Chiara Berteotti

Departamentul de Fiziologie Umana e Generale, Universitatea din Bologna, Bologna, Italia

Carlo Franzini

Departamentul de Fiziologie Umana e Generale, Universitatea din Bologna, Bologna, Italia

Pierluigi Lenzi

Departamentul de Fiziologie Umana e Generale, Universitatea din Bologna, Bologna, Italia

Giovanna Zoccoli

Departamentul de Fiziologie Umana e Generale, Universitatea din Bologna, Bologna, Italia

Alessandro Silvani

Departamentul de Fiziologie Umana e Generale, Universitatea din Bologna, Bologna, Italia

Abstract

Obiectivele studiului:

Somnul cu mișcare rapidă a ochilor (somn REM) implică fiziologic creșteri ale presiunii arteriale. Creșterile de presiune pot duce la evenimente cardiovasculare acute în condiții de risc, cum ar fi hipertensiunea arterială. Am investigat dacă hipertensiunea arterială modifică rata de apariție și caracteristicile supratensiunilor în timpul somnului REM.

Proiecta:

Șobolanii hipertensivi spontan (SHR) au fost comparați cu controalele normotensive Wistar-Kyoto (WKY) și un grup de SHR, în care hipertensiunea arterială a fost prevenită prin tratamentul pe termen lung cu enalapril (ena-SHR).

Setare:

Subiecte:

Șapte șobolani masculi pe grup.

Intervenții:

Instrumentare cu electrozi pentru înregistrări poligrafice, un termistor nazal pentru măsurarea perioadei ventilatorii și un cateter arterial pentru măsurarea presiunii arteriale și a perioadei cardiace.

Măsurători și rezultate:

SHR a arătat o creștere semnificativă a ratei de apariție, dar o magnitudine similară a creșterilor de presiune în timpul somnului REM, în ceea ce privește WKY și ena-SHR. Creșterile de presiune au fost asociate cu o scădere a perioadei cardiace și o creștere a frecvenței theta electroencefalografice, care au fost semnificativ mai puțin pronunțate în SHR decât în ​​WKY sau ena-SHR. Perioada ventilatorie a arătat doar o creștere modestă înainte de creșteri, fără diferențe semnificative între grupuri.

Concluzii:

Creșterile de presiune independente de apneea de somn apar în timpul somnului REM la o rată crescută în SHR în ceea ce privește controalele lor, susținând un rol potențial al somnului REM în declanșarea evenimentelor cardiovasculare acute în hipertensiunea arterială. Caracteristicile creșterilor de presiune sugerează că, în SHR, comenzile autonome centrale subiacente sunt crescute în frecvență, dar nu și în mărime, de hipertensiunea arterială.

Citare:

Berteotti C; Franzini C; Lenzi P; Zoccoli G; Silvani A. Creșteri ale presiunii arteriale în timpul somnului REM la șobolani spontan hipertensivi. SOMN 2008; 31 (1): 111-117.

SOMNUL RAPID-EYE-MOVEMENT (REM) ESTE UN STAR DE VARIABILITATE VEGETATIVĂ ÎNALTATĂ, 1 MANIFESTĂRILE CARE, LA SUBIECȚII OMULUI SĂNĂTOS, includ creșteri fazice (creșteri) ale presiunii arteriale. 2.3 În condiții fiziologice, creșterile de presiune au fost descrise și în timpul somnului REM la modelele animale, 4-9 fiind astfel o caracteristică remarcabil de robustă a acestei stări de somn.

Deși creșterile de presiune pot rezulta dintr-o îmbunătățire a variabilității cardiovasculare în diferite condiții comportamentale, caracteristicile acestora par de interes substanțial în timpul somnului REM. Creșterile de presiune din somnul REM depind în mod critic de mecanismele neuronale centrale, 10 care pot fi intrinseci proceselor cerebrale ale acestei stări. Mai mult, s-a emis ipoteza că creșterile de presiune din timpul somnului REM în ultima parte a nopții contribuie la creșterea incidenței evenimentelor cardiovasculare acute, 11 care se observă în primele ore ale dimineții după trezire. De fapt, creșterile de presiune pot induce ruperea plăcii aterosclerotice și tromboza, reprezentând un factor de risc acut pentru infarct miocardic, moarte subită cardiacă și accident vascular cerebral. 13 Un factor major de risc pentru ateroscleroză și boli coronariene este hipertensiunea arterială, care are o prevalență foarte mare în populația generală. 14

Am investigat efectul hipertensiunii arteriale asupra creșterii presiunii arteriale în timpul somnului REM la șobolanii spontan hipertensivi (SHR). SHR sunt un model studiat pe scară largă pentru a accelera înțelegerea hipertensiunii umane esențiale 15.16 datorită oportunității de a controla factorii de confuzie de mediu și genetici. Pentru a exploata această oportunitate, am contrastat SHR cu tulpina lor progenitoare de șobolani normotensivi Wistar-Kyoto (WKY), precum și cu un grup de SHR (ena-SHR), în care am prevenit dezvoltarea hipertensiunii arteriale pe termen lung tratament cu enalapril. 17

În SHR, WKY și ena-SHR, am analizat frecvența apariției și magnitudinea creșterilor de presiune în timpul somnului REM, precum și modificările asociate ale perioadei cardiace (HP) și ale perioadei ventilatorii (VP). Episoadele de tahicardie pot fi asociate cu creșteri de presiune în timpul somnului REM, 7.9 crescând în continuare consumul de oxigen cardiac. Pe de altă parte, măsurarea VP în timpul creșterilor de presiune indică dacă supratensiunile sunt asociate cu apnee de somn, care apar în timpul somnului REM în SHR 18 și pot crește, de asemenea, presiunea arterială. 19

METODE

Experimentele au fost efectuate pe 14 șobolani masculi din tulpina SHR și 7 șobolani masculi din tulpina WKY (Charles River, Calco, Italia), care au fost menținuți pe un ciclu lumină-întuneric de perioade de 12 ore (lumină aprinsă la 0900), au fost la temperatura ambiantă de 23 ° C și avea acces gratuit la alimente și apă. Protocolul de studiu a fost aprobat de comitetul de etică al Universității Bologna pentru experimentarea animalelor.

Tratamentul farmacologic

Grupul ena-SHR a fost format din 7 SHR, care au fost supuși unei inhibiții farmacologice pe termen lung a enzimei de conversie a angiotensinei pentru a preveni dezvoltarea hipertensiunii arteriale. Tratamentul a constat în maleat de enalapril (Sigma-Aldrich, Milano, Italia) dizolvat în apă potabilă de la a patra săptămână până la sfârșitul înregistrărilor. Concentrația medicamentului în apă a fost ajustată zilnic pentru fiecare șobolan pe baza măsurătorilor greutății corporale și a consumului de apă pentru a obține o doză de 25 până la 30 mg/kg pe zi. 17

Proceduri chirurgicale

La vârsta de 9 săptămâni, șobolanii au fost operați sub anestezie generală (halotan, Sigma-Aldrich, Milano, Italia, 1% –2%, n 2 o 70% și echilibru o 2) folosind condiții sterile și cu temperatura corpului menținută la 37 ° C cu un tampon de încălzire. Șobolanii au fost implantați conform descrierii anterioare 20 cu electrozi cu șurub miniatural pentru înregistrări electroencefalografice, electrozi de sârmă în mușchii nucali pentru înregistrări electromiografice și un cateter Silastic (Degania Silicone Ltd, Degania Bet, Israel) în aorta abdominală prin artera femurală pentru măsurarea arterială tensiune arterială și perioada de inimă (HP) și pentru extragerea probelor de sânge. În plus, un termistor miniatural personalizat a fost introdus în cavitatea nazală prin osul nazal pentru a măsura VP. Cateterul a fost tunelat subcutanat și fixat pe craniu împreună cu electrozii și termistorul prin acril dentar. Ketoprofen (Sanofi-Aventis, Milano, Italia, 1 mg/100 g greutate corporală), benzilpenicilină benzatinică (Fournier Pharma, Segrate, Italia, 15.000 UI/100 g greutate corporală) și sulfat de streptomicină (Bristol-Myers Squibb, Roma, Italia ), 20.000 UI/100 g greutate corporală) au fost administrate subcutanat la finalizarea procedurilor chirurgicale.

Protocol experimental

După o recuperare postoperatorie de o săptămână, înregistrările au fost efectuate timp de 4 zile consecutive de la 1000 la 1800, animalele neperturbate și deplasându-se liber în propriile lor cuști. Semnalul de presiune arterială (traductor P23, Statham, Hato Rey, Puerto Rico) a fost filtrat cu trecere scăzută (20 În special, somnul REM a fost marcat când undele theta au predominat în electroencefalogramă și electromiograma a prezentat atonia cu mișcări oculare ocazionale. somnul intermediar, când electroencefalograma afișa fusuri de somn proeminente pe fundalul activității undei theta, au fost identificate și excluse din analiză.

Procesare semnal

timpul

Exemplu reprezentativ de înregistrări brute în timpul unei creșteri a presiunii arteriale (AP) în somnul cu mișcare rapidă a ochilor. Ventilația (VEN) a arătat o variabilitate proeminentă în timpul creșterii presiunii. Electroencefalograma (EEG) a afișat un ritm theta predominant, care a accelerat înainte de vârful de creștere. Electromiograma (EMG) a indicat atonia musculară, care a fost întreruptă de o mișcare musculară. Înregistrările au fost obținute la un șobolan hipertensiv spontan, la care hipertensiunea arterială a fost prevenită prin intermediul tratamentului pe termen lung cu enalapril.

Rezultatele medierii coerente a creșterii presiunii arteriale în timpul somnului cu mișcare rapidă a ochilor. Datele sunt medii ± SEM la șobolani spontan hipertensivi (SHR, linii roșii), șobolani normotensivi Wistar-Kyoto (linii albastre) și SHR tratați cu enalapril (linii verzi) sincronizați la creșterea maximă a presiunii arteriale medii (timpul 0). De sus în jos, panourile arată modificările normalizate ale presiunii arteriale medii (Δ MAP), perioadei inimii (Δ HP), frecvenței electroencefalografice theta (Δ THF) și perioadei de ventilare (Δ VP).

Datele sunt medii ± SEM la șobolanii hipertensivi spontan (SHR, n = 7), șobolanii Wistar-Kyoto (WKY, n = 7 pentru greutatea corporală, n = 6 în caz contrar) și SHR tratați cu enalapril (ena-SHR, n = 7 ). Analiza varianței: greutatea corporală, P = 0,949; pH, P = 0,014; pO2, P = 0,099; pCO2, P = 0,726; [Na +], P = 0,762; [K +], P = 0,232. *, P +] și [K +], concentrații arteriale de ioni de sodiu și potasiu, respectiv.

Cu un prag de detecție de 10 mm Hg pentru creșterea MAP în timpul supratensiunilor, numărul de supratensiuni detectate la 10 minute de somn REM a fost de 7,9 ± 0,3, 5,9 ± 0,4 și 5,8 ± 0,2 în SHR, WKY și ena-SHR, respectiv. Cu un prag de 20 mm Hg, valorile corespunzătoare au fost de 2,9 ± 0,2, 1,9 ± 0,2 și 1,8 ± 0,2. Oricare dintre aceste analize auxiliare a dat rezultate identice cu cele ale analizei principale (prag, 15 mm Hg) în ceea ce privește semnificația statistică (sau lipsa acesteia) a diferențelor dintre și între grupuri.

DISCUŢIE

Am investigat dacă hipertensiunea arterială din SHR modifică rata de apariție și caracteristicile supratensiunilor în timpul somnului REM. Am constatat că rata de apariție a acestor supratensiuni a fost mai mare în SHR decât în ​​controalele WKY sau ena-SHR. Creșterile de presiune au fost asociate cu o scădere a HP și o creștere a THF, magnitudinea acestor modificări fiind mai mică în SHR decât în ​​ambele grupuri de control. În cele din urmă, VP a arătat doar o creștere modestă înainte de creșteri, fără diferențe semnificative între grupuri.

Diferențele de pH arterial (Tabelul 1), THF inițial (Figura 5), ​​VP inițial (Figura 6) și timpul de somn REM între SHR și WKY păreau a fi datorate determinanților genetici independenți de hipertensiune, deoarece nu erau evidente între SHR și ena-SHR. În consecință, THF în timpul somnului REM arată o variație substanțială specifică genotipului la șoareci. 23 În plus, rapoartele anterioare indicau că timpul de somn REM în SHR este mai mic decât în ​​WKY 24 și nu crește după tratamentul cu captopril pe termen lung. 18 Pe de altă parte, valoarea inițială mai mare a HP observată în ena-SHR în raport cu SHR a apărut determinată farmacologic, deoarece HP a avut tendința de a fi mai mică în WKY decât în ​​SHR (Figura 4).

Procedeul de mediere coerent a arătat, de asemenea, că creșterile de presiune în somnul REM au fost precedate de o creștere substanțială a THF cortical în toate grupurile studiate (Figura 2), așa cum a fost arătat inițial de Sei și Morita la șobolanii Wistar. 9 Această observație indică faptul că modificările distincte ale activității creierului sunt legate temporar de comenzile autonome centrale, care inițiază creșterile de presiune în timpul somnului REM. În acest sens, constatarea că accelerația THF în timpul supratensiunilor de presiune a fost mai mică în SHR decât în ​​WKY sau ena-SHR (Figura 5) ar putea sugera o acționare autonomă centrală redusă în SHR. Prin urmare, în SHR, rezultatele medierii coerente a MAP, HP și THF au fost în concordanță cu o magnitudine redusă a comenzilor autonome centrale asociate cu creșterile de presiune în somnul REM.

În concluzie, am arătat că, în SHR, creșteri de presiune independente de apneea de somn au apărut în timpul somnului REM cu o rată crescută nu numai în ceea ce privește controalele normotensive WKY, ci și în ceea ce privește ena-SHR, în care genomul SHR a fost disociat de hipertensiune prin tratament pe termen lung cu enalapril. Astfel, acest rezultat nu reflectă o trăsătură ireversibilă moștenită a SHR, ci, mai degrabă, sugerează un efect al hipertensiunii arteriale în sine în acest model. În SHR, creșterea MAP în timpul supratensiunilor a fost similară cu cea din grupurile lor de control, în timp ce mărimile tahicardiei și accelerația ritmului theta în timpul supratensiunilor au fost semnificativ reduse în raport cu oricare dintre grupurile de control. Aceste rezultate sugerează astfel că, în SHR, comenzile autonome centrale care stau la baza creșterilor de presiune în somnul REM sunt crescute în frecvență, dar nu și în mărime, de hipertensiunea arterială.