WRZECIONA SNU U DZIECI I MŁODZIEŻY SLEEP SPINDLES IN
advertisement
Nowiny Lekarskie 2008, 77, 6, 446–453 MONIKA STARCZEWSKA, BOGNA MALENDOWICZ-MAJOR, HELENA SKRZYPEK, MAŁGORZATA DRZEWIECKA, AGNIESZKA PIASNA WRZECIONA SNU U DZIECI I MŁODZIEŻY SLEEP SPINDLES IN CHILDREN AND ADOLESCENTS Katedra i Klinika Neurologii Wieku Rozwojowego Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu Kierownik Jednostki: dr hab. n. med. Barbara Steinborn, prof. UM Streszczenie Sen jest odmianą stanu czynnościowego układu nerwowego odmiennego od stanu czuwania. We śnie występuje zmniejszona wrażliwość na bodźce, zniesiona aktywność ruchowa, zwolniona czynność serca, oddychania i innych czynności fizjologicznych oraz czasowy zanik świadomości. W rytmie dobowym występuje naprzemiennie z czuwaniem. Badaniem, które przybliża obraz snu jest badanie czynności bioelektrycznej mózgu – EEG. Ocenie podlega podstawowa czynność we śnie, przeważnie zaznaczona w postaci fal ostrych wierzchołkowych, wrzecion snu, jak i kompleksów K oraz elementy patologiczne rejestrowane na jej tle. Wrzeciona snu (ang. sleep spindle) są charakterystycznym elementem drugiego stadium snu wolnofalowego. W zależności od wieku mogą przybierać różną formę. Najczęściej są to salwy o częstotliwości 11–15 Hz, zazwyczaj o różnej topografii, lecz o wyższej amplitudzie w okolicach centralnych głowy. Amplituda bywa zmienna, najczęściej poniżej 50 µV u dorosłych. Tzw. skrajne wrzeciona snu są nieprawidłowościami, występującymi we śnie u niemowląt i dzieci, nawet do 9. roku życia. Zazwyczaj skrajne wrzeciona snu są spowodowane uszkodzeniami lub zaburzeniami czynności struktur ośrodkowego układu nerwowego. SŁOWA KLUCZOWE: sen, elektroencefalografia, wrzeciona snu. Summary Sleep is a variation of the functional condition of the nervous system different to standby. In a dream, a reduced sensitivity to stimuli, abolished motor activity, slowed heart rate, breathing and other physiological functions, and temporary loss of consciousness are noted. The circadian rhythm of alertness alternates with sleep. The study, which brings the image of sleep is the study of bioelectrical brain activity-EEG. Its primary function is evaluated in a dream, mostly in the form of selected vertex sharp waves, sleep spindles and K complexes and pathological features recorded in the background. Sleep spindles are a characteristic part of the second stage of slow wave sleep. Depending on age it may take different forms. Most frequent are volleys of 11–15 Hz frequency, usually with different topography, but with higher amplitude over the central regions of the head. The amplitude is sometimes variable, but usually less than 50 µV in adults. Extreme spindles may occur in infants and children up to nine years of age. They are connected with organic or functional impairment of central nervous system. KEY WORDS: sleep, EEG, sleep spindle. Od zarania ludzkości sen stanowił zagadkę i niespożyte możliwości interpretacyjne. Do dnia dzisiejszego rola biologiczna snu nie została do końca wyjaśniona. Wiadomo, że sen jest niezbędny do życia i prawidłowego przebiegu procesów psychicznych i pamięciowych. Sen jest odmianą stanu czynnościowego układu nerwowego odmiennego od stanu czuwania. We śnie występuje zmniejszona wrażliwość na bodźce, zniesiona aktywność ruchowa, zwolniona czynność serca, oddychania i innych czynności fizjologicznych oraz czasowy zanik świadomości. W rytmie dobowym sen występuje naprzemiennie z czuwaniem. Zapotrzebowanie na długość snu w różnych przedziałach wiekowych jest różne. U osób dorosłych sen nocny średnio trwa 7,5 godziny. Najdłużej śpią noworodki, potem czas snu stopniowo maleje, aż do wieku dojrzałego a właściwie do zakończenia wzrostu organizmu. Kolejne zmniejszenie liczby godzin snu nocnego następuje w wieku starszym [1]. Sen – obraz elektroencefalograficzny Aby zarejestrować czynność bioelektryczną snu musimy wykonać badanie elektroencefalograficzne (EEG) rozpoczynając od stanu czuwania, aby następnie ocenić stan zasypiania oraz występowanie poszczególnych stadiów i faz snu. Sen może być metodą aktywacyjną zapisu czynności bioelektrycznej mózgu wykorzystywaną podczas badania elektroencefalograficznego w diagnostyce padaczki [1]. EEG jest metodą umożliwiającą badanie aktywności bioelektrycznej mózgu przez nienaruszone powłoki czaszki. Rejestrowana czynność jest wypadkową wielu zachodzących jednocześnie procesów, które określają obraz czynności bioelektrycznej mózgu. Należą do nich: czuwanie, zasypianie, sen, budzenie, znieczulenie ogólne, śpiączka, wpływ leków, funkcje metaboliczne i enzymatyczne tkanki nerwowej mózgu, reaktywność na bodźce oraz cechy genetyczne. W celu wykonania badania ustawia się na głowie Wrzeciona snu u dzieci i młodzieży pacjenta 19 elektrod podstawowych zgodnie z systemem 10–20% w miejscach określonych przez Międzynarodową Federację Neurofizjologii Klinicznej [2–3]. Przez rejestrację i zapisanie prądów odbieranych z elektrod otrzymuje się elektroencefalogram. W zależności od modelu i rodzaju aparatu można uzyskać zapis EEG w postaci kilku lub kilkunastu krzywych, które odzwierciedlają wartości potencjałów między odpowiednimi parami elektrod. Odchylenia od wartości prawidłowych są formułowane i oceniane na koniec każdego badania EEG. Nieprawidłowości zapisów czynności bioelektrycznej mózgu powinny zawierać w swo ich opisach elementy patologiczne, do których między innymi należą: fale ostre, iglice, wieloiglice, zespoły fali ostrej z falą wolną, zespoły iglicy z falą wolną, zespoły wieloiglicy z falą wolną oraz czynność wolną [2–3], jak również nieprawidłowości we śnie badanego. Ocenie musi podlegać podstawowa czynność we śnie, przeważnie zaznaczona w postaci fal ostrych wierzchołkowych, wrzecion snu, jak i kompleksów K oraz elementy patologiczne rejestrowane na jej tle. Zapis elektroencefalograficzny snu składa się z następujących faz i stadiów: Stadium snu 1 NREM, na które składa się czynność theta 4–7 Hz czasami wymieszana z niskonapięciowymi falami delta, która pojawia się w miejscu czynności alfa widocznej podczas czuwania. To stadium charakteryzuje się występowaniem szybkiej czynności EEG o amplitudzie 50– 75 µV. W czasie tego stadium mogą pojawiać się fale ostre wierzchołkowe, charakteryzujące się wysokonapięciowym ostrym ujemnym wychyleniem, z następującym ostrym wychyleniem dodatnim i maksimum amplitudy nad elektrodą z oznaczeniem Cz. Wrzeciona snu lub kompleksy K nie są częścią fali ostrej wierzchołkowej. Wzbudzenie w zapisie EEG jest określone jako wyładowanie fal o szybkiej częstotliwości alfa lub o częstotliwości theta, trwające zazwyczaj około 3 sekund ale poniżej 15 sekund. Pojawiają się wolne ruchy gałek ocznych. Czas trwania stadium 1 NREM może wzrastać wraz z wiekiem. Stadium snu 2 NREM – charakteryzuje się przewagą czynności theta i minimalną czynnością alfa w EEG. Stadium 2 NREM stanowi prawie 50% długości snu nocnego u osoby dorosłej. W tym stadium pojawiają się kompleksy K oraz wrzeciona snu i są one zazwyczaj epizodyczne. Kompleksy K przeważają w okolicach centralno-wierzchołkowych mózgu – mają morfologię dwufazowych fal wolnych o ostrym wierzchołku, o wychyleniu ujemnym z następową komponentą dodatnią. Ich charakterystyczna morfologia wyróżnia je od czynności podstawowej. Kompleksy K nawet bez obecności wrzecion snu są wystarczającym kryterium do rozpoznania 2 NREM. Zwiększona liczba wrzecion u osoby badanej może wskazywać na stosowanie przez pacjenta leków z grupy benzodiazepin. Wrzeciona snu powstają w jądrach wzgórza i są wynikiem hamowania czynności mózgu. Wraz z wiekiem częstotliwość wrzecion snu ma tendencję do zmniejszania się. 447 Stadium snu 3 i 4 NREM – może też być określane terminem snu głębokiego, snu wolnofalowego lub snu delta. Stadium snu wolnofalowego ma tendencję do zmniejszania się wraz z wiekiem. Stadium 3 NREM pojawia się około 30–45 minut po zaśnięciu i oznacza rozpoczęcie snu wolnofalowego. Stadium snu z szybkimi ruchami gałek ocznych (REM) – pojawia się po 90–120 minutach od zaśnięcia i stanowi 20–25% całkowitego czasu snu. Czynność EEG w stadium REM charakteryzuje się stosunkowo niskonapięciową czynnością mieszaną theta i alfa, zazwyczaj 1–2 Hz wolniejszą niż w czuwaniu. Czynność EEG jest bardziej podobna do stanu czuwania niż do snu. Bywa tak, że stadium REM można już rozpoznać w EEG przed rozpoczęciem ruchów gałek ocznych. Pierwsze stadium REM jest krótsze niż kolejne stadia REM. Stadium REM charakteryzuje się występowaniem fal EEG o częstotliwości 4–7 Hz ułożonych w szeregu. Fale te mogą pojawiać się w seriach do kilku sekund o najwyższej amplitudzie znad okolic wierzchołkowych [1–4]. W 2001 roku Peigneux i wsp. uznali, że sen bez szybkich ruchów gałek ocznych (Non-rapid eye movement, NREM) i sen z szybkim ruchem gałek ocznych (Rapid eye movement, REM) odpowiadają za różne procesy pamięciowe (Peigneux et al. 2001). Sen NREM wg ich hipotezy ma być odpowiedzialny za pamięć deklaratywną a sen REM za pamięć proceduralną i umiejętności (Peigneux et al. 2001). Obserwacje te zostały potwierdzone przez Rauchs i wsp. [6]. Jednocześnie podkreślono, że różnorodne procesy pamięciowe ulegają konsolidacji w różnych fazach snu [6]. Wrzeciona snu Wrzeciona snu są charakterystycznym elementem drugiego stadium snu wolnofalowego. W zależności od wieku mogą przybierać różną formę. Badaniem, w którym można ocenić ich obecność i jakość jest badanie EEG. Wrzeciona snu (ang. sleep spindle) są to salwy o częstotliwości 11–15 Hz, ale najczęściej 12–14 Hz, zazwyczaj o różnej topografii, lecz o wyższej amplitudzie nad centralnymi okolicami głowy, występujące podczas snu. Amplituda bywa zmienna, ale najczęściej poniżej 50 µV u dorosłych [7] (Ryc. 1., Ryc. 2.). Jednym z elementów dojrzewania w pierwszych miesiącach życia jest występowanie snu spokojnego, który jest obecny tuż po zaśnięciu niemowląt, jak również wiele nowych zjawisk bioelektrycznych. Pewne etapy rozwojowe znajdują odzwierciedlenie w opisach badań elektroencefalograficznych. Charakterystyczna dla okresu noworodkowego jest krzywa zmienna wyrażona w postaci wolnej, wysokonapięciowej czynności we śnie spokojnym. 448 Rycina 1. Prawidłowe wrzeciona snu. Figure 1. Normal sleep spindles. Rycina 2. Prawidłowe wrzeciona snu. Figure 2. Normal sleep spindles. Monika Starczewska i inni Wrzeciona snu u dzieci i młodzieży 449 Rycina 3. Krzywa zmienna. Figure 3. High voltage slow waves. Wraz ze stopniowym dojrzewaniem dochodzi do powstawania nowych form snu, na przykład zwiększonej liczby fal wolnych delta. Nowym zjawiskiem rozwojowym jest pojawienie się wrzecion snu. Na ogół panuje przekonanie, że pojawiają się one między 4. i 6. tygodniem życia. Około 1. miesiąca życia (wg Metcalfa) przyjmują formę „przedwrzecion” snu, czyli fal 14–16 Hz o niskiej i zmiennej amplitudzie [8]. Przybierają one bardziej dojrzałą formę w kolejnych tygodniach życia charakteryzując się wyższą amplitudą i niższą częstotliwością. Około 8. tygodnia życia przyjmują dojrzałą formę, początkowo występując w salwach 0,5 do 3 sekundowych w okolicach wierzchołkowych, aż wreszcie zarówno w okolicach przednich i tylnych obu półkul mózgu. Kształtem przypominają sinusoidę. Dojrzewanie wrzecion snu może być szybsze u wcześniaków i mogą też przybierać formę niedojrzałych wrzecion snu. Wraz z dojrzewaniem wrzeciona snu mogą mieć dłuższy czas trwania. W pierwszych 6 miesiącach życia okresy wrzecion snu bywają najkrótsze, regularne, niesymetryczne i niesynchroniczne, a w drugiej połowie 1. roku stają się dłuższe i mało regularne. Dzieje się tak dlatego, że różne okolice mózgowia dojrzewają w różnej kolejności. Jako pierwsze wymienia się centralne okolice mózgowia, później czołowe, ciemieniowe, potyliczne i skroniowe. W takiej właśnie kolejności wraz z dojrzewaniem można doszukiwać się obecności wrzecion snu u dzieci. Przebieg dojrzewania wrzecion snu jest indywidualny i może być nieco inny dla każdego osobnika. Uważa się, że wrzeciona snu osiągają dojrzałą formę w 3. miesiącu życia. Brak wrzecion snu jako wyraz opóźnienia dojrze- wania stwierdzono np. w niedoczynności tarczycy, mającej bardzo istotny wpływ na dojrzewanie licznych funkcji OUN. Poza wrzecionami snu około 5–6. miesiąca życia pojawiają się kompleksy K oraz fale ostre wierzchołkowe. We śnie głębszym znikają wrzeciona snu i fale ostre wierzchołkowe, a występuje więcej czynności wolnej i narasta jej amplituda. Przy zmianach poziomu snu i przejścia do snu płytszego pojawiają się ponownie fale ostre wierzchołkowe i wrzeciona snu. Zapis EEG jest więc wyrazem różnorodnych poziomów snu, zasypiania i budzenia, a ocena tych stanów w pierwszym roku życia wymaga dobrej znajomości tych zjawisk. Duże różnice indywidualne stwarzają szerokie granice normy, ale mają też istotne znaczenie w ocenie poziomu dojrzałości zapisu. Skrajne wrzeciona snu Nieprawidłowościami występującymi we śnie u niemowląt i dzieci, nawet do 9. roku życia, są nieprawidłowe wrzeciona snu spowodowane uszkodzeniami lub zaburzeniami czynności struktur ośrodkowego układu nerwowego. Wrzeciona te według Gibasów [9] zwane są „skrajnymi” (extreme spindles) i charakteryzują się wysokim woltażem, przekraczającym niekiedy 200 µV i niższą częstotliwością niż wrzeciona prawidłowe (Ryc. 4.). Wśród opisywanych sześciu typów tych wrzecion, różniących się między sobą, stwierdza się takie formy, w których równocześnie obecne są fale wolne lub ostre oraz czynność szybka. Obecność „skrajnych wrzecion” 450 Monika Starczewska i inni Rycina 4. Skrajne wrzeciona. Figure 4. Extreme spindles. opisywano w różnorodnego rodzaju niedorozwojach umysłowych u dzieci i w fenyloketonurii [10]. Uważa się jednak, że ich obecność jest związana z upośledzeniem umysłowym [9, 11] uwarunkowanym tzw. „organicznymi” uszkodzeniami mózgu, zależnymi od wad rozwojowych, przebytych urazów i infekcji, a także w części uszkodzeń o nieznanych przyczynach. Obecność „skrajnych wrzecion” snu stwierdza się zarówno w mózgowym porażeniu dziecięcym, jak i w padaczce. Przy czym u dzieci z padaczką wraz z wrzecionami snu współistnieją fale ostre, a u dzieci z różnego rodzaju zespołami neurologicznymi również fale wolne i ostre. U dzieci, u których występują „wrzeciona skrajne” stwierdza się w zapisach czuwania zwykle obfitą czynność szybką [12]. Sen i padaczka wykazują wzajemne zależności. Sen może wpływać na częstość wyładowań padaczkowych u człowieka, a te wyładowania mogą wpływać na regulację snu i być powodem wybudzeń [13]. Stwierdzono, że deprywacja snu nasila wyładowania napadowe u pacjentów z padaczką uogólnioną [14]. Sen może wyzwalać aktywność napadową nawet u jednej trzeciej chorych na padaczkę i u prawie 90% pacjentów z padaczką z napadami pojawiającymi się podczas snu [13, 15]. Niektóre postacie padaczki, np. łagodna padaczka Rolandyczna oraz nocne napady z płata czołowego charakteryzują się występowaniem napadów tylko we śnie [16] (Ryc. 5., Ryc. 6.). Wrzeciona snu u dzieci i młodzieży 451 Rycina 5. Padaczka Rolandyczna. Figure 5. Rolandic epilepsy. Rycina 6. Padaczka czołowa. Figure 6. Frontal lobe epilepsy. Piśmiennictwo 1. Gryz E.A., Szczudlik A.: Domowy poradnik medyczny. Janicki K. (red.), PZWL, Warszawa 2008. 2. Majkowski J.: Badania elektroencefalograficzne w padaczce u dzieci. W: Padaczka i inne stany napadowe u dzieci. Michałowicz R. (red.). PZWL, Warszawa 2001, 145-184. 452 Monika Starczewska i inni 3. Majkowski J.: Atlas elektroencefalografii. PZWL, Warszawa 1991, 3-100. 4. Avidan A.Y., Zee P.C.: Podręcznik medycyny snu., MediPage, Warszawa 2007, 243-255. 5. Peigneux P., Laureys S., Delbeuck X. et al.: Sleeping brain, learning brain. The role of sleep for memory systems. Neuroreport, 2001, 12, 111-124. 6. Rauchs G., Desgranges B., Foret J. et al.: The relationships between memory systems and sleep stages. J. Sleep Res., 2005,14, 123-140. 7. Majkowski J.: Leksykon elektroencefalografii. Biblioteka Epileptologii, Warszwa 2005, 72-73. 8. Metcalf D.R.: EEG Sleep spindle ontogenesis. Neuropediatrie, 1970, 1, 428. 9. Gibbs E.L., Gibbs F.A.: Clinical Correlates of Various Types of Extreme Spindles. Clin. Electroencephalogr., 1973, 4, 2-89. 10. Gross H.P., Schulte F.J.: On increased spindle activity in the sleep EEG of children with phenyloketonuria. Z. Kinderkeilk, 1969,105, 324. 11. Feinberg J. et al.: EEG Steep patterns in mental retardation: EEG Clin. Neurophysiol., 1969, 27, 128. 12. Koślacz-Folga A.: Elektroencefalografia wieku rozwojowego. PZWL, Warszawa 1980, 56-130. 13. Vaughn B.V., D’Cruz O.F.: Sleep and epilepsy. Sem. Neurol., 2004, 24, 301-313. 14. Degen R., Degen H.E.: Sleep and sleep deprivation in epileptology. Epilepsy Res. Suppl., 1991, 2, 235-260. 15. Dinner DS.: Effect of sleep on epilepsy. J. Clin. Neurophysiol., 2002, 19, 504-513. 16. Steinborn B.: Dziecięce padaczki ogniskowe uwarunkowane genetycznie. Postępy w diagnostyce i leczeniu chorób układu nerwowego u dzieci. Jóźwiak S. (red.). BiFolium. Lublin 2007, 9-20. Adres do korespondencji: Monika Starczewska Katedra i Klinika Neurologii Wieku Rozwojowego ul. Przybyszewskiego 49 61-355 Poznań Tel. 61 869 12 55 mail: [email protected]
