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Fisiologia do Sono

O sono é uma fase reversível de diminuição da capacidade de resposta, da atividade motora e do metabolismo. Este processo é um fenómeno complexo e dinâmico, ocorrendo em 4 a 5 ciclos por noite e geralmente dividido em estágios de sono sem movimento rápido dos olhos (NREM, pela sigla em inglês) e sono REM. O sono NREM, composto por 3 estágios, representa o período de transição da vigília, para a sonolência e, em seguida, para o sono profundo. O sono REM é caracterizado por movimentos oculares rápidos e irregulares, mas com atonia muscular voluntária. Os estágios do sono e os distúrbios associados são estudados através da polissonografia, um teste multimodal que avalia as ondas cerebrais, juntamente com as atividades oculares e motoras. Os distúrbios do sono podem ser primários (que não decorrem de nenhum problema de saúde) ou podem ser atribuídos a condições ou fármacos subjacentes.

Última atualização: 23 Jun, 2022

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Descrição Geral

Sono

O sono é uma fase reversível de diminuição da capacidade de resposta, da atividade motora e do metabolismo. A finalidade do sono é mal compreendida; no entanto, existem várias teorias:

  • Teoria da sobrevivência:
    • Os seres humanos são diurnos por natureza (criaturas do dia).
    • O ser humano está acordado durante o dia porque tem melhor capacidade de visão e menos predadores
  • Teoria restaurativa:
    • O sono permite que o corpo cure e repare o tecido, incluindo a reorganização cerebral, consolidação e armazenamento de memórias.
    • O sono também funciona como alívio do stress.
  • Teoria do crescimento
    • Durante o sono, a glândula pituitária liberta hormona do crescimento.

Fisiologia

  • As características do sono em pessoas saudáveis incluem:
    • Olhos fechados
    • Redução da capacidade de resposta do cérebro a estímulos
    • Diferenças na frequência cardíaca, pressão arterial e respiração, dependendo do estágio do sono
  • Ritmo circadiano: alterações fisiológicas (incluindo físicas, mentais e comportamentais) que seguem um ciclo de 24 horas, respondendo principalmente à luz e à escuridão
  • Núcleo supraquiasmático (NSC, relógio mestre do corpo):
    • Encontrado no hipotálamo
    • Responsável por controlar os ritmos circadianos e o ciclo do sono
    • Regulado pelo ambiente, recebendo aferências dos olhos (luz)
    • Diminuição da luz → estimulação do NSC → libertação de norepinefrina → estimulação da glândula pineal → libertação de melatonina → sono
    • A influência do ritmo circadiano também é observada nas hormonas (com secreção noturna predominante), como:
      • Prolactina
      • Testosterona
      • Hormona do crescimento

Fases do Sono

  • Normalmente 4 a 5 ciclos num período de 8 horas (1 ciclo de sono: 90 a 120 minutos)
  • Dividido em estágio de movimentos oculares não rápidos (NREM, pela sigla em inglês) e de sono REM
  • A quantidade de sono, bem como a duração de cada estágio do sono, mudam à medida que os humanos envelhecem.

Sono com movimentos oculares não rápidos (NREM)

  • Ainda dividido em:
    • Estágio N1 (5%–10% do ciclo total do sono)
    • Estágio N2 (45%–55% do ciclo total do sono)
    • Estágio N3 (10%–20% do ciclo total do sono)
  • Alterações fisiológicas:
    • ↑ Tónus parassimpático
    • PA baixa, frequência cardíaca lenta, ↓ frequência respiratória
    • Sonhos menos vívidos
    • Tónus muscular semelhante à vigília

Sono REM

  • Estágio R do sono
  • Geralmente começa 90 minutos após o início do sono e tem uma média de 4 a 5 episódios/noite
  • A duração aumenta ao longo da noite, com aumento da percentagem durante a segunda metade da noite.
  • Constitui 20%–25% da duração total do sono
  • Acredita-se que tenha um papel na consolidação da memória
  • Alterações fisiológicas:
    • Surtos de atividade simpática e parassimpática
    • O movimento irregular rápido dos olhos ocorre devido à atividade da formação reticular pontina paramediana (PPRF, pela sigla em inglês), o centro do olhar conjugado.
    • Aumento transitório da PA e da respiração
    • Variabilidade da frequência cardíaca
    • Ereção peniana/clitoriana (devido ao aumento do fluxo sanguíneo)
    • Sonhos vívidos
    • Tónus muscular ausente
Fases do sono saudável

Fases do sono saudável:
O sono é dividido em estágios de movimento ocular não rápido (NREM; barras azuis) e REM (barras laranja) em cada ciclo do sono. Ocorrem cerca de 4 a 5 ciclos de sono durante a noite, com cada ciclo tendo uma média de 90 a 120 minutos.

Imagem por Lecturio.

Estudo do Sono

Polissonografia

  • Também conhecido como estudo do sono, um teste multimodal que avalia os processos do sono:
    • EEG: mede a atividade elétrica cerebral
    • Eletro-oculografia (EOG): mede os movimentos oculares
    • Eletromiografia (EMG): mede os movimentos musculares
  • Parâmetros importantes:
    • Latência do sono: período de tempo desde a transição das “luzes apagadas”, ou iniciação do sono, para o início do sono
    • Latência REM: período de tempo desde o início do sono até atingir o 1º estágio REM
    • Tempo total de sono: quantidade de tempo de sono durante o tempo da gravação
    • Eficiência do sono: percentagem do tempo total de sono sobre o tempo total na cama
    • Vigília após o início do sono: período de vigília após o início do sono
    • Vigília após o final do sono: período de vigília após o final do sono (ou seja, um longo período de vigília após um despertar atípico de manhã cedo pode ser um sinal de depressão)
    • Índice de apneia: mede episódios de apneia ≥ 10 segundos por 1 hora de sono
    • Índice de mioclonia noturna: mede o número de movimentos periódicos das pernas por hora

Vigília e fases do sono

Geralmente, um adulto fica acordado durante ⅔ do dia. O corpo relaxa antes de passar por diferentes fases do sono.

Tabela: Fases do sono
Estágio Descrição Ondas no EEG
Vigília Olhos abertos A pessoa está alerta e ativa. Ondas beta
Olhos fechados
  • Diminuição do nível de alerta
  • Relaxamento
Ondas alfa
Sono NREM Estágio N1
  • Transição a partir da vigília
  • Sonolência
  • Sono leve
Ondas Theta
Estágio N2
  • Menos responsivo, sono mais profundo
  • Frequência cardíaca e diminuição da temperatura
  • Estágio mais longo em duração total
  • Ondas Theta
  • Fusos do sono (explosões de ondas monomórficas de 12 a 14 Hz)
  • Complexos K (ondas agudas negativas, seguidas de um componente positivo)
Estágio N3
(sono profundo ou sono de ondas lentas)
  • Sono repousante, estágio NREM mais profundo
  • Mais difícil de despertar
  • Ocorre crescimento e reparação do corpo/tecido.
  • Diminui com a idade
Ondas delta
Sono REM
(fase R)
Sono REM
(estado dos sonhos)
EEG:
  • Padrão misto, de baixa voltagem
  • Ondas em dente de serra
EOG:
  • REM
  • Movimentos oculares irregulares e pontiagudos
EMG:
  • Atonia dos músculos voluntários (exceto o olho e o diafragma)
  • Inatividade devido à inibição de neurónios motores alfa
Ondas beta
(onda semelhante ao estado de vigília, mas com atonia)

Mnemónica

A seguinte mnemónica resume as ondas do sono nos diferentes estágios do mesmo:
“At night, BATS Drink Blood” (“À noite, os morcegos bebem sangue”)

  • B: beta (awake, eyes open) (beta (acordado, olhos abertos))
  • A: alpha (awake, eyes closed) (alfa (acordado, olhos fechados))
  • T: theta (stages N1 and N2) (teta (estágios N1 e N2))
  • S: sleep spindles (stage N2) (padrão sinusoidal de alta frequência do sono (estágio N2))
  • D: delta (stage N3) (delta (estágio N3))
  • B: beta (REM)
Estágios do sono e ondas de eeg

Estágios do sono e ondas de EEG:
O estágio N1 mostra ondas teta.
O estágio N2 também possui ondas teta, mas possui características distintas: padrão sinusoidal de alta frequência do sono e complexos K.
O estágio N3 (sono profundo) é caracterizado por ondas delta.
Durante o sono REM, são encontradas ondas em dente de serra (ondas beta semelhantes ao estado de vigília), com o eletromiograma a exibir atonia.

Imagem por Lecturio.

Sono e Distúrbios Associados

Distúrbios associados ao sono

Sono NREM:

  • Distúrbios relacionados:
    • Sonambulismo
    • Pesadelos
    • Despertares confusionais
    • Distúrbios alimentares relacionados com o sono (comer durante o sono)
  • Enurese (enurese)

Sono REM:

  • Distúrbios relacionados:
    • Narcolepsia
    • Pesadelos
    • Distúrbios comportamentais do sono REM
  • Enurese (enurese)

Condições associadas com problemas do sono

  • Depressão:
    • Aumento do sono REM
    • Diminuição da latência do sono REM
    • Diminuição de N3
    • Despertares noturnos repetidos
    • Despertar de manhã cedo (insónia terminal)
  • Doença pulmonar e apneia obstrutiva do sono (AOS):
    • N3 reduzido na AOS
    • O sono REM (com atonia) afeta os doentes dependentes dos músculos respiratórios intercostais e acessórios para a ventilação → hipoventilação e dessaturação

Substâncias e alterações do sono associadas

Tabela: Substâncias e alterações de sono associadas
Substâncias Achados
Inibidores seletivos da recaptação da serotonina
  • Aumento de N1
  • Redução do sono total
Benzodiazepínas
  • Aumento de N2
  • Redução do sono REM
Carbamazepina
  • Auento de N3
  • Redução do sono REM
Barbitúricos
  • Redução de N3
  • Redução do sono REM
Inibidores da monoaminoxidase
  • Redução de N3
  • Redução do sono REM
Antidepressivos tricíclicos
  • Redução de N3
  • Redução do sono REM
Álcool
  • Redução de N3
  • Redução do sono REM

Relevância Clínica

  • Distúrbio do ritmo circadiano sono-vigília: padrões recorrentes de interrupção do sono, devido a alterações no sistema circadiano ou por desalinhamento do ciclo sono-vigília com o ambiente. Os subtipos incluem síndrome do atraso das fases do sono, síndrome da fase avançada do sono, síndrome do trabalho por turnos e jet-lag.
  • Parassónias: padrão de distúrbio do sono marcado por comportamento, movimentos ou experiências incomuns que ocorrem durante o sono ou nas transições sono-vigília. Os sintomas podem incluir movimentos anormais, alterações emocionais, sonhos e atividade autonómica.
  • Síndrome das pernas inquietas (doença de Willis-Ekbom): distúrbio do movimento relacionado com o sono marcado por um desejo irresistível de mover as pernas, acompanhado por uma sensação desagradável que é aliviada com o movimento. Os sintomas ocorrem durante a noite e estão associados a distúrbios do sono.
  • Narcolepsia: distúrbio do sono caracterizado por sonolência diurna excessiva e pelo adormecer do indivíduo em horários inadequados. A narcolepsia está associada a alucinações hipnagógicas (alucinações táteis/auditivas ou visuais vívidas), cataplexia (perda de tónus muscular por desencadeantes emocionais, como por exemplo durante o riso) e paralisia do sono (incapacidade de se mover após acordar).
  • Insónia: distúrbio de dificuldade do sono (problemas com o início e/ou manutenção do sono) marcado por sintomas que interferem na duração e/ou qualidade do sono, apesar da oportunidade adequada para dormir.
  • Apneia obstrutiva do sono: apneia episódica, ou cessação da respiração durante o sono, em que o período de apneia dura ≥ 10 segundos. Normalmente é resultado do colapso parcial ou completo das vias aéreas superiores e está associado à roncopatia, a agitação, a dores de cabeça durante o dia e a sonolência.

Referências

  1. Ganti, L, Kaufman, M., Blitzstein, S. (2016). Sleep-wake disorders. Chapter 15 of First Aid for the Psychiatry Clerkship, 4th ed.
  2. Kirsch, D. (2020). Stages and architecture of normal sleep. UpToDate. Retrieved March 27, 2021, from https://www.uptodate.com/contents/stages-and-architecture-of-normal-sleep
  3. Kotagal, S. (2021). Parasomnias of children, including sleepwalking. UpToDate. Retrieved May 16, 2021, from https://www.uptodate.com/contents/parasomnias-of-childhood-including-sleepwalking
  4. Patel A.K., Reddy, V., Araujo, J.F. (2020). Physiology, Sleep Stages. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK526132/
  5. Roehrs, T., Roth, T. (2021). The effects of medications on sleep quality and sleep architecture. UpToDate. Retrieved May 16, 2021, from https://www.uptodate.com/contents/the-effects-of-medications-on-sleep-quality-and-sleep-architecture
  6. Sadock, B. J., Sadock, V. A., Ruiz, P. (2014). Chapter 16 of Kaplan and Sadock’s Synopsis of Psychiatry: Behavioral Sciences/Clinical Psychiatry, 11th ed., pp. 533–563).
  7. Shrivastava, D., Jung, S., Saadat, M., Sirohi, R., Crewson, K. (2014). How to interpret the results of a sleep study. Journal of Community Hospital Internal Medicine Perspectives 4:24983. https://doi.org/10.3402/jchimp.v4.24983

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