睡眠机制与睡眠障碍.ppt

第六节 睡眠、觉醒与脑电活动,感觉传入系统受刺激时，在皮层上某一局限区域引出的形式较为固定的的电位变化。,在无明显刺激情况下，大脑皮层经常性地自发地产生的节律性电位变化。,皮层诱发电位 evoked cortical potential,自发脑电活动 spontaneous electric activity of the brain,一、脑电活动,（一）脑电图,在头皮用双极或单极记录法来观察皮层的电位变化，记录到的自发脑电活动称为脑电图（electroencephalogram，EEG）。 在动物将颅骨打开或在病人进行脑外科手术时，直接在皮层表面引导的电位变化，称为皮层电图（electrocorticogram，ECoG）。,1. 脑电图的波形,波 813次秒， 清醒、安静并闭眼时即出现 ； 波 1430次/秒 ， 新皮层处在紧张活动状态时出现 ； 波 47次秒 ， 困倦时出现 ； 波 0.53次秒 ， 睡眠、极度疲劳时或在麻醉状态下出现。,（1) 波：813次/秒，20100V，清醒安静闭目，常呈梭形变化。睁眼时，波消失，呈现快波，称波阻断 (-block) 。 （2）波：1430次/秒，520V，皮层处于活动状态 （3）波：47次/秒，100150V，困倦，幼儿常见。 （4) 波：0.53次/秒，20200V，睡眠或麻醉，可见于婴儿或智力发育不成熟者。,2. 脑电波形成的机制,大量的神经元同步发生突触后电位，才能总和起来引起皮层表面的电位改变。 大量皮层神经元的同步电活动须依赖丘脑的功能。 一定的同步节律的丘脑非特异投射系统的活动，促进了皮层电活动的同步化。,去同步化快波,同步化慢波,兴奋 抑制,epilepsy,（二）皮层诱发电位,人工刺激某一感觉传入系统（感觉器官、感觉神经或感觉传导途径上任一点）时，可在皮层相应的感觉区表面引出皮层诱发电位。,意义,寻找感觉投射部位，诊断疾病,二、觉醒与睡眠,（一）觉醒状态的维持,与脑干网状结构上行激动系统的作用有关 实验一：在高位脑干（中脑上缘）断离的猫，即完全阻断网状结构上行激活系统，这种猫处于深睡状态，不能被唤醒，引导的脑电只有纺缍波波，而无低幅快波波。 实验二：在低位脑干（延髓闩处）横断，网状结构上行激活系统尚能发放冲动，脑电图为低幅快波，偶见睡眠纺缍波波，这种猫用人工呼吸，处于清醒状态。,高位脑干,低位脑干,脑干网状结构,两实验表明，在脑干内存在着一个“觉醒中枢”。觉醒波低幅快波的产生必须有脑干网状结构上行激活系统的完整 所谓脑干“觉醒中枢”，其实是脑干网状结构上行激活系统，由它发出的冲动弥漫性传入到皮层各区，提高整个大脑皮层的兴奋性，使原来同步的波去同步化，变成低幅快波，即形成波,网状结构上行激动系统（ascending reticular activating system）,刺激中脑网状结构，唤醒动物，脑电波呈现去极化快波 在中脑头端切断网状结构，类似睡眠，脑电波呈现同步化慢波。 易受药物(如催眠药、麻醉药)影响。,主要是通过丘脑非特异投射系统而发挥作用的,睡眠与觉醒,行为上觉醒，脑电图是未必是觉醒的 行为上睡眠，脑电图未必是睡眠的 ？,去同步化快波,同步化慢波,兴奋 抑制,2.觉醒状态分成两部分： 脑电觉醒状态：脑电波表现为 去同步化快波，但不一定呈现 觉醒探究行为; 行为觉醒状态：出现觉醒时的 各种行为表现,尤其是探究行为; 两种觉醒的维持机制不同。,3.脑电觉醒状态的维持： 脑干网状结构上行激动系统的递 质是ACh。静脉注射阿托品,可阻 断脑干网状结构对脑电的唤醒作 用，脑电呈同步化慢波，而不出 现快波；但行为上不表现睡眠。 (即脑电不觉醒，行为觉醒), 破坏蓝斑核上部(去甲肾上腺系统) 后，脑电快波明显减少，新异刺激 仍能引起快波，但刺激一旦停止， 唤醒作用随即停止。 以上说明：脑电觉醒状态的维持与 脑干网状结构上行激动ACh 系统的 时相性作用及蓝斑核上部去甲肾上 腺系统的持续性紧张性作用有关。,4.行为觉醒状态的维持： 单纯破坏黑质多巴胺递质系统， 动物行为上不表现为觉醒，对新 异刺激不能表现探究行为，但脑 电仍出现快波(脑电觉醒)。（帕金森） 因此，行为觉醒状态的维持可能 与黑质多巴胺递质系统功能有关。,(二)睡眠的时相1.慢波睡眠 表现: 脑电图呈同步化慢波； 视、嗅、听、触等感觉功能暂时减退； 骨骼肌反射活动和肌紧减弱；, 自主神经功能活动改变：如血 压、心率、尿量、体温、 代谢、瞳孔缩小、呼吸变慢、 胃液分泌、发汗功能等。, 慢波睡眠分期: stage:入睡期,波渐减少,呈若干波, 脑电平坦; stage:浅睡期,在波背景上出现睡眠梭 形(波变异的波)和-复合波 (波和波的复合); stage:中度睡眠期,高幅波,占20%50%; stage:深度睡眠期,高幅波,占50%以上; 意义：生长素分泌增加，有利于促进生长 和体力恢复。,各睡眠时相的脑电图,2.快波睡眠 fast wave sleep,FWS 又称异相睡眠 paradoxical sleep,PS 快动眼睡眠 rapid eye movements,REM,表现： 脑电图呈去同步化快波； 各种感觉功能进一步减退，唤醒 阈提高； 骨骼肌反射活动和肌紧张进一步 减弱，几乎完全松弛；,有间断的阵发性表现：如眼球快速 运动、部分躯体抽动、血压升高、 心率加快、呼吸不规则等。做梦,意义： 异相睡眠是必需的生理活动过程; 异相睡眠期间，生长素分泌虽减 少，但脑内蛋白质合成加快，有 利于幼儿神经系统的成熟，新突 触联系的建立，促进精力的恢复; 异相睡眠期间有间断的阵发性表 现，易导致某些疾病(如心绞痛、 哮喘、脑血管病等)的发作；,入睡SWS,FWS,SWS,80120min,2030min,FWS,生长激素 促进生长和体力恢复,脑血流量、脑蛋白质合成 促进幼儿神经系统的成熟、促进精力恢复,寿命与快波睡眠,增加快波睡眠时间，可能延长寿命。但是把动物实验的结果外推及人类，仍要在人身上得到证实。 C57BL/6系鼠是鼠中寿命较长的，其快波睡眠时间较长；而另一种Bu16/C系鼠的寿命短，其快波睡眠时间也短。 快波睡眠时间的长短具有品系特异性。足见快波睡眠时间长短是由遗传决定的。,neurotransmitter,Drug that blocks the formation of serotonin is administered to an animal, the animal often cannot sleep for the next several days. Therefore, it has been assumed that serotonin is a transmitter substance associated with production of sleep.,Sleep Bioassay System,EEG,EMG,Sleep scoring system (SleepSign),Micro pump,Slip ring,IR VideoRecorder,Cannula,Electrodes,Importance of Sleep,Sleep causes two major types of physiologic effects: effects on the nervous system itself effects on other functional systems of the body,sleep deprivation,Prolonged wakefulness is often associated with progressive malfunction of the thought processes and sometimes even causes abnormal behavioral activities. in addition, a person can become irritable or even psychotic after forced wakefulness,Importance of Sleep,Slow-wave sleep is presumed to be the restorative stage Those deprived of REM sleep become moody and depressed REM sleep may be a reverse learning process where superfluous information is purged from the brain Daily sleep requirements decline with age,可能遇到的睡眠问题,长期睡眠不足或睡眠质量差 开车时会睡着 活动量不大时就得强打精神，如看电视或读书时 难以集中注意力去工作、学习或生活 工作/学习业绩不佳 别人常说你昏昏欲睡 记忆力不佳 反应慢 难以控制自己的情绪 白天常打盹,什么是睡眠障碍？,包括难入睡、睡眠不深、睡后易醒、自觉多梦、早醒、醒后不易入睡、醒后感到不舒或疲乏、或白天嗜睡; 上述睡眠障碍每周至少发生三次持续一月以上;,睡眠障碍会引起那些情绪问题,思维不敏捷、工作效率下降、注意力不集中 抑郁：失望，兴趣缺乏、做事力不从心，思维活动迟滞 焦虑：紧张、烦燥不安、易激惹、坐立不安、神经过敏，尤其出现入睡前紧张和担心,睡眠障碍导致的不良后果？,98%出现焦虑或抑郁症状，78%白天正常社会功能下降，如精力不集中等； 免疫力下降； 医药费用增加； 工作效益下降。,失眠的危害,对个人的危害： 躯体方面-儿童影响生长发育、减弱免疫力、影响体力恢复、加重原有疾病 精神方面- 记忆力计算逻辑等思维能力下降，情绪沮丧焦虑，影响学习工作和生活 社会方面-7的车祸，死亡人数24000。,失眠的现状,失眠被称为现代社会的流行病 在美国，欧洲，澳大利亚人群中有2040患有失眠 美国：1992年调查发现有1/3的人患有失眠，最近1000人调查有1/2的人患有失眠估计有30006000万到21世纪中叶有超过1亿 2002年全球失眠中国区调查显示我国的失眠人群为42.7 保守估计：我国的失眠患者约3亿,上海市：该市约40的人存在不同程度的睡眠障碍 其中，妇女人数是男性的1.5倍，4060岁的中老年人占3/4 即使儿童也不能摆脱睡眠障碍的黑手，有高达46.97的儿童有梦魇、夜惊、睡眠不安等,心理因素：如遇到各种心理压力事件或由于焦虑、抑郁等情绪引起 躯体疾病：如脑动脉硬化、甲亢等；或躯体不适：如疼痛、气急等 年龄因素：随着年龄的增加，睡眠障碍的发 病上升 药物因素： 兴奋性药物: 咖啡因、利太林等 镇静催眠药撤药所致的反跳性失眠,引起睡眠障碍的原因有哪些？,三. 睡眠障碍与抑郁、焦虑的关系,失眠可使人产生抑郁焦虑情绪，而抑郁焦虑的 常见临床表现也是失眠 前者先有失眠，最常见的是入睡困难，数日后在睡眠无改善的情况下出现继发抑郁焦虑情绪； 失眠是抑郁焦虑的常见症状，如早醒和白天嗜睡，感到乏力，入睡困难。而失眠也加重了抑郁焦虑情绪。,抑郁症和失眠的关系,慢性失眠可以诱发抑郁症；反之，抑郁症也是失眠的一个常见标志和突出的原因 有2/3的抑郁症病人在抑郁发作前主诉失眠 入睡困难 凌晨早醒 失眠可以是抑郁发作或心境恶劣的主要临床症状,睡眠障碍引起抑郁症患病率的上升,Chang PP, et al. Am J Epidemiol. 1997;146:105-114.,研究随访 （年）,抑郁症累积患病率 (%),0,5,10,15,40,20,35,25,30,0,5,10,15,40,20,35,25,30,失眠,无失眠,P=0.0005,失眠 是 否,总人数 例数 137 23 887 76,睡眠障碍是抑郁障碍的危险因素,Martin：系统回顾和荟萃分析，23，058名社区50岁以上的受试者，随访了20，678名，其中有1，694名出现抑郁症 分析显示睡眠障碍和抑郁障碍出现平均间隔24个月 Rochad等，分析200例抑郁症患者的失眠，得出抑郁症和失眠呈显著相关的结论，认为在失眠可以作为抑郁症的一个标志性主诉 Martin G. Cole, Nandini Dendukuri Risk factor for depression among elderly community subjects: a systematic review and Meta-analysis Am J Psychiatry 2003;160: 1147-1156 R ochad FL, Hara C,Rodrigues CV etc. Is insomnia a marker for psychiatric disorders in general hospitals? Sleep Med. 2005 Nov;6(6):549-53. Epub 2005 Jul 5,抑郁症与睡眠障碍密切的双向关系,Dialogues Clin Neurosci. 2006;8(2):217-26.,我到底怎么了？抑郁症？睡眠障碍？,抑郁症,睡眠障碍,危险因素,核心症状,如何识别抑郁?,1. 症状 (1)兴趣丧失、无愉快感； (2)精力减退或疲乏感； (3) )睡眠障碍，如失眠、早醒，或睡眠过多 (4)自我评价过低、自责，或有内疚感； (5)联想困难或自觉思考能力下降； (6)反复出现想死的念头或有自杀、自伤行为； (7)精神运动性迟滞或激越； (8)食欲降低或体重明显减轻； (9)性欲减退。 2. 心理测评,抑郁症的DSM-IV诊断标准,沮丧 兴趣缺乏货无愉快感 食欲改变 睡眠障碍 精神运动性激越或迟滞,American Psychiatric Association. DSM-IV-TR, 2000,疲劳，精力减退 负罪感 注意力集中下降 自杀念头,B. 排除双相障碍 C. 症状引起临床上明显的痛苦或损伤社会功能和其他重要功能 D. 排除物质诱导或躯体疾病所致抑郁（如甲状腺机能减退 ） E. 不能用2个月内的负性事件很好地解释,A.至少5项以下症状,表现在2周内:,轻度抑郁症的 DSM-IV 标准,沮丧 兴趣丧失或无愉快感 食欲改变 (5%) 睡眠障碍（几乎每天） 精神运动性集约或迟滞,American Psychiatric Association. DSM-IV-TR, 2000,疲劳，精力减退 负罪感 注意力集中下降 有自杀念头,B. 排除严重抑郁症和恶劣心境 C. 排除有躁狂、混合型、轻度躁狂症患者，或循环情感性障碍 D. 没有出现精神分裂或其他精神疾病,A. 心境障碍被定义为： (1) 至少2项（但少于5项）症状,表现在2周内:,(2) 症状引起临床上明显的痛苦或损伤社会功能和其他重要功能。 (3) 排除物质诱导或躯体疾病因素 (4) 症状无法用负性事件很好地解释（如单纯性丧亲反应）,如何识别焦虑症?,焦虑症是指持续性精神紧张或发作性惊恐状态， 1. 症状 头晕、胸闷、心悸、呼吸困难、口干、尿频、尿急、出汗、震颤和运动性不安，无明显原因的恐惧、紧张发作，并伴有自主神经功能障碍和运动性紧张。 2. 心理测评,广泛性焦虑障碍的诊断标准,A. 过度焦虑和担忧至少6个月 B. 不受控制的担忧 C. 至少伴随以下3项症状：,紧张不安 易感疲劳 注意力集中困难,兴奋 肌肉紧张 睡眠障碍,排除惊恐障碍、社交恐惧症、强迫症、神经性厌食、躯体化障碍, 疑病症 或创伤后应激障碍,E. 排除物质诱导或躯体疾病的因素,F. 症状引起临床上明显的痛苦或损伤社会功能、职业功能或其他重要功能,抑郁症患者的多导睡眠图的发现- 1,睡眠连续性异常， 90存在睡眠中断 总体晚间睡眠时间 睡眠效率 S3、S4时间,首次出现的NREM睡眠周期中 的波睡眠减少并移位到以后的NREM睡眠期 REM潜伏期 (REM Latency, RL) REM期，快速眼球运动的密度增加，特别在第1 个REM睡眠期，第一个REM睡眠过早出现,American Psychiatric Association. DSM-IV-TR. 2000,正常人和抑郁症患者的睡眠结构,Awake Movement REM Stage 1 Stage 2 Stage 3 Stage 4,Time (hrs) 0 2 4 6 8,Awake Movement REM Stage 1 Stage 2 Stage 3 Stage 4,正常人群,抑郁症,Rush AJ, et al. Biological Psychiatry 1998; 44: 3-14,Time (hrs) 0 2 4 6 8,内源性抑郁：胆碱能增加、5HT能降低 REM睡眠是在脑干水平发生的，依靠胆碱能和5HT能递质平衡调节.REM增加是抑郁患者重要的病理生理过程并且为抑郁的危险因素,“抑郁性”失眠病理生理机制- 1,“抑郁性”失眠病理生理机制- 2,睡眠减少或许是试图弥补5HT浓度的自身治疗 5HT中等量的缺失，失眠作为适应机制抵御潜在的抑郁情绪 当5HT进一步全面减少，睡眠减少无法再弥补5HT的下降，临床出现明显的抑郁 失眠持续存在，5HT浓度进一步减少而REM睡眠相应的增加,“抑郁性”失眠病理生理机制- 3,REM睡眠：由中脑网状结构Ach神经元诱发并维持，但受中缝核及蓝斑单胺能及5-HT神经元抑制 抑郁症病因：5-HT能活动下降、Ach能活动增加 实验研究发现：睡前给予拟胆碱药可使抑郁症患者RL明显缩短 抑郁症睡眠改变： REM活力增强现象如REM睡眠潜伏期缩短、REM睡眠时间延长和REM密度增加等，反映5-HT抑制不足，Ach活动亢进,抑郁症睡眠障碍与抑郁症状病理生理同源,睡眠呼吸暂停综合征Sleep Apnea Syndrome,睡眠呼吸暂停系指睡眠中口和鼻气流均中断超过10秒以上。低通气指口鼻气流较正常气流降低50%以上，持续10秒以上，伴有4%的血氧饱和度下降。,Definition,Definition,睡眠呼吸暂停综合征指在每晚睡眠中呼吸暂停反复发作超过30次以上 Sleep apnea occurs 30 or more times during a 7-hour period of nocturnal sleep AHI is an index used to assess the severity of sleep apnea based on the total number of complete cessations (apnea) and partial obstructions (hypopnea) of breathing occurring per hour of sleep.,Obstructive Sleep Apnea Syndrome（OSAS）阻塞性睡眠呼吸暂停综合征,表现为睡眠中口鼻气流中断，而胸腹呼吸运动仍存在；air stops flowing through the nose and mouth, but thoracic and abdominal breathing efforts are uninterrupted. 临床上最多见。,Central Sleep Apnea Syndrome (CSAS)中枢性睡眠呼吸暂停综合征,呼吸暂停时，胸腹运动同时消失；both oral breathing and thoracic-abdominal breathing efforts are simultaneously interrupted 单纯CSAS较少见，不超过10%； 可与OSAS同时存在。,Mixed Sleep Apnea Syndrome(MSAS)混合性睡眠呼吸暂停综合征,OSAS与CSAS混合存在。 Usually， a brief period of central apnea is followed by a longer period of obstructive apnea,呼吸气流图,OSAS CSAS MSAS Sleep Hypopnae,Epidemiology of SAS流行病学,SAS的发病率：美国 4% 上海 3.6% 其中男性为女性的4倍 国内患者约为5千万,Risk Factors高 危 因 素 分 析,肥胖 Obesity（BMI 25） 75.9% 颈围大Neck Circumference （男性41cm，女性38cm） 63.2% 男性Male 78.5% 年龄 Age（3555岁） 66.4%,睡眠时出现上气道狭窄或阻塞 ，气道阻塞的部位大多在咽腔。 （1） 咽腔缺乏完整的骨性结构支撑 （2） 睡眠时，咽周围肌紧张性降低，加之平卧时，由于重力影响引起舌根与软腭后移，使咽腔相对狭小 （3） 这时如果合并有肥胖，颈部脂肪存积，或鼻腔疾病、或咽壁增厚、或扁桃体肥大、或颌面部畸形（下颌后缩）等病变，即可引起咽腔完全闭塞，导致呼吸暂停,Pathogenesis of OSAS 发病机制,Normal Breathing呼吸正常,呼 气,吸 气,Obstructed Breathing呼吸受阻,吸 气,呼 气,CSAS的发病机制：目前还不清楚，可能与下列因素有关： （1）呼吸中枢受抑制：脑干受损，或神经介质改变均可影响呼吸中枢的节律产生。 （2）呼吸调控系统不稳定：清醒时的过度通气（如高原缺氧、肺心病、心力衰竭等原因），可引起PaCO2下降，入睡后因PaCO2低于呼吸中枢兴奋阈值，而出现呼吸暂停。,Pathogenesis of CSAS 发病机制, Loud Snoring 95.8 %严重的鼻鼾 Excessive Daytime Sleepiness 86.7%日间经常打瞌睡 Restless and Unrefreshing sleep 40 .2 %不能熟睡，睡醒后仍觉疲倦 Morning headache 31.4 %早上感到头痛 Choking at night 21.5 %晚上呼吸困难,Clinical Features临 床 症 状 分 析,Obesity 身体肥胖Short fat neck 颈部肥胖或短少Large tonsils 扁桃腺肿大Facial abnormality 面部不正常,Examination体 查 的 特 征,腺样体增生、扁桃体肥大,舌根肥厚或舌根后坠,下颌小或缩颌(下颌异常),OSAS患者生活的烦恼,白天嗜睡,OSAS患者生活的烦恼,影响家人,OSAS患者生活的烦恼,交通事故,SAS的全身器官损害,心血管系统：高血压、冠心病、心律失常 内分泌系统：糖尿病、肥胖、甲状腺功能低下、肢端肥大症 呼吸系统：肺动脉高压、重叠综合征、哮喘、慢性咽炎 神经系统：脑血管意外、猝死 消化系统：胃食管反流症 血液系统：红细胞增多症、血栓性疾病,Diagnosis of SASSAS的诊断方法,睡眠呼吸暂停综合征的诊断可分三步进行： 临床诊断：根据临床表现，如打鼾、呼吸暂停、白天嗜睡、肥胖等现象，做出推测性诊断； 多导睡眠图（PSG）：明确诊断的金标准，能进行分型和病情判断。 病因诊断：,为什么要治疗睡眠呼吸暂停和低通气,首先经多导睡眠图监测（PSG）明确诊断，疾病类型和严重程度，然后在医生指导下选择治疗方案。,Treatment of SAS 治 疗,1. Behaviour Management 健康睡眠锦囊Body weight reduction 减轻体重Sleep on the side 侧睡Good sleep hygiene 保持良好睡眠习惯Avoid alcohol and sedative 避免饮酒及服食镇静药物Stop smoking 戒烟,治疗方法（1）,2手术治疗：轻、中度的OSAS患者，合并有鼻咽疾病时，通过手术治疗，部分患者能得到改善，但远期疗效不太理想。,治疗方法（2）,儿童鼾症患者主要采用手术治疗方法,手术治疗方法,上气道传统手术 气管切开术 鼻腔重建手术 悬雍垂腭咽成形术 下颌正畸术 射频微创手术,3经鼻持续正压通气(nCPAP）：用于治疗中、重度OSAS及CSAS患者，及不能耐受手术的轻度OSAS患者。 CPAP是迄今为止最有效的改善鼾症和睡眠呼吸暂停的方法，操作简单、无创。,治疗方法（3）,CPAP应用原理,CPAP治疗OSAHS的主要原理就是在呼气末施加一个正压，以对抗吸气时气道内的负压，从而阻止上气道管壁的塌陷。 此外，通过气流对上气道内一些局部反射的刺激而增加上气道扩张肌肉的活动，也可能起一定作用。,4口器治疗Oral Appliances：主要用于单纯鼾症或轻度OSAS患者的治疗5药物治疗：对部分中枢性睡眠呼吸暂停患者有效 阿咪三嗪 普罗替林 安宫黄体酮 乙酰唑胺,治疗方法（4）,Summary,The left cerebral hemisphere is dominant for language in most individuals. Wernickes area is responsible for the understanding of language and Brocas area for its expression. Information is transferred between the two hemispheres through the corpus callosum. This structure coordinates the two sides of the brain. The right hemisphere is more capable than the left in spatial tasks, facial expression, body language, and speech intonation.,