Изменение паттерна нарушений сна у здоровых людей в условиях 21-суточной антиортостатической гипокинезии

Обоснование. Антиортостатическая гипокинезия (АНОГ) воспроизводит некоторые эффекты воздействия невесомости на организм человека и применяется для изучения адаптации к условиям космического полёта. Известно, что АНОГ влияет на ночной сон, но в литературе отсутствуют сведения о последовательности возникновения нарушений сна при АНОГ.

Цель работы. Изучение динамики субъективных изменений оценки качества сна в условиях антиортостатической гипокинезии.

Материалы и методы. В эксперименте с 21-суточной АНОГ участвовали 6 здоровых мужчин-добровольцев (возраст от 26 до 34 лет). Они находились на медицинской кровати с углом наклона тела относительно горизонта –6° в течение 21 суток. Для оценки качества сна был использован структурированный опросник, оценивающий продолжительность сна, скорость засыпания, ночные пробуждения, наличие дневной сонливости, дневных засыпаний.

Результаты. На основании оценки динамики индекса эффективности сна (ИЭС) было выделено 3 этапа адаптации. На этапе острой адаптации (первые 3  суток) происходит снижение ИЭС с  96,4 до  91,3 (p  <  0,01), статистически значимое удлинение засыпания с 17,6 до 33,6 мин (p < 0,01), увеличение продолжительности ночных пробуждений до 17,4 мин, усиление дневной сонливости на 11 %. В следующие 3 суток («восстановительный» этап) отмечается статистически значимое увеличение ИЭС по сравнению с  1-м этапом до  94,7 (p  <  0,01), но он остаётся статистически значимо ниже фоновых значений (p < 0,004). Возрастает количество жалоб на дневную сонливость (до 42 %), сроки вечернего отбоя смещаются позже на 26 минут. На 3-м этапе (оставшиеся ночи) происходит относительная стабилизация цикла «сон – бодрствование».

Заключение. В условиях 21-суточной АНОГ происходит постепенное изменение паттерна нарушений сна. Наиболее негативные в плане субъективной оценки изменения отмечались в первые 3 дня. Затем отмечается улучшение засыпания, снижение ночных пробуждений в сочетании с увеличением дневной сонливости и формированием режима с более поздним отбоем.

1. Вейн A.M., Хехт К. Сон человека. Физиология и патология. М.: Медицина; 1989.

2. Поляков В.В., Посохов С.И., Пономарева И.П., Жукова О.П., Ковров Г.В., Вейн А.М. Сон в условиях космического полета. Авиакосмическая и экологическая медицина. 1994; 28(3): 4-6.

3. Kermorgant M, Nasr N, Czosnyka M, Arvanitis DN, Hélissen O, Senard JM, et al. Impacts of microgravity analogs to spaceflight on cerebral autoregulation. Front Physiol. 2020; 11: 778. doi: 10.3389/fphys.2020.00778

4. Marshall-Goebel K, Ambarki K, Eklund A, Malm J, Mulder E, Gerlach D, et al. Effects of short-term exposure to head-down tilt on cerebral hemodynamics: A prospective evaluation of a spaceflight analog using phase-contrast MRI. JAppl Physiol. 2016; 120(12): 1466-1473. doi: 10.1152/japplphysiol.00841.2015

5. Kramer LA, Hasan KM, Sargsyan AE, Marshall-Goebel K, Rittweger J, Donoviel D, et al. Quantitative MRI volumetry, diffusivity, cerebrovascular flow, and cranial hydrodynamics during head-down tilt and hypercapnia: The SPACECOT study. J Appl Physiol. 2017; 122(5): 1155-1166. doi: 10.1152/japplphysiol.00887.2016

6. Amirova L, Navasiolava N, Rukavishvikov I, GauquelinKoch G, Gharib C, Kozlovskaya I, et al. Cardiovascular system under simulated weightlessness: Head-down bed rest vs. dry immersion. Front Physiol. 2020; 11: 395. doi: 10.3389/fphys.2020.00395

7. Lawley JS, Petersen LG, Howden EJ, Sarma S, Cornwell WK, Zhang R, et al. Effect of gravity and microgravity on intracranial pressure. J Physiol. 2017; 595(6): 2115-2127. doi: 10.1113/JP273557

8. Lee H, Xie L, Yu M, Kang H, Feng T, Deane R, et al. The effect of body posture on brain glymphatic transport. J Neurosci. 2015; 35(31): 11034-11034. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1625-15.2015

9. Вейн А.М., Пономарева И.П., Елигулашвили Т.С., Ковров Г.В., Посохов С.И., Филимонов М.И., и др. Цикл «сон – бодрствование» в условиях антиортостатической гипокинезии. Авиакосмическая и экологическая медицина. 1997; 31(1): 47-52.

10. Boschert AL, Elmenhorst D, Gauger P, Li Z, Garcia-Gutierrez MT, Gerlach D, et al. Sleep is compromised in –12° head down tilt position. Front Physiol. 2019; 10: 397. doi: 10.3389/fphys.2019.00397

11. Gkivogkli PT, Frantzidis C, Karagianni M, Rosenzweig I, Papadeli CK, Bamidis PD. Sleep macro-architecture disturbances during a 60 days 60 head down tilt bed-rest and the effect of Sledge Jumping System (SJS) as a countermeasure to prevent those changes. Front Hum Neurosci.2016; 12(106): 10-3389. doi: 10.3389/conf.fnhum.2016.220.00106

12. Mizuno K, Inoue Y, Tanaka H, Komada Y, Saito H, Mishima K, et al. Heart rate variability under acute simulated microgravity during daytime waking state and nocturnal sleep: Comparison of horizontal and 6 degrees head-down bed rest. Neurosci Lett. 2005; 383(1-2): 115-120. doi: 10.1016/j.neulet.2005.03.058

13. Komada Y, Inoue Y, Mizuno K, Tanaka H, Mishima K, Sato H, et al. Effects of acute simulated microgravity on nocturnal sleep, daytime vigilance, and psychomotor performance: Comparison of horizontal and 6 degrees head-down bed rest. Percept Mot Skills. 2006; 103(2): 307-317. doi: 10.2466/pms.103.2.307-317

14. Basner M, Dinges DF, Howard K, Moore TM, Gur RC, Mühl C, et al. Continuous and intermittent artificial gravity as a countermeasure to the cognitive effects of 60 days of headdown tilt bed rest. Front Physiol. 2021; 12: 643854. doi: 10.3389/fphys.2021.643854

15. Ковров Г.В. Краткое руководство по клинической сомнологии. М.: МЕДпресс-информ; 2018.

16. Завалко И.М., Рассказова Е.И., Гордеев С.А., Палатов С.У., Ковров Г.В. Влияние длительной изоляции и ожидания значимого события на сон человека: результаты проекта «Марс-520». Физиология человека. 2013; 39(6): 45-52.

17. Steinach M, Kohlberg E, Maggioni MA, Mendt S, Opatz O, Stahn A, et al. Sleep quality changes during overwintering at the german antarctic stations Neumayer II and III: The gender factor. PLoS One. 2016; 11(2): e0150099. doi: 10.1371/journal.pone.0150099

18. Duffy JF, Abbott SM, Burgess HJ, Crowley SJ, Emens JS, Epstein LJ, et al. Workshop report. Circadian rhythm sleep-wake disorders: Gaps and opportunities. Sleep. 2021; 44(5): zsaa281. doi: 10.1093/sleep/zsaa281