O SONO Fisiologia do Sono e Bases Cerebrais

O SONO Fisiologia do Sono e Bases Cerebrais Carlos Mauricio Almeida Manaus 2016

Sono Objetivos • Conceitos Neurofisiológicos do sono • Principais vias e neurotransmissores da vigília e sono • Sono Normal e as fases do Sono

HISTORIA

Civilizaçao antiga O que é o sono? e por que dormimos ? Grego Hypnos, Latim- somnus e Germânica-Sleps, Slaf Antiguidade Nyx (Deus Grego da Noite) filhos : Hypnos e Thanatos “sono e a morte são similares” Biblia – I Samuel 26: 12 Upanishad 1000 ac. Texto hindu- 4 fases nos seres vivos vigília; sono profundo; sonhos e a hiperconsciência. Kumbhakarna (1000 a. C)- mitologia indiana ( Sd. Kleine Levin). Ciência antiga Fig. Hypnos • Fig. 1836, Charles Dickens, Fat Joe; . Antes do Século IXX Hipócrates –sono mecanismo vascular e humoral (Teoria vascular/humoral) Paracelsus- notara sono durava 6 h e eliminava o cansaço. Aristóteles- sono relacionado a alimentação.

• • 1929 Hans Berger EEG; 1930 Von Economo; 1937 - Loomis estágios sono; 1935 Bremer – Cerveau isole e Encephale isole; • 1953 -Aserinky e Kleitman REM; • Jouvet- atonia REM; • 1968 -Rechtschaffen and Kales; Fig: From left, Michel Jouvet, William Dement, Nathaniel Kleitman, Eugene Aserinsky

1972 - Guilleminault SAOS 1982 Honda et al HLA-DR 2 na Narcolepsia 1998 – De Leka (hipocretina 1/2) e Sakurai et al (orexina A/B)

Teorias atuais • Por que e qual o objetivo do Sono

Conceitos Atuais • Critérios Comportamentais • Critérios Fisiológicos

Critérios Fisiológicos Fig - EEG ritmo dessincronizado X sincronizado

Neuroanatomia 1917 - Von Economo - Encefalite Letárgica Estruturas neuroanatômicas relacionadas ao sono Lesões no hipotálamo anterior (VLPO) - insônia e posterior - sonolência O sono é um processo neural tem origem em estruturas subcorticais: tálamo, hipotálamo e tronco encefálico vigília sono REM sono não REM Fig- Vias anatômicas da vigília e sono

§ encephale isolé (secção medular): vigília e sono. § Cerveau isolé (secção mesencéfalo): coma. Fig- vias de Secção no tronco.

NEUROTRANSMISSORES

Acido γ-Amino butirico Principal neurotransmissor inibitório do SNC Receptores • GABA-a • GABA-b Localização difusa no SNC VLPO • Principal alvo drogas hipnóticos – sedativos • • BZD Barbituricos Anestesicos Agonistas GABA

• Ação- Sono Inibição dos neurotransmissores do alerta • Núcleo túbero-mamilar • Subs Cinzenta • N. dorsal da Rafe. • VLPO

Adenosina • • Funcão restauradora ? Eleva-se a vigília, acumulando-se no mesencéfalo basal (Fator S) • Antagonizado (A 1; A 2) • Receptores: A 1, A 2 a, A 2 b, A 3 (proteina G). • Bloqueio dos neurônios ACh do Mesencefalo Basal e hipocretinergicos e histamionergicos • Não há ainda agonistas dessa via disponíveis pelas xantinas, café Fig- Adenosina.

• A privação do sono produz • • Diminuição do alerta Aprendizado verbal Alteração do humor Há um up-regulation AD 1 no mesencéfalo basal e área frontais, orbito-frontais, temporais e occipitais Fig- Adenosina acúmulo no Mesencéfalo basal

Acetil-colina 1º. Neurotransmissor descoberto. Receptores nicotínicos e muscarinicos Receptores: M 1 -M 5 • Núcleos LDT/ PPT • Prosencéfalo basal • agonista Ach no PRF induz REM em animais e a lesão no LDT e PPF redução projecoes SARA, Cortex Ação 1. REM on cell: REM 2. Wake on: Vigilia Vias colinérgicas do tronco cerebral

Aminas Biogênicas

Serotonina (5 -HT) Núcleo Dorsal da Rafe Receptores (5 HT 1 - 5 HT 7) Agonistas 5 HT 1 a, 5 HT 1 b, 5 HT 2 a/2 c, 5 HT 3 Vigilia (IRSS ) Ação 1. Vigilia 2. Supressão do sono REM (REM off)

Noradrenalina Locus Ceruleus Projecoes • Hipotálamo • • • Tálamo, Cortex Mesencéfalo basal Receptores α 1, 2, β 1, 2 Estimulação do LC ratos: NE no cortex pre-frontal com ativação cortical Acao: Viglia

Histamina Nucleo Tubero-Mamilar Receptores H 1, H 2, H 3. Bloqueio não seletivo induz a sonolência e NREM (Anti. Histaminicos) Acao: Vigilia

Dopamina Via Nigro-estriatal Participam pouco da regulacao do sono-vigilia Projecoes • NDR • • • LC Cortex Mesencéfalo basal Receptores D 1 -D 5 Drogas: cocaina, metilfenidato, modafinila

Hipocretina ou Orexina Hipotálamo-dorso lateral Descoberta em 1998 (Cell 1998; 92: 573 -5 ) Neuropeptideos (H 1 e H 2) Projecoes importantes. • Receptores Orx 1 e Orx 2 Ativos durante a vigilia e lesões nessas vias induz sono. Acao: Vigilia Narcolepsia tipo 1 e Tipo 2

SARA • Moruzzi, 1940 • • Atv elétrica- Vigília Faz parte Formação reticular. Funções • Motora somática e visceral • Sensitiva • Alerta e ativação cortical • (EEG dessincronizado) Neurotransmissores : • Aminas, • Acetil-colina

Córtex Cerebral Histamina NE 5 -HT Vias Tálamo. Corticais TÁLAMO Núcleo Túberomamilar Núcleos intralaminares Núcleos retransmissores Núcleos reticulares Lócus Ceruleus Núcleo dorsal da Rafe Hipocretina Núcleo Tegmetal Pontino (PPT) Núcleo Tegmental látero-Dorsal (LTD)

Sono não- REM: • Neurônios LC (noradrenérgicos). • Núcleo dorsal da Rafe: 5 -HT • Hipotálamo anterior VLPO: neurônios gabaérgicos. -- REM-off cells Tálamo- Portal do Sono - sincronização EEG, fusos do sono neurotransmissores: • noradrenalina, • serotonina, • GABA , melatonina, • Ach. Fig- VLPO, N. da Rafe e L. Ceruleus.

Inicio do Sono NREM Região Promotora da Vigília Região Promotora de Sono Aminérgico GABA Nucleo Pré-Optico ventro -lateral (VLPO) + Núcleos Túbero-Mamilar Núcleo dorsal da Rafe Lócus Ceruleus NE, 5 -HT, Histamina Colinergico - Núcleo Tegmetal Pontino (PPT) Núcleo Tegmental látero-Dorsal (LTD)

Sono REM o Neurônios (REM- on cells) PRF, LDT/ PPT mesencefálico-pontino (Ach) 2 fases: • Fásica: ondas PGO, ativação cortical (EEG dessincronizado)- PRF • Tônica: Atonia muscular - neurônio ventrais do locus ceruleus (trato retículo-espinhal inibem) os neurônios motores medulares o Neurotransmissores: Ach , noradrenalina, serotonina

Fig. Modelo de Interação recíproca do controle do Sono REM – NREM.

Neurotransmissores e Sono

Sono: estado funcional e comportamental reversível da consciência caracterizado por diminuição da atividade motora, fechamento dos olhos e aumento do limiar de resposta ao meio , postura típica. Os critérios fisiológicos são baseados nos achados do EEG, EOG e EMG (AASM). O tempo varia em cada espécie. Ser humano adulto : 7 -8 horas diárias de sono monofásico ¨Sono fundamental para a vida¨ Sono em animais primeiros estudos mamíferos (gatos) atonia muscular movimentos de olhos e pelos mamíferos: sono REM , sono não-REM e vigília

Maturação do sono Feto 32 a. semanas de IC sono ativo 32 ª sono quieto. RN sono polifásico com vários cíclicos NREM/REM Adulto : sono monofásico Idosos: REM e NREM e WASO Age/ Condition Average amount of sleep per day Newborn up to 18 hours 1– 12 months 14– 18 hours 3– 5 years 11– 13 hours 5– 12 years 9– 11 hours Adolescents 9– 10 hours Adults, including elderly 7– 8 (+) hours Pregnant women 8 (+) hours

Descoberta das fase do sono e Sono REM. Loomis e cols (1937)- fases do sono e padrão EEG Kleitman/ Aserinski (1953)- Sono REM. épocas 90 -100 minutos com REM, atonia muscular, respiração irregular e sonhos. sono REM Sono paradoxal- intensa atividade eletrecefalográfica (ondas PGO) Fase fásica (movimento dos olhos) Fase tônica ( tônus) Fenômenos típicos do REM • Dessincronização EEG e ondas PGO • Atonia muscular • Movimento rápido dos olhos • Sonhos • Perda da homeotermia. • Respiração irregular • Ereção peniana