incorporazione di stimoli esogeni (suggestioni uditive, luci lampeggianti,

spruzzi d'acqua fredda) nel contenuto dei sogni in fase REM.

Questa constatazione di incorporazione di stimoli somato-sensoriali nel

contenuto dei sogni stata replicata in diversi altri studi; pazienti con

paralisi del sonno e con sudorazione eccessiva hanno maggiori

probabilit di manifestare questi sintomi.

The amount of observed eye movement was related to the degree of participation of Ss in the events of the dreams. The last eye movement before awakening corresponded in direction to the last reported fixation of the dreamer. Certain external and internal stimuli did not influence the dream content. The course of time in the dream was comparable to the time elapsing for that activity while awake.


I pazienti con OSAS segnalano incubi intensi, al risveglio di eventi apnoici. Esempi

aneddotici raccolti dai racconti dei pazienti includono principalmente:

1. "Sono sepolto sotto la sabbia e lotto con me stesso per arrivare ad una superficie

che non riesco a raggiungere. Mi sveglio senza fiato."

2. "Sono in acque profonde che diventano sempre pi scure. Sto trattenendo il respiro

ma non ce la faccio pi. Mi sembra di respirare in acqua; cerco di urlare, ma non

c' nessun suono. Mi sveglio in un bagno di sudore."

3. "Sono stato messo in frigorifero in una bottiglia di vetro chiusa. Diventa sempre pi

scura e poi mi sveglio. Ho una paura terribile quando mi sveglio.

Sono in forte ritardo

Vivo una situazione di terremoto

C uno tsunami

Perdo la casa

Provo una sensazione di soffocamento

Qualcuno tenta di strangolarmi

Sogno e Sleep Apnea


Article in Press

CLINICAL AND POLYSOMNOGRAPHIC CHARACTERISTICS AND RESPONSE TO CONTINUOUS POSITIVE AIRWAY PRESSURE THERAPY IN OBSTRUCTIVE SLEEP APNEA PATIENTS WITH NIGHTMARES Ahmed S. BaHammam , Sohaila A. Al-Shimemeri, Reda I. Salama, Munir M. Sharif University Sleep Disorders Center, College of Medicine, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia Received 2 June 2012; received in revised form 18 July 2012; accepted 23 July 2012. published online 10 September 2012. Corrected Proof

Nightmares in OSA patients are associated with a higher REM-AHI. CPAP therapy results in a significant improvement in nightmare occurrence.


As apnea becomes more severe the range of dream emotions decreases. Nevertheless, for all patients and for males alone we found significantly more negative dream emotion in the AHI 15 group than in the AHI < 5 group.


Violent/highly anxious dreams were only seen in patients at baseline. Word count was higher in patients than in controls. REM density was highest the first CPAP night. Severe OSAS patients recall dreams in REM sleep as often as controls, but their dreams have an increased emotional tone and are longer. Despite an increase in REM density, dream recall decreased the first months of CPAP and recovered 2 years later. Violent / highly anxious dreams disappeared with treatment. A dream recall decrease with CPAP is associated with normalization of sleep in OSAS patients.


Patients with higher AHI report a lower nightmare frequency, indicating that significant OSA suppresses the cognitive experience of nightmare recall. Depressed nightmare recall may occur secondary to the REMS suppression know to occur in patients with significant OSA.


Da: Beebe, Gozal Journal of Sleep Research 2002 Modificato

Gli effetti dellOSAS sul sonno, principalmente la frammentazione, lipossia intermittente e lipercapnia, alterano lefficacia dei processi di riparazione/ristoro che si verificano durante il sonno e disturbano l'omeostasi funzionale e la vitalit

neuronale e gliale in particolari regioni del cervello - PFC.

La disfunzione delle regioni corticali prefrontali, che si manifesta nella alterazione del multiforme sistema cognitivo esecutivo, altera il reclutamento funzionale di pi abilit cognitive

primarie, ottenendo in tal modo comportamenti disadattativi diurni.

Dreams ?


The study shows that severe OSAH may mimick the symptoms of RBD and

that VPSG is mandatory to establish the diagnosis of RBD, and identify or exclude other causes of dream-enacting behaviors.


PSYCHIATRIC DISORDERS OSA and psychiatric disorders are currently being studied and described. The key features to keep in mind are the overlap between symptoms such as hypersomnolence, irritability, anxiety, and depression. One should keep OSA in the differential diagnosis of any patient presenting with a possible mood disorder in the setting of sleep complaints. Treatment of OSA may improve outcomes of the psychiatric disorders when both are present. When managing psychiatric disorders, one should consider the effect of psychotropic medications on OSA. Benzodiazepines and alcohol act as potent muscle relaxers and well-known precipitants of snoring and OSA.


Gross e Lavie, hanno rilevato che i sogni hanno una pi alta possibilit di essere ricordati dopo le apnee e questi sogni avevano maggiori probabilit di avere un contenuto negativo rispetto a sogni di una popolazione di controllo.

DREAMS IN SLEEP APNEA PATIENTS Gross, M.; Lavie, P. Dreaming, Vol 4(3), Sep 1994, 195-204

Dreams after apneas were found to be more negative than dreams after healthy sleep. This suggests that REM-elicited dreams are resistant to powerful internal stimulation. The stress caused by the apneas exerted only a very global emotional influence on manifest dreaming


Oltre alla sonnolenza diurna, ormai noto come un paziente affetto da OSAS possa presentare deficit

cognitivi che comprendono: riduzione della memoria del lavoro svolto e deficit nelle funzioni esecutive

(corteccia frontale).

Il processo cognitivo di incorporazione del sogno nei comportamenti di veglia stato proposto come una

funzione esecutiva della corteccia frontale. Tuttavia, deficit cognitivi non sono presenti in tutte i soggetti con

OSAS.

I potenziali effetti dell OSAS indotti da deficit cognitivo non spiegano perch un peggioramento dell OSAS

stessa dovrebbe incidere sensibilmente sul ricordo di incubi, contrariamente a quanto avviene con i sogni.

Da queste diverse esperienze emergono due considerazioni interessanti e diametralmente opposte che

possono essere cos riassunte:

a) Studi in pazienti con OSAS grave riferiscono una maggiore frequenza di incubi,

suggerendo che l'esperienza dell apnea nel sonno induca lincubo stesso.

b) Altri studi in pazienti con OSAS grave descrivono una minore frequenza di incubi,

indicando quindi come l OSAS sopprima l'esperienza cosciente ed il ricordo di un incubo

nella maggior parte dei pazienti.

Sogno e Sleep Apnea


La fase REM la pi sensibile agli eventi patologici della respirazione; una pi

attenta considerazione della quantit di sonno profondo /REM nei soggetti con OSAS

consentirebbe di studiare finalmente, con approccio prospettico e non solo

retrospettivo, il ricordo di sogni o incubi in relazione al possibile aumento di REM /

sonno profondo realizzabile con la terapia, sia essa chirugica o ventilatoria.

Sogno e Sleep Apnea

CONCLUSIONI

Neurofisiologia Del Sonno - Lezione IRPPI 22 Settembre 2012 - II Anno

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