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睡眠階段:睡眠呼吸中止事件如何擾亂大腦的自然節律

March 04, 2019 · Peter Liefer II

睡眠階段:睡眠呼吸中止事件如何擾亂大腦的自然節律

圖片來自 Amy Treasure via Unsplash

 

睡眠階段

每天晚上,我們會經歷不同的睡眠階段,每個階段都對維持身心健康具有獨特功能。對於患有睡眠呼吸中止症的人來說,無論您是否被事件喚醒,這些階段的中斷都可能有害。從長遠來看,所謂的睡眠結構,即一個人經歷睡眠階段的頻率,會受到影響,即使沒有呼吸中止事件,也可能更難入睡。無論您患有阻塞性、中樞性還是混合性睡眠呼吸中止症,與此疾病相關的呼吸變化也會改變您在大約傍晚到凌晨時段的大腦運作方式,影響從心率和血壓到記憶鞏固和情緒健康的一切。

 

第一階段

也被稱為NREM1(非快速動眼期第一階段),從清醒過渡到睡眠比我們以前想像的要複雜得多。在正常的睡眠週期中,第一階段只持續大約五分鐘,約佔整個週期的不到5%,但這是一個重要的過渡,因為它啟動了睡眠過程,並將我們清醒的思緒帶入入睡時期的搖籃般節奏。這是最淺的睡眠階段,但也是身心開始放鬆進入自動駕駛的時期。

儘管睡眠呼吸中止事件可能發生在睡眠的第一階段,但在後續階段則更為常見。最近的發現引發了大量關於快速動眼期呼吸中止症這種特殊現象的研究,這個關聯可能很快會增進我們對睡眠呼吸中止症如何影響大腦記憶中樞的理解。

 

第二階段

睡眠的第二階段是週期中最長的部分,佔我們每個睡眠週期的約50%。在這個階段,大腦中稱為睡眠紡錘波的放電活動開始以波動的速率出現,同時也有稱為K複合波的活動。此時,呼吸和心率會放慢節奏,並保持到第三和第四階段。雖然第一階段被稱為NREM 1,但第二階段實際上是第一個真正的非快速動眼期完全睡眠階段。體溫下降,肌肉放鬆,一切都進入緩慢而穩定的節奏。

當涉及睡眠呼吸中止症時,第二階段的呼吸變化可能是一個危險的時刻,而且隨著每個階段的進展,事件發生的頻率越來越高。特別是,在第二階段的末期,即剛要進入深層睡眠之前,是此週期中最常發生呼吸中止事件的時候。

 

第三和第四階段(慢波睡眠)

第三和第四階段通常被視為單一的深層睡眠階段。這是週期中恢復性最強的時期,負責大腦和身體在休息時發生的許多恢復性變化。深層睡眠階段的特徵幾乎像昏迷一樣,很難從中醒來。此時,緩慢的德爾塔波開始佔主導地位,並在第三和第四階段之間頻率增加。在健康睡眠中,每個階段約佔週期的20-25%。但對於患有睡眠呼吸中止症的人來說,第三和第四階段可能既危險又難以達到。

閱讀第三和第四睡眠階段的描述,人們會認為在此時呼吸中止症會是一個問題。但由於呼吸突然變化導致的中斷,睡眠呼吸中止症患者往往無法維持最深的睡眠狀態。這不僅僅是睡眠品質的問題,更是阻礙療癒和免疫力的嚴重障礙。身體大部分的生長和強化荷爾蒙在這些深層睡眠階段發揮作用,如果沒有這些完整的休息時間,您可能會帶著疲勞和焦躁醒來,就好像根本沒有睡過一樣。

 

快速動眼期睡眠

REM 是 快速眼球運動 的縮寫,是睡眠週期最後階段的主要特徵,約佔正常睡眠週期時間的四分之一。簡稱為 R 階段或 REM 階段,這個時期主要以眼睛的快速移動而聞名,這種行為在做夢時經常發生。腦電波在這個階段最活躍,生動的夢境經常出現。心跳和呼吸速率可能變得不規則,並釋放化學物質導致身體麻痺,防止我們在夢中表現出來。

研究 不僅發現睡眠呼吸中止事件在快速動眼期睡眠中發生頻率很高,而且睡眠呼吸中止症患者經常將大部分睡眠週期花在這個階段,導致一些研究人員提出,患有睡眠呼吸中止症的人可能完全跳過了深層睡眠等階段,而是在整晚交替於其他階段。今年一月發表的研究提出睡眠呼吸中止症與記憶力保留問題之間的關聯。根據該研究,被呼吸中止事件打亂的記憶類型,與在快速動眼期睡眠中鞏固的記憶類型相同,這使得每次呼吸中止事件都更可能導致干擾。這項由紐約大學安德魯·瓦爾加博士領導的研究還發現了睡眠呼吸中止症與憂鬱症、失智症和阿茲海默症之間可能的關聯。

瓦爾加博士說:「我們首次證明,睡眠呼吸中止症這種日益普遍的疾病,即使呼吸中止僅限於快速動眼期,也可能對某些記憶的形成產生負面影響。」這對睡眠呼吸中止症社群而言意味著,呼吸中止事件造成的睡眠模式碎片化會直接影響心理健康。正如瓦爾加博士所描述的,未經治療的睡眠呼吸中止症才是真正的問題,因為長期的後果甚至比呼吸中止本身更難治療。

 

未來研究

需要指出的是,本文引用的研究將未經治療的睡眠呼吸中止症患者作為研究對象。使用CPAP(持續性正壓呼吸器)和其他睡眠呼吸中止症治療方法可以潛在地限制由該疾病引起的睡眠中斷。但了解呼吸中止症對自然睡眠階段的直接影響非常重要。研究人員將繼續探討呼吸中止症、記憶以及睡眠週期中斷如何隨時間推移導致共病和其他健康問題之間的關聯。我們對該疾病的有害方面了解得越多,從長遠來看就越容易有效治療。  

 

資料來源

IEEE醫學與生物工程學會年度國際會議 - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23366967

《神經科學雜誌》 - http://www.jneurosci.org/content/34/44/14571.short

Nationalgeographic.com - https://www.nationalgeographic.com/magazine/2018/08/science-of-sleep/

紐約大學朗格尼醫學中心 - https://nyulangone.org/press-releases/innovative-study-utilizing-video-games-shows-sleep-apnea-may-affect-memory-of-everyday-events

PLoS One - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2893208/

Psychcentral.com - https://psychcentral.com/news/2014/10/31/sleep-apnea-affects-rem-sleep-and-memory/76798.html

———。- https://psychcentral.com/news/2019/02/04/sleep-apnea-tied-to-gaps-in-life-memories/142573.html

Sleepcycle.com - https://www.sleepcycle.com/sleep-apnea/sleep-apnea-is-a-big-deal/