Kardiovaskuläre Auswirkungen von teilweisem Schlafentzug

Freiwillige Gesunde junge männliche Freiwillige aus dem Stadtgebiet von Sao Paulo werden für die Studie rekrutiert. Alle Probanden werden klinisch bewertet, einschließlich Gewichts- und Größenmessungen. Zu den Ausschlusskriterien gehören ein Alter unter 21 und über 45 Jahren, ein Body-Mass-Index (BMI) > 25 kg/m2, Rauchen, die Einnahme chronischer Medikamente und alle bekannten Erkrankungen, einschließlich Diabetes mellitus, Bluthochdruck, Dyslipidämie, Herzerkrankungen und Schlafstörungen . Nach Erhalt der schriftlichen Einverständniserklärung werden alle Teilnehmer einer Polysomnographie über Nacht unterzogen.

Polysomnographie Über Nacht wird eine Polysomnographie an verworfener Schlafatmung unter Verwendung eines digitalen Systems (17 Kanäle, EMBLA Medicare - Flaga hf. Medizinische Geräte). Alle Polysomnogramme werden basierend auf den Richtlinien für Schlafstudien durchgeführt und bewertet. Der Apnoe-Hypopnoe-Index (AHI) wurde durch die Anzahl der Apnoen und Hypopnoen pro Stunde Schlaf definiert. Atmungsstörungen im Schlaf wurden gemäß Standardkriterien durch einen AHI von über 5 Ereignissen/Stunde definiert.

Schlafüberwachung Während des Studienzeitraums werden alle Probanden kontinuierlich durch ein Schlaftagebuch und eine Handgelenksaktigraphie (Basic Mini Motionlogger Actigraph Ambulatory Monitoring, Inc., Ardsley, New York, USA) überwacht, die an der nicht dominanten Hand getragen werden. Der Aktigraph wird so eingestellt, dass er Bewegungen in 1-Minuten-Perioden abtastet. Actigraph-Aufzeichnungen werden automatisch mithilfe des Programms AW2 Software Version 2.3.01 (Ambulatory Monitoring, Inc.) verarbeitet, um Informationen zur Schlafdauer zu extrahieren.

Blutproben Allen Teilnehmern wird zwischen 8 und 10 Uhr venöses Blut zur Messung von Glukose, Gesamtcholesterin, Low-Density-Lipoprotein, High-Density-Lipoprotein und der Anzahl roter Blutkörperchen entnommen. Plasma-Katecholamin (Noradrenalin) wird durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie gemessen.

Hämodynamische und autonome Messungen Hämodynamische und autonome Untersuchungen werden morgens zwischen 8 und 10 Uhr durchgeführt. Die Intervalle zwischen benachbarten QRS-Komplexen, die aus einer Sinusknotendepolarisation resultieren, werden bestimmt (RR-Intervalle). Die Herzfrequenz wird berechnet, indem die RR-Intervalle als Schläge pro Minute ausgedrückt werden. Nicht-invasiver Schlag-zu-Schlag-Blutdruck (Finometer, Finapres Medical System BV, Holland) und Elektrokardiogramm (EKG) werden kontinuierlich von der Software AT/MCA-CODAS (DATAC Instruments Inc., Akron, Ohio, EUA) aufgezeichnet. Die Abtastrate betrug 1000 Hz pro Kanal.

Autonome Messungen werden aus der Spektralanalyse von HR und systolischem Blutdruck (SBP) abgeleitet. Für die Frequenzbereichsanalyse wird die spektrale Leistungsdichte durch die schnelle Fourier-Transformation unter Verwendung des Welch-Verfahrens über 16.384 Punkte mit einem Hanning-Fenster (512) und 50 % Überlappung erhalten. Spektralleistung für niedrige (LF 0,04-0,15 Hz) und hoch (HF 0,15-0,4 Hz) Frequenzbänder werden mittels Leistungsspektrumdichteintegration innerhalb jeder Frequenzbandbreite unter Verwendung einer angepassten Routine (MATLAB 6.0, Mathworks) berechnet. Das LF/HF-Verhältnis wird ebenfalls berechnet, um das sympathovagale Gleichgewicht zu beurteilen. Darüber hinaus werden wir auch die Leistungsspektralanalyse von SBP evaluieren.

Die Messwerte werden im Wachzustand in Rückenlage (5 Minuten) und anschließend während des Head-Up-Tilt-Testmanövers (60 Grad Neigung, 5 Minuten) ausgewertet. Die Ergebnisse des Neigungstests werden als Änderung zwischen Ruhe und Neigung nach oben ausgedrückt.

Endothelfunktion Die venöse Endothelfunktion wird mit der dorsalen Handvenentechnik gemessen, die zuvor von Aellig beschrieben wurde.

Kurz gesagt wird eine 23-Gauge-Butterfly-Nadel in eine geeignete Vene auf dem Handrücken eingeführt, wobei der Arm in einem Winkel von 30 nach oben positioniert wird, um die vollständige Entleerung der Venen zu ermöglichen. Ein Stativ, das einen linearen variablen Differentialtransformator (LVDT) (Shaevitz Engineering, Pennsuaken, NJ) hält, wird auf dem Handrücken mit der zentralen Öffnung des LVDT, die einen beweglichen Metallkern enthält, in einem Abstand von 10 mm montiert stromabwärts vom Eintauchen der Nadel. Der Signalausgang des LVDT, der linear proportional zur vertikalen Bewegung des Kerns ist, gibt ein Maß für den Durchmesser der Vene. Die Messungen werden unter einem kongestiven Druck von 40 mm Hg durchgeführt, indem eine Blutdruckmanschette aufgeblasen wird, die am oberen Teil des zu untersuchenden Arms angebracht wird. Die Ergebnisse werden als normalisierte Dosis-Wirkungs-Kurven präsentiert, in denen der Durchmesser der Vene während der Infusion mit Kochsalzlösung als 100 % Dilatation definiert wird. Die Vene wird auf 20 % der Ausgangsgröße vorverengt, indem steigende Dosen von Phenylephrin, einem selektiven A-adrenergen Rezeptoragonisten (25-3166 ng/min), infundiert werden. Die Infusionsgeschwindigkeit von Phenylephrin, die eine 80%ige Venenverengung hervorruft, wird während der gesamten Studiengeschwindigkeit konstant gehalten, und dieser Verengungsgrad wird zum Zweck der nachfolgenden Berechnungen als 0%ige Dilatation definiert. Die in dieser Studie ausgedrückte vasodilatatorische Reaktion wird als Prozentsatz des Bereichs zwischen 0 und 100 % Dilatation berechnet. Arzneimittel werden unter Verwendung einer Harvard-Infusionspumpe (Harvard Apparatus, South Natick, MA) mit einer Flussrate von 0,3 ml/min infundiert. Nach Präkonstriktion der Vene mit Phenylephrin wird eine Dosis-Wirkungs-Kurve von Acetylcholin (0,36–3600 ng/min) und Natriumnitroprussid (50–1000 ng/min) mit 6 bzw. 2 Infusionsdosen erstellt. Systolischer und diastolischer Blutdruck werden vor und nach jeder experimentellen Phase mit einem Quecksilber-Blutdruckmessgerät bestimmt, und die Herzfrequenz wird durch den Puls an der Radialarterie gemessen.

Experimentelles Design Die gesamte Studiendauer beträgt 12 Nächte. Unter Verwendung eines Cross-Over-Designs bleiben die Probanden bei ihren üblichen täglichen Aktivitäten und randomisiert auf 5 Nächte mit kontrolliertem Schlaf oder teilweisem Schlafentzug, dazwischen 2 Nächte mit Auswaschung (unbeschränkter Schlaf). Während der Kontrollperiode werden die Probanden angewiesen, 8 Stunden zu schlafen, die von mindestens 7 Stunden bis maximal 9 Stunden und 30 Minuten reichen. Teilweiser Schlafentzug besteht aus einem Zielschlaf von weniger als 5 Stunden, aber nicht weniger als 3 Stunden und 30 Minuten. Personen, die den Schlafplan nicht einhalten, werden von der Endanalyse ausgeschlossen. Alle oben beschriebenen Messungen werden am Ende der Kontroll- und partiellen Schlafentzugsperioden durchgeführt.