Sleep, Its Architecture And Monitoration

Dr. Malcon Anderson Tafner

1 Introdução

Os conhecimentos sobre o ciclo vigília-sono desenvolveram-se a partir da década de 30, quando Loomis e colaboradores, utilizando a eletroencefalografia, descreveram o sono como um processo unitário e passivo, composto por estágios, cada um com características próprias. Esse conceito do sono unitário perdurou até a década de 50, quando Aserink e Kleitman observaram a existência de um outro estado de sono caracterizado por ativação cortical e surtos de movimentos oculares rápidos. A partir desse estudo o sono passa a ser considerado como um processo composto por dois estados biológicos distintos. Nos anos seguintes, novas pesquisas de Dement e Kleitman verificaram que neste processo dual os dois estados de sono alternam-se ciclicamente, além de associar os sonhos com os movimentos oculares rápidos.

Atualmente, o sono não é mais considerado um fenômeno passivo, muito menos um período de repouso ao sistema muscular, órgãos viscerais, sistema nervoso, e outros. Não é possível dizer exatamente qual é a função que cumpre o sono, mas sabe-se, no entanto, que todas as funções do cérebro e do organismo em geral estão influenciadas pela alternância da vigília com o sono. O sono é estudado como um fenômeno ativo, visto que não se observa uma redução generalizada da descarga dos neurônios cerebrais, mas um aumento de forma notável das freqüências de descarga dos neurônios, chegando, inclusive, a níveis maiores do que os observados em vigília tranqüila.

2 O Sono

Segundo Martinez, o sono não é uma função do organismo, como o caso da digestão, mas um estado alterado da consciência com inúmeras funções, muitas das quais relacionadas à conservação de energia. Como definição, Carskadon e Dement escrevem que o sono é um estado comportamental reversível de desprendimento e inconsciência.

Embora não se tenha desvendado completamente o papel indispensável do sono na sobrevivência dos seres vivos, sabe-se cada vez mais sobre sua estrutura. Observando-se uma pessoa dormindo, tem-se a idéia de que o sono representa um estado único, monótono e sobretudo impenetrável. O sono era considerado assim, pois não havia método capaz de avaliar o que ocorria internamente com a pessoa dormindo. O principal instrumento para as descobertas sobre o sono foi um exame chamado polissonografia.

Graças à polissonografia, reconhece-se hoje que o sono não é um estado homogêneo, e que há dois estados distintos de sono. O sono mais surpreendente, e o último a ser descoberto, é o sono em que ocorrem movimentos rápidos dos olhos. Por suas iniciais em inglês, "rapid eye movements", este sono é chamado de REM. Apesar de ocupar apenas 20% do sono de um adulto, o sono REM é tão importante que o restante é chamado de sono NREM (Não REM).

3 A  Monitorização

A maioria dos conhecimentos acerca do sono e seus estágios veio através da polissonografia, que atua como uma espécie de "radiografia" do sono. Consiste em diversos tipos de registros, como o eletroencefalograma – EEG (ondas elétricas do cérebro),o eletro-oculograma – EOG (movimentos dos olhos), eletromiograma – EMG (tensão muscular), eletrocardiograma – ECG (ondas elétricas do coração), movimentos respiratórios e a oxigenação do sangue.

A polissonografia é realizada em laboratórios do sono por meio de equipamentos especiais, e usados por técnicos capacitados. O exame normalmente dura oito horas seguidas, e ocorre, em geral, entre as 23h e as 7h. A análise do traçado, mesmo realizada com auxílio do computador, ainda exige horas de um técnico com “olho treinado” e muita paciência. Nem todos os equipamentos de polissonografia são automatizados, e poucos possuem estagiamento automático.

Dentre todos os métodos normalmente utilizados para medição dos estágios durante o sono, os principais e mais citados na literatura médica, são: EEG, EOG e EMG.

Figura  1 – Diagrama dos principais registros da polissonografia (GUIOT, 1996)

3.1 O Eletroencefalograma – EEG

O EEG é o registro elétrico contínuo da superfície do cérebro, onde a intensidade e os padrões dessa atividade contínua são determinadas, em grande parte, pelo nível global de excitação resultante do sono, da vigília e sintomas como epilepsia. A intensidade elétrica da onda pode variar de 0 a 200 mV, e sua freqüência pode variar de 1 a 50 Hz[1]. As ondas cerebrais, normalmente, são classificadas segundo a sua freqüência, sendo nomeadas como : alfa, beta, teta e delta. Segundo Schauff, a classificação das ondas cerebrais é a seguinte :

Tabela 1 – Classificação das freqüências cerebrais

Tipo
Hz
Delta
<3,5
Teta
04 a 07
Alfa
08 a 13
Beta
14 a 25

O registro do EEG deve ser tomado diretamente do crânio segundo o sistema 10-20, cuja posição dos eletrodos obedece as normas internacionais recomendadas por Jasper em 1958. As posições dos eletrodos estão demonstradas na Figura 2. O nome desse sistema, 10-20, vem da medida feita de intervalos de 10 ou 20 % da distância total entre as 4 marcas do sistema, são elas : nasion, inion (protuberância occipital externa) e os pontos pré-auriculares direito e esquerdo.

Figura 2 - Diagrama esquemático dos eletrodos para a tomada do EEG (CARSKADON e RECHTSCHAFFEN, 1994).

Segundo Carskadon e Rechtschaffen, todas as ondas usadas para distinguir os estágios são bem visualizadas utilizando os canais C3 e C4, particularmente quando os sinais de amplitude são otimizados. Assim, é comum realizar o estagiamento do sono utilizando o canal C3 ou o C4. Entretanto, muitos laboratórios também tem utilizado o registro dos canais O1 e O2 como canais auxiliares.

3.2 Eletro-oculograma – EOG

Existem duas razões para o registro do movimento rápido dos olhos. A primeira, bastante previsível, é para auxiliar a identificação do estado REM do sono. A segunda razão, mais específica, é para auxiliar a identificação do estado SEM (Slow Eye Moviment), que acontece na maior parte dos humanos no início do sono. Esse estado, a princípio sem função para determinação dos estágios, também pode ocorrer durante a transição do estágio 1.

O EOG é registrado através de eletrodos colocados nos cantos externos de ambos os olhos no plano horizontal, podendo usar inclusive uma posição oblíqua, ou seja, um pouco acima num dos olhos, e um pouco abaixo no outro olho. É importante que os eletrodos tenham a mesma referência, isto é, enquanto um dos eletrodos está referenciado pelo lobo da orelha do mesmo lado, o outro deverá ter, como referência, também o lobo da orelha do outro lado (Fig. 1). As posições desses eletrodos são conhecidas como ROC e LOC, Right Outer Canthus[2] e Left Outer Canthus[3]respectivamente.

3.3 Eletromiograma – EMG

Em um registro padrão de polissonografia, o registro da parte inferior do queixo é usado como um critério para a identificação do estágio REM. O registro de outros grupos de músculos pode ser usado como auxiliar para certos tipos de distúrbios do sono. Por exemplo, o EMG da tíbia[4] é utilizado para verificar se o pacientes possui movimentos periódicos durante o sono.

O registro para monitorização do estado REM é realizado através de 3 eletrodos localizados na parte inferior do queixo, sobre os músculos submentonianos (Fig. 1). Usa-se a derivação bipolar de um par, mantendo-se o terceiro eletrodo como reserva para ocorrência de falha de um deles.

4 O Procedimento para o Estagiamento do Sono

4.1 O Registro Polissonográfico

Segundo Guiot, a polissonografia abrange 3 etapas distintas, as duas primeiras correspondendo à monitorização e ao estagiamento dos parâmetros eletrofisiológicos utilizados, e a última etapa à quantificação dos resultados.

Após uma noite de sono, em laboratório, os resultados são descritos pelo tempo em minutos e percentuais; algumas medidas são comuns a qualquer exame de polissonografia, independente do objetivo do estudo; outras referem-se a distúrbios específicos do sono. As medidas mais utilizadas são :

Tempo Total de Registro (TTR): considerado a partir do momento em que as luzes são apagadas e o final da noite;

Tempo de Período de Sono (TPS): considerado a partir do início do sono até o término, incluindo possíveis despertares depois do início;

Tempo Total de Sono (TTS): considerado a partir do início do sono até o término, excluindo possíveis despertares depois do início;

O sono NREM tem o tempo medido na sua totalidade, bem como de cada um de seus estágios em separado, e para a avaliação do tempo de sono REM, somam-se todos os seus períodos. Dessa forma, é possível quantificar o sono efetivamente dormido, as insônias e outros distúrbios que fragmentam o sono.

4.2 Considerações Sobre o Estagiamento

O estagiamento[5]do registro do sono é realizado, normalmente por conveniência, em segmentos chamados de época. O tamanho médio desses segmentos é de 30 ou 20 segundos de amostra, que correspondem, aproximadamente, a uma página de papel de 30 cm registrado a uma velocidade de 10 a 15 milímetros por segundo. O estagiamento de uma época inferior a 20 segundos é considerado extremamente tedioso por muitos grupos, embora existam grupos que chegam a utilizar épocas de até 3 segundos.

Cada época é associada com o estágio que mais apropriadamente caracteriza o padrão predominante durante o intervalo examinado. Assim, o objetivo do estagiamento da época é determinar o simples fator que mais caracteriza a época. Outros tipos de medidas, como o caso da turgescência peniana durante o sono REM, conforme observado por Karacan e Shapiro, também podem ser utilizados para auxiliar na codificação do estágio da época em análise. Outros fenômenos como a respiração e a saturação do oxigênio também são apontadas por Aserink e Kleitman.

4.3 O Padrão de Estagiamento

Acordado (wakeful) : A maioria das pessoas exibe um EEG com ritmo alfa quando relaxado com os olhos fechados. Esse ritmo se altera quando o sujeito está tenso, ou mesmo com os olhos abertos. Também se encontra o ritmo alfa presente, mesmo com os olhos abertos, se o indivíduo está excessivamente sonolento. Outra característica bastante forte é o movimento voluntário dos olhos, que raramente ocorre com os olhos fechados. Outro tipo de característica também presente é a alta atividade tônica muscular. Em muitos indivíduos relaxados, o EMG pode ser indistinguível do sono NREM.

Figura 3 – EEG enquanto acordado

Sono NREM : Os quatro estágios do sono NREM são distinguíveis, principalmente, por alterações de padrão do EEG. Os dados recolhidos pelo EOG e pelo EMG contribuem muito pouco para a diferenciação do estágio, exceto em casos específicos, como a transição do estágio 1 (onde ambos sinalizam) e o EMG (especificamente do queixo e dos olhos) para a detecção do estado REM.

Estágio 1 : O padrão do EEG do indivíduo quando em estágio 1, é descrito como atividade de relativa baixa voltagem e freqüências mistas. Mista porque é comum a presença de artefatos[6], além de pequenas faixas de atividade teta.

Figura 4 – EEG em estágio 1

Estágio 2 : O padrão do EEG do estágio 2 reflete atividade de baixa voltagem e freqüências mistas. Basicamente, a diferenciação do estágio 2 para o estágio 1, se dá em dois padrões específicos que ocorrem esporadicamente. Esses padrões são conhecidos como fuso e complexo K. Os fusos são compostos por ondas de 12 a 14 cps com duração de 0,5 a 1,5 seg., enquanto que os complexos K são descritos como “ondas agudas negativas bem delineadas imediatamente seguidas por um componente positivo” (Carskadon e Rechtschaffen, 1994, p. 950).

Figura 5 – EEG em estágio 2

Estágio 3 e 4 : Os padrões de EEG dos estágios 3 e 4 são definidos pela presença de alta voltagem e ondas de atividade lenta. No estágio 3 deve haver, para sua caracterização, um mínimo de 20% e um máximo de 50% de ondas de 2 cps com amplitudes maiores que 75 mV de pico a pico por época. Pode haver ocorrência de fusos e complexos K em estágio 3. 

Figura 6 – EEG em estágio 3

Para o estágio 4, as ondas de atividade lenta devem ser predominantes, estando presentes em pelo menos 50% na época analisada. Neste estágio os olhos não se movem, e o EMG se encontra tonicamente ativo, embora tenha uma atividade considerada baixa.

Figura 7 – EEG em estágio 4

Sono REM : O estagiamento do sono REM requer a coincidência de atividades específicas em todas as medidas eletrográficas : padrão específico do EEG, a ativação do EOG e a supressão da atividade do EMG. O padrão do EEG para o sono REM também é caracterizado por relativa baixa voltagem e freqüências mistas.

Embora esse estágio se chame REM, movimento rápido dos olhos em inglês, o simples movimentos dos olhos não é suficiente para indicar esse estado do sono bastante particular. Isso acontece uma vez que o fenômeno, o REM, segundo Carskadon e Rechtschaffen, não é universal, pois muitos indivíduos não apresentam o movimento rápido dos olhos.

O padrão de EEG que o estado REM apresenta, por si só, é bastante similar ao estágio 2, ou seja, atividade de baixa voltagem e freqüências mistas, com a presença de fusos e complexos K esporádicos. Assim, mesmo manualmente, e só através do EEG, muitas vezes é problemático diferenciar o padrão REM do estágio 2. Para que a época apresente o estado REM, além do EEG sinalizando o padrão específico, e da presença do movimento rápido dos olhos (quando for o caso), é interessante confirmar com a baixa atividade do EMG. A medida do sono REM em organismos intactos, tem sido a contração tônica dos músculos e dos reflexos, sinalizada, por exemplo, em contrações dos músculos da face.

Outra forma, bem menos utilizada, é uma regra descrita por Rechtschaffen e Kales, que diz que “um intervalo de baixa voltagem e freqüências mistas entre dois fusos ou complexos-K é considerado estágio 2 se não houver a presença de movimento rápido dos olhos, ou movimentos estimulados nesse intervalo e se o tempo desse intervalo for menor que 3 minutos”.

Figura 8 – EEG em estado REM

A tabela abaixo resume os critérios descritos acima.

Tabela&nbsp2 – Regras para o Estagiamento do Sono
 
Estágio EEG EOG EMG
Acordado

(relaxado)

Olhos fechados : ondas alfa

Olhos abertos : baixa voltagem e freqüências mistas

Controle voluntário;  Atividade tônica, relativamente alta; movimento voluntário
NREM
Estágio 1 Relativa baixa voltagem, freqüências mistas, podendo ter atividade teta com altas amplitudes SEM Atividade tônica fraca, podendo diminuir do estado de acordado
Estágio 2 Baixa voltagem, freqüências mistas, presença de Fusos e Complexos K SEM ocasional próximo ao início do sono Atividade tônica fraca
Estágio 3 >= 20% e <= 50% de alta e baixa amplitude Atividade tônica fraca
Estágio 4 > 50% de alta e baixa amplitude Atividade tônica fraca
REM Baixa voltagem, freqüências mistas, atividade teta e alfas lentos REM Supressão tônica; contração
Movimento Obscuro Obscuro Alta atividade
Sono anormal Similar ao REM REM Atividade tônica; contração

5 Progresso do Sono Durante a Noite

O caso ideal de um exemplo de um sono tido como normal, pode ser configurado a partir de um jovem (homem ou mulher) adulto. O sono normal em um jovem adulto, inicia atravessando a fase NREM, sendo que a fase REM só é atingida, aproximadamente, 80 minutos depois. Essas duas fases se alternam ciclicamente durante a noite toda em períodos de, aproximadamente, 90 minutos.

5.1 O Sono Normal em um Jovem Adulto

O primeiro ciclo, em um adulto inicia com o estágio 1 de sono NREM, e em poucos minutos (1 a 7 minutos) avança para o estágio 2. No estágio 1 o sono é leve, e pode ser interrompido com poucos estímulos.

O estágio 2, sinalizado pela presença de fusos de sono, ou ainda, pelos complexos K detectados no EEG, costuma durar de 10 até 25 minutos. Para acordar um indivíduo nesse estágio, os estímulos precisam ser mais fortes que os aplicados para acordar no estágio 1. Como progresso natural do estágio 2, em 20 minutos em média, atinge o estágio 3, cujas ondas lentas são maiores que 20% e menores que 50% do sinal do EEG.

O estágio 3, de curta duração neste primeiro ciclo, serve de transição para o estágio 4. O estágio 4, caracterizado pela presença de ondas lentas, mais que 50% do sinal do EEG, costuma durar de 20 a 40 minutos, e em seguida, ocorre um retorno a estágios menos profundos. Isto é, uma passagem rápida pelo estágio 3, seguidos de 5 a 10 minutos no estágio 2, quando, após possíveis movimentos corporais, inicia-se o primeiro episódio REM, durando de 1 a 5 minutos.

Pequenas intromissões da vigília durante o sono normal ocorrem na forma de despertares breves nos quais não se recupera a consciência ou a memória. Isto se manifesta através de 30 a 60 movimentos por noite, quando muda-se de posição ou arruma-se as cobertas, sem que se lembre disso pela manhã. Os movimentos ocorrem nas trocas de estágio e nos estágios de sono mais superficial.

O sono NREM e REM continuam alternando-se durante a noite, em torno de quatro a seis ciclos. O tempo de sono REM tende a tornar-se mais longo durante o decorrer da noite, enquanto que o sono caracterizado pelos estágios 3 e 4 tendem a encurtar na mesma medida, podendo, inclusive, desaparecer nos últimos ciclos, predominando o estágio 2 nesses casos.

5.2 O Sono Normal em um Idoso

Com a idade surgem também mudanças nos parâmetros e na estrutura do sono. O primeiro ciclo, por exemplo, é mais curto, tido provavelmente como resultado da diminuição dos estágios 3 e 4. Também ocorre uma menor porcentagem do tempo total do sono, além da constância ao longo da noite, ou seja, o tempo de REM é estável durante todo o sono.

Outra observação bastante característica é o aparecimento de breves momentos de ativação, que segundo Tankova e Buela-Casal, ocorrem provavelmente em conseqüência da interrupção do sono. Esses despertares são freqüentes e repetitivos, prejudicando o sono em indivíduos idosos. Esses dados sugerem que, com a idade, o sono se torna mais “leve”, além de aumentar a quantidade de despertares, tornado os idosos mais sensíveis a estímulos ambientais.

5.3 O Hipnograma

Uma vez estagiado o exame, uma forma bastante utilizada para visualizar o progresso do sono durante a noite é conhecida como hipnograma. Basicamente, consiste em um gráfico de linha xy cujo eixo y é tido como o tempo do sono, e o eixo x como as fases do sono. Normalmente, a ordem de apresentação das fases do sono no eixo x é : vigília, REM, Estágio 1, Estágio 2, Estágio 3 e Estágio 4.

Figura 9 - Exemplo de hipnograma

Através desse gráfico o médico pode, não apenas contar o tempo total de cada fase, mas também em que ordem essas fases aconteceram. Dessa forma é possível também verificar algum distúrbio cíclico que ocorra entre as fases REM e NREM.

6 Generalidades sobre o sono

6.1 Características Gerais do Sono

Segundo Carskadon e Dement, o sono considerado normal, em um(a) jovem adulto(a), possui algumas características próprias. Entre elas, podemos verificar: Esse tipo de verificação é sempre realizado sobre o padrão “jovem adulto” porque o sono é variável em função da idade. A duração total do sono e a quantidade de sono da fase 4 tendem a diminuir com o avanço da idade, sendo que o mínimo ocorre durante a meia-idade.

6.2 Características do Sono REM

Em uma noite normal de sono e sonho, o estado de sono REM, ocorre em períodos de 90 minutos e costumam durar de 5 a 30 minutos. Quanto mais sonolento está o indivíduo, mais curtos são os episódios de sono REM. No entanto, à medida em que o indivíduo fica mais repousado durante a noite, a duração dos episódios de sono REM também aumentam.

As principais, e mais importantes características acerca do sono REM são:

Devido à ativação do encéfalo durante o sono REM, o que torna o traçado muito parecido com o padrão de vigília, ele é também conhecido como sono paradoxal pela literatura médica.

7 Os Distúrbios do Sono

Os distúrbios do sono, bem como outros problemas relacionados com a ausência do sono, têm um impacto profundo na estrutura e na distribuição do sono. Os sintomas desses distúrbios podem ser diversos e complexos, sendo que os mais freqüentes sempre são a insônia e a sonolência excessiva.

Segundo a Classificação Internacional dos Distúrbios do Sono publicada pela última vez em 1990 (a primeira foi em 1978), os distúrbios se dividem em 4 grandes grupos, são eles :

Tabela 3 – Classificação Internacional dos Distúrbios do Sono
 
Dissônias Distúrbios intrínsecos do sono
Distúrbios extrínsicos do sono
Distúrbios do sono relacionados ao ritmo circadiano
Parassônias Distúrbios do despertar parcial
Distúrbios da transição sono-vigília
Parassônias geralmente associadas ao sono REM
Outras parassônias
Distúrbios do sono associados a alterações médico-psiquiátricas Associadas a patologias mentais
Associadas a enfermidades mentais
Associadas a outras afecções médicas
Distúrbios do sono propostos Sono curto
Sono longo
Síndrome de hipovigília
Mioclonia fragmentada
Hiperidrose do sono
Distúrbio do sono associado ao ciclo menstrual
Distúrbio do sono associado à gestação
Alucinações hipnagógicas aterrorizantes
Taquipnéia neurogênica associada ao sono
Laringoespasmo relacionado ao sono
Síndrome de engasgos durante o sono

As dissônias são alterações que produzem dificuldades para o início ou manutenção do sono ou mesmo sonolência excessiva. As parassônias são alterações nas quais não estão demonstradas afecções dos processos do sono e vigília, mas se apresentam durante o sono e, em geral, produzem manifestações ou conseqüências desagradáveis para quem possui o problema. Algumas dessas conseqüências são bem conhecidas, como o sonambulismo, o pesadelo e o terror noturno. Também se enquadram neste grupo os movimentos periódicos e a apnéia. Os distúrbios associados a alterações médico-psiquiátricas podem ser classificados em 3 grandes grupos:

Finalmente, os distúrbios agrupados na classe “Distúrbios do Sono Proposto” estão relacionados com distúrbios que ainda não são bem conhecidos pela comunidade médica. Essas síndromes deverão estar melhor definidas e classificadas tão logo tenham mais informações sobre cada uma delas.

8 Referências Bibliográficas

1.ASERINK, E. e KLEITMAN, N. .Regular periods of eye mobiliy and concomitant phenomena during sleep. Science, n. 118, 1953.

2.BIANCO, Margarida. Classificação dos distúrbios do sono. In : REIMÃO, Rubens. Sono : Estudo Abrangente. 2. Ed. São Paulo : Atheneu, 1996.

3.CARSKADON, Mary A. e DEMENT, William. Normal Human Sleep : An Overview. In : KRYGER, Meir, ROTH, Thomas e DEMENT, William. Principles and Practice of Sleep Medicine. 2. Ed. USA : W. B. Saunders Company, 1994.

4.CARSKADON, Mary A. e RECHTSCHAFFEN, Allan. Monitoring and Staging Human Sleep. In : KRYGER, Meir, ROTH, Thomas e DEMENT, William. Principles and Practice of Sleep Medicine. 2. Ed. USA : W. B. Saunders Company, 1994.

5.GUIOT, Marilene. Polissonografia. In : REIMÃO, Rubens. Sono : Estudo Abrangente. 2. Ed. São Paulo : Atheneu, 1996.

6.KARACAN, I. e SHAPIRO, A. .Erection cycle during sleep in relation to dream anxiety. Archive Genital Psychiatric, n. 15, 1966.

7.  MARTINEZ, Denis. O Sono. 1996. http://www.vanet.com.br/doctor/sono.htm (08 de Setembro de 1998)

8.RECHTSCHAFFEN, A. e KALES, A. .Manual of Standardized Terminology : Techniques and Scoring System for Sleep Stages of Human Subjects. Los Angeles: Brain Research Institute, 1968.

9.TANKOVA, Iren e BUELA-CASAL, Gualberto. Sono e envelhecimento. In : REIMÃO, Rubens. Sono : Estudo Abrangente. 2. Ed. São Paulo : Atheneu, 1996.



[1] Unidade de medida de freqüência definida como a freqüência de um fenômeno cujo período tem a duração de um segundo; um ciclo por segundo.
[2] Canto Externo Direito.
[3] Canto Externo Esquerdo.
[4] O mais grosso e mais interno dos dois ossos da perna.
[5] O padrão de estagiamento manual do sono segue critérios definidos por RECHTSCHAFFEN e KALES em 1968, que ainda são utilizados internacionalmente.
[6] Ondas com vértices agudas.


 
 
 

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