5. Análisis de la correlación temporal de ritmos

PROYECTO DE TESIS DE MAESTRÍA
PRO.IN.BIO.
Análisis de la correlación temporal de ritmos
electroencefalográficos y apneas del sueño y la posible
relación con la somnolencia diurna excesiva
persistente
Dra Claudia Bentancor Guadalupe
Director Clínico: Dr. José P. Arcos
Directora Básica: Dra. Marisa Pedemonte
Marzo, 2005
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Resumen
El sueño es un estado fisiológico en el cual los controles autonómicos
cambian con respecto a los de la vigilia. Estos cambios pueden sobrepasar los
rangos de normalidad y constituir patologías, como por ejemplo la apnea de
sueño. La somnolencia diurna excesiva persistente, si bien es reversible, es
una de las más importantes consecuencias de esta patología debido a su
prevalencia y a las repercusiones socio-laborales, de calidad de vida y
supervivencia.
Dado que la fisiopatología que subyace a la instalación de la apnea es
incompletamente conocida, esta tesis apunta a contribuir al conocimiento
básico de la interrelación entre ritmos cerebrales y apneas. Esta relación podrá
aproximarnos a los mecanismos centrales de la apnea y a la somnolencia
diurna excesiva, pudiendo aportar a soluciones terapéuticas dirigidas a la
etiología del problema (por ejemplo, uso de drogas a nivel central).
Basándome en los antecedentes se estudiará por separado dos grupos
de pacientes: uno que presenta frecuentemente como signo acompañante la
somnolencia ( SAOS) y otro que no lo presenta (pacientes con respiración
periódica de Cheyne-Stokes).El protocolo a seguir para ambos grupos será:1)
historia clínica completa, 2) polisomnografía , 3) aplicación de tests de
somnolencia
y
4)
procesamiento
y
análisis
de
los
registros
electroencefalográficos en relación a los periodos de apneas, intentando de
esta forma cumplir los objetivos y verificar nuestras hipótesis.
Las actividades se realizarán en el Hospital de Clínicas y la Facultad de
Medicina, centros dotados de personal e infraestructura necesarios.
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Abreviaturas
E.E.G, Electroencefalograma
EMG, Electromiograma
EOG, Electro-oculograma
FOSQ, Functional Outcomes of Sleep Questionn
P.S.G, Polisomnografía
RCS, Respiración de Cheyne-Stoke
SAOS, Síndrome de apneas obstructivas del sueño
SAS, Síndrome de apneas del sueño
SDEP, Somnolencia diurna excesiva persistente
S.L, Sueño lento
S.N.C, Sistema Nervioso Central
S.P, Sueño paradójico
V.A.S, Vía aérea superior
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Introducción
Ciclo de sueño vigilia
El sueño surge como un conjunto o constelación de cambios fisiológicos
rítmicos y reversibles, en el que participan distintos sistemas del organismo,
regulados por el sistema nervioso central (SNC). Se caracteriza por la abolición
de la conciencia vigil y reducción de la respuesta a los estímulos ambientales
que se acompaña de cambios en múltiples funciones, y que se puede dividir en
al menos dos estados: sueño lento –en el cual se reconocen 4 etapas- y sueño
paradójico (Moruzzi, 1972, Jouvet, 1962, Velluti y Pedemonte, 1999).
El diagnóstico de sueño se realiza en base a los datos aportados por el
registro continuo y simultáneo de variables fisiológicas: la Polisomnografía
(PSG) que incluye electroencefalograma (EEG), electromiograma (EMG),
electro-oculograma (EOG), entre otros. Las combinaciones particulares de las
tres actividades bioeléctricas: a) la amplitud y frecuencias de las ondas
electroencefalográficas , b) la mayor o menor actividad electromiográfica, y c) el
estado
de
la
actividad
oculomotora;
permiten
el
reconocimiento
electroencefalográfico de los diferentes estados de la vigilia y del sueño. Así, la
vigilia y sus variaciones, y el sueño y sus etapas (sueño lento, o no REM, y el
sueño paradójico o REM), están definidos por estas variables, asociadas
siempre al comportamiento.
El sueño es un estado dinámico, de tal forma que el EEG muestra una
sucesión bien ordenada y cíclica de frecuencias y amplitudes de onda.
Los cuatro estadios en los que se divide el Sueño lento son:
Etapa 1 somnolencia (se observa inmediatamente después de la vigilia y dura
unos pocos minutos. El ritmo alfa de la vigilia, de 8 a 12 cps, disminuye en
amplitud, se hace discontinuo y es reemplazado por actividad de bajo voltaje,
de frecuencia comprendida entre 3 y 7 cps. El tono muscular es algo menor
que durante la vigilia, y los movimientos oculares son lentos y aparecen de
forma intermitente). Etapa 2, sueño “ligero”, (se caracteriza por la presencia de
husos (14 a 16 cps de al menos medio segundo de duración, sobre todo en
regiones centrales y frontales), y complejos K (onda bifásica que puede estar
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asociada con los husos), las ondas lentas de 1-2 cps de mas de 75 μV, si
existen, ocupan menos del 20 % del trazado).
Etapas 3 y 4, sueño lento
propiamente dicho (compuesto por mas del 20% de ondas delta (0,5 a 2 cps,
con una amplitud mayor a 75 μV).
El Sueño Paradójico (SP) se caracteriza por una actividad de ritmos
múltiples en el EEG, de bajo voltaje y gran frecuencia, similar a la vigilia, se
registran además ondas en dientes de sierra de 2 a 6 cps en regiones frontales
o del vértex, a veces concomitantemente con movimientos oculares. Los husos
y los complejos K están ausentes en el SP. Este trazado se asocia a una
notable disminución o pérdida completa del tono muscular durante el cual
ocurren además bruscas sacudidas oculares, movimientos oculares rápidos,
aislados y en salvas, que constituyen los fenómenos fásicos.
Por esta similitud con los ritmos de la vigilia EEG ha recibido el nombre
de SP, puesto que el sujeto de experimentación se encuentra dormido desde el
punto de vista conductual.
La transición de un estadio del sueño a otro no es brusca, sino que
ocurre de forma progresiva. Estas etapas se suceden configurando un ritmo
ultradiano que se repiten de tres a cuatro veces durante la noche.
Los
elementos poligráficos cambian, con distintos cursos temporales, hasta
conformar completamente las características del siguiente. El significado de las
etapas del sueño no esta aun esclarecido.
Durante el sueño se producen múltiples cambios en el organismo que
afectan prácticamente a todos los sistemas; disminuye la frecuencia
respiratoria y el ritmo cardíaco, se relaja la musculatura y la temperatura
corporal disminuye. A su vez se segregan diversas hormonas que afectan a la
regulación de la energía, el peso, el crecimiento y el estrés. Simultáneamente
se producen cambios en el funcionamiento global del cerebro dando lugar a un
proceso muy activo.
La vigilia posee diversas características que le son propias y entre las
que se encuentran el control homeostático de diversas funciones vitales
(cardiovasculares, respiratorias, endocrinas, etc). La organización y la
ejecución de movimientos que actuarán sobre el ambiente y la actividad
psíquica que continuamente nos acompaña, son también características
indicativas de que todo el cerebro, de una forma u otra, es utilizado para
5
proporcionar la condición de vigilia. Existe además una forma de recepción y
procesamiento de la información sensorial proveniente del ambiente y del
propio cuerpo diferentes de aquellas efectuadas en el estado hípnico (Velluti
R.A et al., 2000)
Neurofisiología de la respiración durante el sueño
En la respiración se distinguen al menos dos procesos perfectamente
diferenciados: el intercambio gaseoso alvéolo-capilar, y la renovación del aire o
ventilación. De estos dos procesos, el último es extraordinariamente
dependiente del SNC ya que no tienen autonomía local y depende de una
bomba neuromuscular (fuelle toráxico) y de la permeabilidad de la vía aérea
superior que también posee un importante componente neuromuscular.
La actividad ventilatoria es controlada por dos sistemas relativamente
interdependientes pero con diferentes propiedades:
1) sistema involuntario, automático, regido por las necesidades
metabólicas del organismo, que se puede alterar voluntariamente pero sólo por
un tiempo limitado (por ej., contener la respiración), activo en condiciones de
anestesia, coma y sueño lento;
esta información se integra a nivel bulbo-
protuberancial. Este sistema está a cargo del mantenimiento del ritmo
respiratorio. El mecanismo por el cual esto ocurre todavía no está totalmente
aclarado; por ejemplo, las neuronas respiratorias no poseen marcapasos como
en el corazón. El control involuntario de la inspiración y la espiración no
depende de centros nerviosos específicos, sino de una red difusa de neuronas
interconectadas. El modelo que se acepta actualmente consiste en grupos de
neuronas o redes neuronales: grupo A, grupo respiratorio dorsal; grupo B,
grupo respiratorio ventral que forma parte del núcleo retroambiguo; grupo C,
localizado en la zona ventral del núcleo retroambiguo. Un cuarto grupo de
neuronas, el grupo P o centro neumotáxico, cuya interacción origina el ritmo
respiratorio básico, que recibiría señales de los centros superiores, puede
estimular directamente al grupo C y llevar en último término a la inhibición de la
inspiración. Mientras la interacción entre los grupos A-C sería responsable del
ciclo respiratorio básico, los estímulos externos originados en el centro
neumotáxico y en los diversos receptores modularían la actividad de los grupos
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neuronales, modificando la velocidad del ciclo y la intensidad de la respuesta.
De esta manera es posible variar la frecuencia respiratoria y el volumen de aire
corriente.
Este sistema neuronal es influido por el sistema reticular activador que
consiste en una red de neuronas que modula la actividad del sistema de control
por medio de cambios en el estado de excitabilidad del sistema nervioso
durante el sueño y la vigilia. El sistema reticular activador disminuye su
actividad durante el sueño. Estas estructuras, que filogenéticamente son más
antiguas, son reguladas, a su vez, por los centros superiores de la corteza
cerebral y el tálamo, que están involucrados en el control de actividades
voluntarias que conciernen al tórax y los pulmones.
2) El otro mecanismo es voluntario, conductual, relacionado con
las actividades no respiratorias de la ventilación como por ejemplo la fonación,
la deglución, la tos, etc., es activo en vigilia y se cree que también en el sueño
paradójico (como algunos autores sugieren por el hecho de la irregularidad del
patrón respiratorio, que no responde a las modificaciones de los impulsos del
sistema automático vagales o químicos), este incluye las influencias tónicas
reticulares dependientes del estado.
En líneas generales el sistema de control de la ventilación consta de
receptores localizados en diferentes áreas del organismo, que son activados
por una variada serie de estímulos químicos y físicos. Estos receptores envían
mensajes a un sistema de control que procesa la información y envía señales a
los efectores, los cuales modifican su actividad de acuerdo con el tipo de
comando
recibido.
Este
sistema
mantiene
un
nivel
de
ventilación
estrechamente vinculado a las necesidades metabólicas.
Los cambios respiratorios acaecidos durante el sueño , tanto el SL como
el SP, son el reflejo de la supresión de los controles ligados a la vigilia y se
deben también al predominio del control metabólico en el SL y a una
disminución de este control en el SP. En esta etapa, se instala un control
propio, no homeostático, la ventilación no depende ya del control metabólico.
Aún hay dudas en relación con los fenómenos
respiratorios del sueño. El
adormecimiento y la etapa 2 del SL provocan un ritmo respiratorio inestable con
sucesivas hipoventilaciones e hiperventilaciones denominadas “ventilación
periódica”. En el curso del SL propiamente dicho, etapas 3 y 4, la ventilación se
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vuelve regular con aumento de la amplitud y disminución de la frecuencia
respiratoria. En esta etapa se produce un leve descenso del volumen-minuto.
Esto se asocia a una disminución del nivel metabólico y a variaciones en el
control central de la respiración. La frecuencia y la profundidad respiratorias
son relativamente constantes y es un período estable desde el punto de vista
respiratorio.
El ritmo respiratorio durante el SP se caracteriza por ser más rápido y
sobre todo irregular, con episodios apneicos y de hipoventilación. El
mecanismo responsable es central, al que se agrega la hipotonía muscular,
que tiene un doble efecto: por un lado disminuye la fuerza de expansión de la
caja torácica; y por otro, aumenta la resistencia de las vías aéreas superiores al
paso del aire. El diafragma mantiene una actividad irregular.
Fisiopatología del síndrome de apneas obstructivas del sueño
Se considera la apnea del sueño como un fenómeno dependiente del
estado (sueño), episódico (se repite durante la noche), reflejo y producido por
la
disociación
de
la
activación
de
los
distintos
grupos
musculares
(Amer.Academ.Sleep Medic.Task Forse). La ventilación sigue un proceso
secuencial. En condiciones normales, la generación de presión negativa por el
diafragma es un estímulo que por activación refleja de la musculatura faríngea
contribuye a impedir el colapso de la vía aérea y producir el flujo inspiratorio.
Durante la vigilia tranquila, la inspiración se produce a expensas principalmente
del diafragma, ayudado por los intercostales paraesternales. En decúbito
supino, debido al efecto de la gravedad, se pierde el tono abdominal
produciéndose un mayor desplazamiento abdominal con la respiración. En esa
situación disminuye la capacidad residual pulmonar y aumentan las
resistencias torácica y de la vía aérea superior (VAS), formada por los
segmentos comprendidos entre la rinofaringe y la epiglotis. En caso de
obesidad, estos efectos de amplifican.
Al comienzo del sueño, hay un descenso de la actividad de los músculos
dilatadores de la faringe tanto en sujetos normales como en apneicos, pero
solo tiene relevancia clínica en apneicos por tener una vía aérea mas pequeña
o comprometida anatómicamente. La resistencia inspiratoria y espiratoria se
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incrementa en SL con respecto a vigilia, y mas aún en el SP, hasta mas de dos
veces (no esta claro aún que efecto es el que aumenta la resistencia de la VAS
en estas etapas y fundamentalmente en el SP). El síndrome de apnea consiste
en un fallo absoluto o relativo del control neural de la respiración durante el
sueño que se manifiesta por el cese recurrente de la respiración durante el
mismo. Si no se produce la activación de la musculatura faríngea, la presión
negativa generada por el diafragma provocara el colapso de la luz faríngea y
por lo tanto, ausencia de flujo, lo que se traduce como apnea de tipo
obstructivo (Chung T et al.,2000). El síndrome de apneas obstructivas del
sueño (SAOS) se caracteriza por la asociación de apneas y/o hipopneas
durante el sueño, síntomas y signos relacionados con la fragmentación del
sueño y la desaturación arterial de oxígeno consecuentes. Se acompaña de
alteraciones
clínicas
(ronquidos,
apneas,
somnolencia
diurna),
polisomnográficas (5 apneas/hipopneas o más por hora, desaturaciones de
oxígeno, fragmentación del sueño, y disrritmias cardíacas) y complicaciones
sistémicas (patología cardiopulmonar y endocrinológicas que lo definen).
El fenómeno clave de este síndrome es la presencia de oclusiones
periódicas de la vía aérea superior. En condiciones normales se establece un
equilibrio entre la presión negativa de la VAS, creada por la inspiración (durante
la noche, fundamentalmente, diafragmática) y la presión de apertura de dicha
vía debida a la acción de los músculos abductores (musculatura faríngea), el
definitivo desplazamiento de este equilibrio de presiones a favor de las de
colapso de la VAS es el hecho que condiciona el cuadro de SAOS (balance
anormal de presiones)
Este desplazamiento del equilibrio se atribuye a 3 motivos fundamentales:
1) Alteración del tono o distensibilidad muscular (reducción o desaparición
de la actividad de los músculos dilatadores durante el sueño, la actividad
del diafragma cambia muy poco durante el sueño, lo que provoca un
desplazamiento del equilibrio hacia las fuerzas de cierre. Se agrega
además la existencia de una hipotonía de la musculatura de la región
sobre todo una excesiva distensibilidad, lo que provoca que dicha vía
sea más colapsable o que precise menos presión negativa para hacerlo.
2) Discoordinación neurológica (el mantenimiento de la eficacia de la vía
respiratoria dependerá de una correcta coordinación de la sincronización
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y de la intensidad de la musculatura inspiratoria y los músculos de la
VAS; dicha coordinación está regulada en base a reflejos tanto
periféricos como centrales. Los cambios periféricos pueden ser
químicos, como la hipoxia e hipercapnia, la musculatura tóracoabdominal y de la VAS tienen diferente sensibilidad a la hipercapnia;
mecánicos, etc.
3) Alteraciones del calibre de la VAS (cualquier alteración estructural que
produzca un estrechamiento de la VAS provocará un aumento de la
resistencia de dicha vía y consecuentemente un mayor esfuerzo
inspiratorio que lleva implícito un aumento de la presión de colapso).
En las apneas mixtas y algunas centrales se ha comprobado el
mantenimiento del flujo espiratorio a lo largo de toda la apnea (hipopnea
prolongada) impidiendo la nueva inspiración, lo que se traduciría
en un
aumento de la resistencia espiratoria.
El paso de vigilia a sueño, representa para el organismo una situación
crítica, en el curso de la cual los mecanismos que condicionan la apertura de
dicha vía superior se atenúan. Es frecuente encontrar individuos absolutamente
sanos con episodios de apnea nocturna, aunque en número inferior a 10 y sin
repercusión sistémica ni polisomnográfica.
La hipoxia nocturna asociada al Síndrome de apneas del sueño (SAS)
alteraría secundariamente el centro respiratorio lo que provocaría los lapsos de
esfuerzo inspiratorio.
Las manifestaciones clínicas pueden dividirse en dos grandes apartados:
cardiorrespiratorios y neuropsiquiátricos. Como consecuencia de la obstrucción
de la VAS se generan presiones pleurales cada vez mas negativas, cuyo
objetivo es vencer la obstrucción faríngea, lo que provoca un aumento marcado
de la poscarga de ambos ventrículos (Silverberg D., 1997) Los cambios
gasométricos y neuroendócrinos repetidos dan lugar a vasoconstricción
pulmonar sistémica, causa potencial de hipertensión arterial sistémica,
pulmonar y arritmias.
Las patologías agudas y crónicas cardiovasculares asociadas a las
apneas de sueño están relacionadas a daño o disfunción de la corteza
cerebelosa, de núcleos profundos, estructuras límbicas, así como áreas de la
corteza cerebral relacionadas al control autonómico, demostrado por
10
Resonancia Magnética Funcional. Este daño puede contribuir a la patología
cardiovascular y continuar incluso luego de una apropiada intervención
terapéutica (Harper et al., 2005).
Los despertares transitorios repetidos son los responsables de la
fragmentación del sueño, que da lugar a la mayoría de las manifestaciones
neuropsiquiátricas tales como la excesiva somnolencia diurna, los trastornos de
la conducta y de la personalidad (Kimoff,1996). Los síntomas más frecuentes
de las apneas obstructivas son la somnolencia diurna y los ronquidos
nocturnos. En los casos floridos, puede aparecer además lentitud intelectual o
dificultad de concentración. No es infrecuente que estos pacientes hayan
sufrido accidentes de tráfico, que tengan antecedentes de cardiopatía coronaria
e hipertensión arterial, aquejen disminución de la líbido o impotencia,
despertares con sensación de obstrucción de la VAS y que el cónyuge relate
con detalle los episodios apneicos durante la noche.
Síndrome de apneas de sueño (SAS)
La identificación de los pacientes con SAS constituye un problema de
salud debido a su prevalencia -1 a 4% en la población adulta universal,
aumentando a 4 a 8% en hombres entre 40 y 60 años- a las numerosas
complicaciones que comporta, con repercusiones socio-laborales, y por el
impacto negativo sobre la calidad de vida y la supervivencia (Baumel et al.,
1997; Hossaing & Shapiro, 2002; Young et al.,2002). El SAS se caracteriza por
un cuadro de somnolencia y trastornos neuropsiquiátricos y cardiorrespiratorios
secundarios a episodios repetidos de obstrucción de la vía aérea superior
durante
el
sueño,
que
provocan
constantes
desaturaciones
de
la
oxihemoglobina y despertares transitorios (“arousals”) que dan lugar a un
sueño no reparador.
Las apneas se dividen en obstructivas, centrales y/o mixtas, de acuerdo a
que se produzcan o no movimientos respiratorios torácico y abdominal. En la
apnea obstructiva se produce el cese del flujo nasal, en tanto que los
movimientos respiratorios torácico y abdominal continúan (más del 50% del
número total de apneas). En la apnea central se produce el cese de estos
movimientos, al relajarse la musculatura intercostal y diafragmática por
11
inhibición de las neuronas situadas en el centro de control respiratorio.
Algunos autores sugieren que las apneas centrales y obstructivas responden a
distinta fisiopatología y presentan manifestaciones clínicas diferentes, otros no
confirman la diferenciación sintomatológica (Sánchez & Espinar, 2003).
En
general
se
trata
de
pacientes
obesos
y
roncadores
con
hipersomnolencia diurna clínicamente valorable. La obstrucción completa de la
vía aérea condiciona la aparición de una apnea que se define como el cese del
flujo aéreo en boca y/o nariz durante el sueño, de una duración igual o superior
a 10 segundos. Una hipopnea es un episodio de obstrucción parcial de VAS
de 10 segundos o una disminución (de por lo menos 20%) en el flujo aereo o
excursión torácica o abdominal, seguida por una desaturación de oxigeno de
4% o más (Kriger & Roth, 2000; Chervin et al., 2004) un arousal (siguiendo las
pautas de la American Sleep Disorders Association, 1992) o un awakening
(Bennett & Barbour, 1999). Las apneas pueden, a su vez, ser clasificadas
según el número de episodios por hora en: leves (menos de 20), moderada
(entre 20 y 40), severa (mayor de 40). El índice de apnea/hipopnea es
calculado como el número de apneas o hipopneas por hora de sueño. Durante
la noche, de un modo constante se repite el mismo ciclo: sueño, apnea,
cambios gasométricos, despertar transitorio y fin de la apnea.
Somnolencia diurna excesiva y persistente (SDEP)
La SDEP es una de las más importantes y reversibles consecuencias del
Síndrome de Apneas del Sueño, los mecanismos por los cuales el SAS causa
SDEP no son bien conocidos (Cherving & Aldrich,1998) La alta prevalencia de
SDEP (cerca del 31% de la población adulta universal), representa un gran
trastorno en el desenvolvimiento de las actividades sociales y laborales, con
consecuencias muy importantes como lo es la mayor demanda a los servicios
de salud pública, accidentes de trabajo y de tránsito, reducción del desempeño
profesional y académico y sobre todo compromiso de las funciones
psicosociales (Lindberg & Carter, 2001)
Entre las causas principales de SDEP se encuentra la privación crónica
o deliberada del sueño y el SAS (Guilleminault et al., 1993;1998; Hora F., 2004)
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La American Sleep Disorders Association (ASDA) la define como
“aquella somnolencia que ocurre en momentos en los que el individuo debería
estar despierto y alerta”.
¿Qué es la somnolencia? Es el estado de disminución de la habilidad
para mantener la vigilia o el incremento de la propensión a quedarse dormido.
Puede ser fisiológica cuando es parte del normal ritmo circadiano.
Pero
somnolencia excesiva es un síntoma que consiste en la dificultad para
mantener la vigilia y/o en el incremento de la propensión a quedarse dormido,
aun en circunstancias o situaciones en la que el individuo debe permanecer
despierto porque corre peligro su vida (Kriguer N, 2004).
La SDEP involucra tendencia al sueño más conciliación del sueño
inadvertida y fenómenos asociados como: alucinaciones hipnagógicas,
conductas automáticas, “borrachera del sueño”, fatiga matinal, disminución de
atención y memoria.
Respiración periódica de Cheyne-Stokes (RCS)
La RCS es una forma de respiración periódica en la cual las apneas
centrales se alternan regularmente con períodos de hiperventilación que tienen
un patrón de volumen corriente creciente-decreciente, asociadas a despertares
coincidentes con el pico de la hiperventilación. La RCS determina profunda
fragmentación del sueño, oscilaciones cíclicas de la presión arterial y del ritmo
cardíaco, y síntomas semejantes al SAOS, con sueño de mala calidad y no
restaurador, sin embargo la somnolencia no es tan frecuente ni característica
como en el SAOS.
Muy importante es el hecho de que la RCS, una vez presente, participa
de un círculo vicioso que activa el sistema nervioso autónomo simpático y
contribuye al deterioro de la función cardíaca y a la mortalidad.(Arcos et al,
2004)
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Antecedentes de la propuesta
Antecedentes Básicos
En experimentación animal se ha demostrado que las neuronas
vegetativas simpáticas de los centros bulbares cardio-respiratorios presentan
descargas rítmicas comandadas por centros superiores e independientes de
las aferencias sensoriales (Barman & Gebber, 1976; Gebber, 1990). La
ritmicidad de estas neuronas posee una correlación temporal con el ritmo theta
del hipocampo (Rodríguez et al., 2004). Acerca del control vegetativo de la
actividad cardíaca se ha observado en varios mamíferos subprimates
(hámsteres, cobayos, ratas) la correlación temporal entre el electrocardiograma
y el ritmo theta siendo los períodos de arritmias cardíacas fisiológicas del sueño
paradójico, coincidentes con la desorganización del electrograma hipocámpico
(Pedemonte et al., 2002; 2003) Los autores consideran que este ritmo,
presente en todos los estados, podría ser un buen organizador temporal de
eventos rítmicos y que esto se manifiesta en momentos de bajo control
autonómico simpático (Pedemonte et al., 1999a; 1999b).
En humanos se han estudiado cambios electroencefalográficos durante
el ciclo respiratorio en pacientes apneicos y su relación al síndrome de
somnolencia diurna excesiva (Chervin & Burnas, 2004); también en relación a
los cambios que se producen en el inicio del sueño humano (Ferrara et al.,
2002)
Antecedentes Clínicos
Aunque la somnolencia diurna excesiva persistente es uno de las mas
importantes y reversibles consecuencias del síndrome de apneas del sueño,
los mecanismos por los cuales el síndrome de apneas del sueño causa SDEP
no son completamente conocidos. Investigadores, intentando dilucidar este
mecanismo han centrado sus estudios en factores como: cambios en relación
al esfuerzo respiratorio (Black et al., 2000), uso de presión aerea positiva
continua (Wang et al., 2002; Morisson, 2001), signos autonómicos de cambios
14
en la presión intrapleural (Bennett et al., 1999), arousals (Roehrs et al., 1989;
Philip et al., 1994) cambios del EEG en relación al ciclo respiratorio (Chervin &
Burnas, 2004) y a los ronquidos (Gottlieb, 2000)
Hipótesis
Hipótesis Básica
Se plantea la existencia de una correlación temporal entre los períodos
de apneas y cambios en los ritmos electroencefalográficos. Diversas
frecuencias de ritmos corticales pueden mostrar incrementos o disminuciones
de las potencias (Fourier) en los períodos en que aparecen cambios del control
autonómico, por ejemplo, durante las apneas del sueño. Datos experimentales
obtenidos en animales (cobayos, hamsters) apoyan el planteo a desarrollar en
humanos.
Hipótesis Clínica
Siendo la somnolencia diurna uno de los síntomas cardinales
consecuencia de la apnea del sueño, cambios en la potencia de ritmos
corticales (análisis de Fourier), podrían estar relacionados con el grado de
somnolencia diurna. De ser positivo este análisis podría contribuir en el
tratamiento y/o la búsqueda de fármacos adecuados.
Objetivos
Básico
Analizar los cambios en la potencia del EEG estudiando su correlación
temporal con los períodos de apnea del sueño. Estudiar estos cambios durante
los episodios de apneas e inmediatamente previos a ellos, tratando de dilucidar
si son causa o consecuencia del inicio de la apnea.
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Clínico
Se intentará determinar si existe alguna relación entre los cambios del
EEG y el grado de SDEP. Alternativamente se estudiarán otros parámetros que
pudieran influir en la SDEP.
Además se compararán los cambios de EEG en pacientes con SAOS vs
pacientes con RCS en quienes no se presenta característicamente la SDEP,
pensando que los trastornos respiratorios de estas dos poblaciones posean
mecanismos centrales diversos.
Estrategia y metodología general de la propuesta
Se estudiarán 30 sujetos adultos divididos en dos grupos:
Grupo A - con diagnostico de SAOS sin otros trastornos cardiovasculares ni
cardiorrespiratorios o de otra índole, cuyos criterios de inclusión serán:
1) cuadro clínico compatible
2) índice de apneas/hipopneas mayor a 5
Grupo B – pacientes con respiración de Cheyne-Stokes , cuyos criterios de
inclusión serán:
1) insuficiencia cardiaca avanzada en etapa estable.
2) fracción de eyección del ventrículo izquierdo menor de 35
3) índice de apneas/hipopneas centrales por hora mayor a 10
La llevaré a cabo en el Hospital de Clínicas y la Facultad de Medicina
(Unidad de Sueño) donde pertenezco a los grupos habituales de trabajo.
El protocolo a seguir en cada paciente será:
a) historia
clínica
detallada
que
incluya
ficha
patronímica
con
antecedentes personales (con especial atención a los trastornos
cardiovasculares y respiratorios) y familiares, hábitos de sueño, alcohol y
fármacos.
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Cuadro clínico, el cual en el caso del SAOS se caracteriza por tres
síntomas principales, uno diurno, la SDEP (tipo y circunstancias de
aparición) y dos nocturnos, los ronquidos y las pausas respiratorias
repetidas durante el sueño observadas por el compañero. También se
interrogará sobre otros trastornos asociados: nicturia, sonambulismo,
movimientos periódicos de las piernas, pesadilllas, etc.
b) examen físico, con datos antropométricos (peso, talla, índice de masa
corporal, perímetro de cuello) generalmente es un hombre de mediana
edad con exceso de peso y con un cuello ancho y corto, la hipertensión
arterial y la poliglobulia son relativamente frecuentes y algunos pacientes
presentan disfonias características. Se examinará la orofaringe y la
exploración del paladar duro y la cara, y se clasificará en 4 grados
clínicos según Mallampati los cuales se relacionan a la severidad de la
obstrucción en el síndrome de apneas del sueño.
c) Cada sujeto antes de iniciar el registro nocturno deberá completar el test
de Somnolencia Diurna Excesiva. Para evaluar la SDE se disponen de
varios instrumentos, (Chervin et al., 1995) que se pueden agrupar en 2
grandes bloques según valoren los aspectos subjetivos de la
somnolencia (los autocuestionarios) o sean métodos objetivos (bien
neurofisiológicos o bien conductuales). Usaré para la evaluación los
subjetivos mediante la escala de somnolencia de Epworth, (Johns,
1991) la cual es la mas comúnmente utilizada, es breve, simple y con
aceptación
general.
Se
compone
de
una
serie
de
preguntas
relacionadas a la posibilidad de dormirse en situaciones cotidianas, se
puntea de cero (nunca se ha dormido en esa situación) a tres (elevada
posibilidad de dormirse). (Anexo) También usaré la escala de FOSQ
(Functional Outcomes of Sleep Questionnaire; Weaver , 1997) que
evalúa la repercusión de la somnolencia sobre el estado funcional. Se
analizará la relación existente entre los resultados
obtenidos de los
registros y los resultados del test.
17
d) La historia clínica nos acercara al diagnostico de SAS el cual
confirmaremos mediante el estudio polisomnográfico, este registro
nos
permite
además
de
confirmar
la
presencia
de
apneas,
(características, índice de apneas/hipopneas), identificar los diferentes
estados del sueño y vigilia. El estudio PSG deberá ser convencional,
completo y supervisado por un médico y un técnico, realizado en horario
nocturno, el sujeto se presentará al estudio habiendo ingerido una cena
ligera, sin beber bebidas alcohólicas tres horas antes, no estará
tomando ninguna medicación; en un centro dotado del
personal e
infraestructura necesarios como lo son el H. de C. y la F. de M. Este tipo
de estudio requiere la monitorización continuada durante al menos 6,5
horas.
Se
preparará
para
el
registro
colocándole
electrodos
de
electroencefalografía de superficie según el sistema 10-20, electrodos
para:
-EEG
-EOG (electroculograma)
-EMG submentoniano
-EMG de miembros inferiores
-ECG
-Oximetría de pulso
La respiración (esfuerzo respiratorio) se registrará con bandas,
una abdominal y otra torácica, y sensores para el flujo aéreo buconasal
y un micrófono para el registro de los ronquidos.
La posición corporal se registrará mediante un sensor que se
adapta a las bandas respiratorias.
El sujeto será monitorizado y grabado continuamente con un
circuito cerrado de televisión.
e) Procesamiento
Estimo analizar entre 100 y 300 apneas por registro, estudiando
no menos del 50% de las apneas en cada etapa de sueño seleccionada
al azar.
18
1)
diagnóstico de la arquitectura del sueño se realizará de acuerdo
a los criterios internacionales de uso en los laboratorios
propuestos (Rechtschaffen & Kale, 1968).
2)
Procesamiento de apneas con oximetría. Se definirá el
comienzo de la apnea como la visualización del cese del flujo
aereo y su fin al reinicio del mismo, con lo cual se crearán
ventanas temporales “previas” e “intra-apneas” así como otras
ventanas “control” seleccionadas en períodos con respiración
estable, en cada etapa del sueño, donde se estudiarán en el
trazado electroencefalográfico la función de autocorrelación y la
potencia espectral de las ondas EEG. La correlación temporal
entre los eventos respiratorios y las ondas EEG (delta, theta,
alfa, beta, sigma) se analizará mediante correlaciones cruzadas
(promedios).
Se realizará la validación estadística de los cambios del
espectro de potencia y el promedio de amplitudes (test de
student).
Todos los registros y procesamientos se realizarán con el
polisomnógrafo computarizado ATI Delphos-versión Windows
(Lermed S.A.).
3)
Análisis estadístico de la relación entre resultados obtenidos de
los registros y los resultados del test con correlación de estos
eventos
Cronograma de actividades
Las actividades se realizaran en cuatro etapas:
Etapa 1, se citará al paciente en los lugares propuestos
anteriormente y se le realizará la historia clínica completa.
Etapa 2, antes del inicio del estudio nocturno se le solicitará al
paciente que complete el test de SDEP (escala de somnolencia de
Epworth) y el de FOSQ. (Functional Outcomes of Sleep Questionaire)
19
Etapa 3, se continuará con la realización de una PSG, nocturna
que confirmará el diagnóstico y nos brindará los datos necesarios
que luego serán procesados.
Etapa 4, los datos obtenidos serán procesados y analizados,
intentando de esta forma cumplir los objetivos y verificar nuestras
hipótesis.
Aspectos éticos
Se respetarán las normas internacionales en relación con la investigación en
humanos (requerimientos propuestos por la convención de la Organización
Mundial de la Salud). El registro polisomnográfico que se realizará será el que
habitualmente se realiza como estudio paraclínico en la práctica médica para
evaluar los trastornos del sueño.
No se agregará ninguna maniobra
adicional. Este estudio es no invasivo y no implica ningún riesgo para el
paciente.
Todos los pacientes a registrarse serán informados sobre la
utilización de los datos para la investigación y eventualmente presentación en
forma anónima, debiendo expresar su acuerdo por escrito.
Este proyecto ha sido presentado al comité de ética de la
Facultad de Medicina para su consideración.
Resultados Preliminares
Fue realizado el protocolo básico de registro y procesamiento en un
paciente en la Facultad de Medicina (Unidad de Sueño).
Los resultados
obtenidos se muestran en la Figura 1.
20
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