Синдром обструктивного апноэ сна и особенности нейрофизиологического паттерна сна

Высокая распространённость синдрома обструктивного апноэ сна (СОАС) обуславливает неуклонный интерес к данной патологии. В последние годы одной из актуальных проблем в современной сомнологии является оценка основных механизмов нейрональной дисфункции в дневное и ночное время при СОАС, представления о которой в значительной степени остаются противоречивыми и до конца не выясненными. Одним из современных методов оценки нейрональной дисфункции во время сна является исследование микроструктуры сна, и для её оценки используется метод анализа циклического альтернирующего паттерна (ЦАП) – ЭЭГ-маркера нестабильного сна. Циклический альтернирующий паттерн обнаруживается во сне как взрослых, так и детей при различных нарушениях сна и, в частности, при СОАС, поэтому представляет собой чувствительный инструмент для исследования нарушений сна на протяжении всей жизни. По мере устранения ночной гипоксии на фоне СИПАП-терапии восстанавливается микроструктура сна, изменяются спектральные характеристики ЭЭГ, а уменьшение количества эраузалов после лечения приводит к восстановлению дневного функционирования. Понимание роли кратковременных ЭЭГ-активаций головного мозга в процессе сна может представить значимые данные о функциях сна в норме и при патологии. Несмотря на улучшающуюся диагностику нарушений сна с помощью машинных алгоритмов, оценки взаимосвязи структур и функций головного мозга во сне, данные нейрофизиологических исследований остаются не вполне ясными, что требует продолжения исследований. В данном обзоре мы попытались проанализировать результаты основных исследований нейрофизиологического паттерна сна при СОАС.  

1. Peppard PE, Young T, Barnet JH, Palta M, Hagen EW, Hla KM. Increased prevalence of sleep-disordered breathing in adults. Am J Epidemiol. 2013; 177(9): 1006-1014. doi: 10.1093/aje/kws342

2. Ward KL, Hillman DR, James A, Bremmer AP, Simpson L, Cooper MN, et al. Excessive daytime sleepiness increases the risk of motor vehicle crash in obstructive sleep apnea. J Clin Sleep Med. 2013; 9(10): 1013-1021. doi: 10.5664/jcsm.3072

3. Heinzer R, Vat S, Marques-Vidal P, Marti-Soler H, Andries D, Tobback N, et al. Prevalence of sleep-disordered breathing in the general population: the HypnoLaus study. Lancet Respir Med. 2015; 3(4): 310-318. doi: 10.1016/S2213-2600(15)00043-0

4. Мадаева И.М., Колесникова Л.И. Нарушения сна в клинике внутренних болезней. Acta biomedica scientifica. 2003; (2): 14-17.

5. Benjafield AV, Ayas NT, Eastwood PR, Heinzer R, Ip MSM, Morrell MJ, et al. Estimation of the global prevalence and burden of obstructive sleep apnoea: A literature-based analysis. Lancet Respir Med. 2019; 7(8): 687-698. doi: 10.1016/S2213-2600(19)30198-5

6. Loomis A, Harvey E, Hobart G. Distribution of disturbance patterns in the human electroencephalogram, with special reference to sleep. J Neurophysiol 1938; 1(5): 231-256. doi: 10.1152/jn.1938.1.5.413

7. Rechtschaffen A, Kales A. A manual of standardized terminology, techniques, and scoring systems for sleep stages of human subjects. 1968

8. Bonnet M, Carley D, Carskadon M, et al. EEG arousals: scoring rules and examples: a preliminary report from the Sleep Disorders Atlas Task Force of the American Sleep Disorders Association. Sleep. 1992; 15(2): 173-184.

9. Martin SE, Engleman HM, Kingshott RN, Douglas NJ. Microarousals in patients with sleep apnoea/hypopnoea syndrome. J Sleep Res. 2005; 6(4): 276-280. doi: 10.1111/j.1365-2869.1997.00276.x

10. Sforza E, Haba-Rubio J, De Bilbao F, Rochat T, Ibanez V. Performance vigilance task and sleepiness in patients with sleep-disordered breathing. Eur Respir J. 2004; 24(2): 279-285. doi: 10.1183 /09031936.04.00091903

11. Li Y, Vgontzas A, Kritikou I, Fernandez-Mendoza J, Basta M, Pejovic S, et al. Psychomotor vigilance test and its association with daytime sleepiness and inflammation in sleep apnea: Clinical implications. J Clin Sleep Med. 2017; 13(9): 1049-1056. doi: 10.5664/jcsm.6720

12. Budhiraja R, Javaheri S, Parthasarathy S, Berry RB, Quan SF. The association between obstructive sleep apnea characterized by a minimum 3 percent oxygen desaturation or arousal hypopnea definition and hypertension. J Clin Sleep Med. 2019; 15(9): 1261- 1270. doi: 10.5664/jcsm.7916

13. Poyares D, Guilleminault C, Rosa A, Ohayon M, Koester U. Arousal, EEG spectral power and pulse transit time in UARS and mild OSAS subjects. Clin Neurophysiol. 2002; 113(10): 1598- 1606. doi: 10.1016/s1388-2457(02)00214-6

14. Parrino L, Ferri R, Bruni O, Terzano MG. Cyclic alternating pattern (CAP): The marker of sleep instability. Sleep Med Rev. 2012; 16(1): 27-45. doi: 10.1016/j.smrv.2011.02.003

15. Бердина О.Н. Роль сна и его нарушений в формировании когнитивных функций в детском возрасте. Acta biomedica scientifica. 2014; 6(100): 115-119.

16. Manconi M, Ferri R, Miano S, Maestri M, Bottasini V, Zucconi M, et al. Sleep architecture in insomniacs with severe benzodiazepine abuse. Clin Neurophysiol. 2017; 128(6): 875-881. doi: 10.1016/j.clinph.2017.03.009

17. Nayak C, Sinha S, Nagappa M, Nagaraj K, Kulkarni GB, Thennarasu K, et al. Study of sleep microstructure in patients of migraine without aura. Sleep Breath. 2016; 20(1): 263-269. doi: 10.1007/s11325-015-1207-x

18. Giorgi FS, Maestri M, Guida M, Carnicelli L, Caciagli L, Ferri R, et al. Cyclic alternating pattern and interictal epileptiform discharges during morning sleep after sleep deprivation in temporal lobe epilepsy. Epilepsy Behav. 2017; 73: 131-136. doi: 10.1016/j.yebeh.2017.05.005

19. Beersma DG. Models of human sleep regulation. Sleep Med Rev. 1998; 2(1): 31-43. doi: 10.1016/s1087-0792(98)90052-1

20. Ковальзон В.М. Основы сомнологии: физиология и нейрохимия цикла «бодрствование – сон». М.; БИНОМ. Лаборатория знаний; 2012.

21. Dijk DJ. Regulation and functional correlates of slow wave sleep. J Clin Sleep Med. 2009; 5(2): 6-15.

22. Левин Я.И., Полуэктов М.Г. Сомнология и медицина сна. Избранные лекции. М.; Медфорум; 2013.

23. Berry RB, Brooks R, Gamaldo C, Harding SM, Lloyd RM, Quan SF, et al. AASM scoring manual updates for 2017 (Version 2.4). J Clin Sleep Med. 2017; 13(5): 665-666. doi: 10.5664/jcsm.6576

24. Parekh A, Mullins AE, Kam K, Varga AW, Rapoport DM, Ayappa I. Slow-wave activity surrounding stage N2 K-complexes and daytime function measured by psychomotor vigilance test in obstructive sleep apnea. Sleep. 2019; 42(3): zsy256. doi: 10.1093/sleep/zsy256

25. Lee SD, Ju G, Kim JW, Yoon IY. Improvement of EEG slowing in OSAS after CPAP treatment. J Psychosom Res. 2012; 73(2): 128. doi: 10.1016/j.jpsychores.2012.04.007

26. Grenèche J, Krieger J, Erhardt C, Bonnefond A, Eschenlauer A, Muzet A, t al. EEG spectral power and sleepiness during 24 h of sustained wakefulness in patients with obstructive sleep apnea syndrome. Clin Neurophysiol. 2008; 119(2): 418-428. doi: 10.1016/j.clinph.2007.11.002

27. Morisson F, Décary A, Petit D, Lavigne G, Malo J, Montplaisir J. Daytime sleepiness and EEG spectral analysis in apneic patients before and after treatment with continuous positive airway pressure. Chest. 2001; 119(1): 45-52. doi: 10.1378/chest.119.1.45

28. Xiromeritis AG, Hatziefthimiou AA, Hadjigeorgiou GM, Gourgoulianis KI, Anagnostopoulou DN, Angelopoulos NV. Quantitative spectral analysis of vigilance EEG in patients with obstructive sleep apnoea syndrome: EEG mapping in OSAS patients. Sleep Breath. 2011; 15(1): 121-128. doi: 10.1007/s11325-010-0335-6

29. Alshaer H, Pandya A, Zivanovic I, Carvalho CG, Ryan CM. The effect of continuous positive airway pressure on spectral encephalogram characteristics in stroke patients with obstructive sleep apnea. Respir Physiol Neurobiol. 2018; 249: 62-68. doi: 10.1016/j.resp.2018.01.003

30. Lee SD, Ju G, Kim JW, Yoon IY. Improvement of EEG slowing in OSAS after CPAP treatment. J Psychosom Res. 2012; 73(2): 130. doi: 10.1016/j.jpsychores.2012.04.007

31. Mullins AE, Kim JW, Wong KKH, Bartlett DJ, Vakulin A, Dijk DJ, et al. Sleep EEG microstructure is associated with neurobehavioural impairment after extended wakefulness in obstructive sleep apnea. Sleep Breath. 2021; 25(1): 347-354. doi: 10.1007/s11325-020-02066-5

32. Maresky HS, Shpirer I, Klar MM, Levitt M, Sasson E, Tal S. Continuous positive airway pressure alters brain microstructure and perfusion patterns in patients with obstructive sleep apnea. Sleep Med. 2019; 57: 61-69. doi: 10.1016/j.sleep.2018.12.027

33. Taranto-Montemurro L, Sands SA, Edwards BA, Azarbarzin A, Marques M, de Melo C, et al. Effects of Tiagabine on slow wave sleep and arousal threshold in patients with obstructive sleep apnea. Sleep. 2017; 40(2): zsw047. doi: 10.1093/sleep/zsw047