Non REM sleep pathology in REM sleep behavior disorder : arousal analysis

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Miguel, Rita Cristina Alves Louro, 1985-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/33611
Resumo: Tese de mestrado, Neurociências, Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2018
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spelling Non REM sleep pathology in REM sleep behavior disorder : arousal analysisSono não REMRBDMicrodespertarParassóniaAnálise espetralTeses de mestrado - 2018Domínio/Área Científica::Ciências MédicasTese de mestrado, Neurociências, Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2018INTRODUÇÃO E HIPÓTESE A Perturbação do Comportamento do Sono REM (RBD) é uma forma de parassónia caraterizada por perda da normal atonia muscular esquelética durante o sono REM, levando ao aparecimento de atividade motora excessiva associada a sonhos, os quais são frequentemente vívidos e sentidos como desagradáveis. Alguns estudos prévios têm sugerido que, em formas idiopáticas de RBD (RBDi), as alterações da fisiologia de sono podem também envolver o sono não REM (NREM). Tais alterações poderão contribuir para a fragmentação do sono e para o aparecimento de sintomas diurnos. Porém, a expressão clínica e polissonográfica da desregulação do sono NREM em RBDi continua por esclarecer. Tendo em conta o conhecimento atual sobre a assinatura clínica e neuropatológica desta entidade, admitimos que os reguladores do ciclo sono-vigília (circuito flip-flop), sediados no tronco cerebral superior e implicados no processo homeostático e ultradiário de regulação do sono, possam ser um possível mecanismo envolvido na desregulação do sono NREM em RBDi. Ao nível da macroestrutura do sono, a distribuição dos períodos de sono NREM e da fase N3 ao longo dos ciclos de sono sucessivos é uma medida da regulação do processo homeostático do sono. Ao nível da microestrutura do sono, os eventos fásicos relacionados com a intrusão de micro-períodos de vigília durante o sono, expressos sob a forma de padrão cíclico alternante e microdespertares, oferecem uma medida da estabilidade do circuito flip-flop durante o sono. Um possível mecanismo para o aumento esperado nos parâmetros de fragmentação e instabilidade do sono em doentes com RBDi pode ser posto em evidência através da análise da composição espetral do sinal de EEG no período imediatamente prévio aos microdespertares. OBJETIVOS 1. Analisar a distribuição do sono NREM, estádio N3 e sono REM ao longo do período sono noturno em doentes com RBDi e controlos; 2. Analisar medidas de instabilidade e de fragmentação durante o sono NREM e REM, incluindo análise do padrão cíclico alternante e microdespertares em doentes com RBDi e controlos; 3. Analisar a composição espetral do EEG no período pré-microdespertar/ despertar, incluindo: (i) o cálculo da potência relativa (PR) de seis bandas de frequência durante o período pré-microdespertar/ despertar e durante um período de baseline, (ii) o cálculo da variação do período de baseline para o período pré-microdespertar/ despertar e (iii) a comparação da variação das PRs entre doentes com RBDi e controlos para cada banda espetral. MÉTODOS Foram analisados retrospetivamente todos os doentes com o diagnóstico de RBDi e controlos que entre Janeiro de 2007 e Dezembro de 2015 realizaram polissonografia (PSG) no Laboratório de EEG/ Sono do Hospital de Santa Maria, Centro Hospitalar Lisboa Ocidental. Foram incluídos 10 doentes com RBDi e 15 participantes controlos, comparáveis no que respeita à distribuição por sexo e idade, sem outras comorbilidades relacionadas com o sono e sem patologia neuroloógica diagnosyticada. Para o cumprimento do objetivo 1, as PSGs foram re-estadiadas por dois observadores independentes de forma a atingir um consenso final. As medidas convencionais da arquitetura macroestrutural de sono foram analisadas, incluindo duração e distribuição de cada fase de sono ao longo dos ciclos de sono. Para o cumprimento do objetivo 2, os eventos fásicos de instabilidade e fragmentação do sono, incluindo o padrão cíclico alternante e os microdespertares isolados (microdespertares não associados a atividade de sincronização do tipo complexos K ou surtos de atividade delta), foram marcados por análise visual e analisados em termos de índice, taxa e duração; as fases A do padrão cíclico alternante foram classificadas em fases A1, A2 e A3 de acordo com a prevalência do componente de sincronização. Para o cumprimento do objetivo 3, foram selecionados microdespertares ou despertares espontâneos precedidos por uma período mínimo de 120 segundos de estabilidade no EEG. A potência relativa (PR) de 6 bandas de frequência do EEG foi calculada, segundo a segundo, a partir da Transformada de Fourrier no período de 30 segundos prévio a cada evento selecionado e num período convencionada de baseline. A média das PRs no período de baseline foi normalizada para o valor 1. A média da variação das PRs, nas diferentes frequências espetrais, no período prémicrodespertar/ despertar foi calculado em relação ao período de baseline. A média da variação das PRs foi comparada entre RBDs e controlos. O presente trabalho foi aprovado pela Comissão de Ética do Hospital de Santa Maria. RESULTADOS A análise macroestrutural foi semelhante nos dois grupos, excepto por uma redução de sono REM no grupo RBDi e alterações na distribuição do estádio N3. Nos controlos, observou-se uma diminuição significativa na duração da fase N3 do primeiro para o último ciclo de sono, enquanto que nos doentes com RBDi esta variação não se verificou. Na análise dos parâmetros microestruturais de fragmentação e instabilidade do sono, o índice de microdespertares espontâneos, total, durante o sono não REM ou durante o sono REM, foi sempre mais elevado nos doentes com RBDi, em comparação com os controlos. Durante o sono NREM, a percentagem de microdespertares isolados foi também mais elevada em doentes com RBDi, em comparação com os controlos. Os doentes com RBDi apresentaram uma menor duração e menor taxa da fase A1 do CAP, enquanto que as fases A2 e A3 do CAP não diferiram significativamente entre os dois grupos. Na análise da composição espetral do EEG no período de pré-despertar/ microdespertar, os eventos ocorridos em sono NREM nos controlos foram caraterizados por um aumento significativo da PR da banda delta e pela redução da PR das restantes bandas teta, alfa, sigmas e beta, em relação ao período de baseline. Em doente com RBDi, este perfil foi sobreponível, exceto pelo aumento da atividade da banda teta e pela perda da diminuição das bandas sigma observada durante o estádio N2. Durante o sono REM, em ambos os grupos, os microdespertares/ despertares são precedidos de aumentos da banda delta. No grupo controlo, a atividade das frequências mais altas (alfa, sigma rápido e beta) permaneceu inalterada, enquanto que a atividade do sigma lento diminuiu. Em doentes com RBDi, este padrão modificou-se, tendo sido registada uma diminuição da actividade na banda alfa, enquanto que ambas as bandas sigma permaneceram inalteradas; registou-se ainda uma tendência para a atividade beta (p = 0.09) aumentar no período pré-despertar/ microdespertar. Analisando despertares e microdespertares separadamente, controlos estiveram associados ao mesmo padrão (aumento da atividade da banda delta e diminuição das restantes bandas espetrais) em ambos os eventos, com exceção para a banda teta, a qual diminuiu no período pré-microdespertar mas permaneceu inalterada no período pré-despertar. Em doentes com RBDi, o aumento da banda delta e a diminuição da banda alfa foi comum a ambos os eventos, enquanto que o comportamento das restantes bandas espetrais foi distinto: os microdespertares estiveram associados a uma diminuição das bandas sigma alto e beta (sigma baixo permaneceu inalterada), enquanto que os despertares estiveram associados a uma diminuição do sigma baixo apenas (tendo as bandas sigma alto e beta permanecido inalteradas). DISCUSSÃO A análise polissonográfica do sono NREM em doentes com RBDi revelou alterações a nível da macro e da microestrutura. A alteração observada na distribuição da duração dos episódios de fase N3 pode sugerir uma disrupção de mecanismos homeostáticos de regulação do sono ou estar relacionada com as alterações microestruturais observadas nos parâmetros de instabilidade e de fragmentação em RBDi. Os microdespertares em doentes com RBDi diferiram em termos de frequência e de morfologia; estas diferenças refletiramse num aumento no índice de microdespertares espontâneos e numa maior percentagem de microdespertares não associados a atividade eletroencefalográfica do tipo sincronização. Estes dados sugerem que, nestes doentes, os microdespertares ocorrem mais frequentemente isolados, não associados a mecanismos protetores do sono, sugerindo um nível diferente de sincronização dos neurónios tálamo-corticais durante o sono NREM. Este pode ser um dos mecanismos da maior suscetibilidade destes doentes a fragmentação do sono. Relativamente à análise espetral no período de pré-despertar/ microdespertar durante o sono NREM, com exceção da atividade sigma, o padrão observado sugere que a ativação cortical evolui no sentido de favorecer mecanismos promotores do sono, tanto em controlos como em doentes com RBDi. Estes dados mostram que, apesar da proporção de microdespertares associados a um componente de sincronização encontrar-se reduzida em doentes com RBDi, a atividade delta é passível de ser evocada no período pré-microdespertar/ despertar numa magnitude comparável à dos controlos. A perda da redução da banda sigma observada nos doentes pode dever-se à diminuição tónica da atividade sigma, presente ao longo de todo o sono e previamente descrita nesta patologia. Tendo em conta o papel que a atividade sigma parece desempenhar como elemento promotor do sono, a sua redução pode fornecer um outro mecanismo responsável pela maior fragmentação e instabilidade do sono encontrada em doentes com RBDi. Avaliando separadamente microdespertares e despertares, a análise das bandas espetrais permite ainda distinguir diferentes ambientes oscilatórios em controlos e RBDi, nomeadamente a presença de uma maior expressão de ritmos ativadores (banda beta) e menor expressão de ritmos protetores (banda sigma), podendo determinar uma maior vulnerabilidade dos doentes para despertares prolongados. Globalmente, estes dados suportam a hipótese inicialmente colocada do envolvimento patológico do sono NREM em RBDi. Futuramente, será necessário caraterizar a repercussão clínica das alterações observadas e analisar sua evolução ao longo da história natural do RBD.INTRODUCTION AND HYPOTHESIS There is some evidence suggesting the pathological involvement of non REM (NREM) sleep in REM sleep behavior disorder (RBD). Few studies have looked at arousal system polysomnographic expression during NREM sleep in idiopathic RBD (iRBD). Based on actual knowledge about the clinical and pathological signatures of RBD, we hypothesize that the sleep-wake regulators placed in upper brainstem may be a potential target, early involved in neurodegeneration process in iRBD, leading to widespread sleep changes including NREM sleep. OBJECTIVES AND METHODS To address this issue, we performed a macrostructural and microstructural polysomnographic exploration of sleep in iRBD patients and controls, considering the following objectives: 1. Analysis of distribution of NREM sleep, N3 stage and REM sleep across the sleep period; 2. Analysis of instability and fragmentation measures during NREM and REM sleep, including the CAPs and arousals; 3. Analysis of spectral composition of EEG during the pre-arousal/awakening period, including the variation of the relative power (PR) of six EEG frequencies during the pre-arousal/ awakening relative to a baseline periods and comparison of PRs variations between iRBD patients and controls, within each spectral band, sleep stage and type of arousal (arousal/ awakening). RESULTS Ten iRBD patients (with a median disease duration of 3.5 years) and 15 healthy control subjects were included. In control group, the stage N3 length declines across the night, with significant differences even in the first to second sleep cycles. In iRBD group, the stage N3 length distribution is significantly different across the first four sleep cycles and the decline from cycle I to cycle II was practically imperceptible in this group. iRBD patients also show less REM sleep. iRBD registered a higher spontaneous arousals index (total, during NREM and REM sleep) and a lower subtype A1 rate and length, while phase A2 and A3 subtypes parameters did not differ between the two groups. In NREM sleep, the percentage of arousals non-associated with synchronization (K-complexes or delta bursts) was higher in iRBD. Concerning the spectral analysis, during NREM sleep controls presented a delta activity increase and a theta, alpha, sigma and beta decrease from baseline to prearousal/ awakening period. iRBD patients presented a similar profile, except for theta increase and loss of sigma reduction during stage N2. During REM sleep, sigma activity remained unchanged and alpha activity decreased in pre-arousal/awakening period in iRBD patients. When analysing arousals and awakenings separately, iRBD patients differed from controls by the lack of higher sigma and beta decrease and a greater low sigma decrease during the pre-awakening period. DISCUSSION iRBD patients showed a less stringent decrease of stage N3 length across the night, which may reflect a homeostatic and circadian sleep system dysregulation. iRBD patients were associated with higher expression of instability and fragmentation parameters, specifically in spontaneous arousals occurring outside the protective framework of delta waves during NREM sleep, which may reflect a lower level of synchronization of thalamo-cortical neurons in iRBD. This may be a possible mechanism for the sleep fragmentation increase. In both groups, pre-arousal/ awakening spectral changes during NREM sleep were directed toward sleep maintenance (higher delta power), except for the sigma band activity which seemed to be impaired in iRBD patients. Considering the sleeppromoting influence of sigma activity, the tonic decrease of sigma activity may predispose the cortex cerebral to greater fragmentation and instability during sleep. iRBD patients also differed in awakening spectral analysis, by the higher expression of activation rhythms (higher beta) and lower expression of sleep promoting rhythms (lower sigma). Collectively, these results support our initial hypothesis, suggesting that iRBD is a more generalized sleep disorder, also affecting NREM sleep, namely through the arousal system dysregulation. Future studies may explore the evolution of these microstructural and macrostructural parameters along the natural history of iRBD and characterize the clinical expression of NREM sleep involvement in iRBD, namely correlating the excessive diurnal somnolence with these parameters.Peralta, Ana Rita Fernandes, 1976-Bentes, Carla Cristina Paulo GabrielRepositório da Universidade de LisboaMiguel, Rita Cristina Alves Louro, 1985-2018-05-22T14:26:04Z20182018-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/33611TID:201828375enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-14T15:22:57ZPortal AgregadorONG
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