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Zakevicius M, Liesiene V, Griksiene R, Masaitiene R, Ruksenas O
Sleep Sci. 2013;6(3):91-97
Arousals and macrostructure of sleep:
importance of NREM stage 2 reconsidered
ORIGINAL ARTICLE
Despertar e macroestruturas do sono: importância de reconsiderar o estágio
NREM
Zakevicius Martynas1, Liesiene Vanda2, Griksiene Ramune1, Masaitiene Raminta3, Ruksenas Osvaldas1
Study carried out at Department of Neurobiology and Biophysics, Faculty of Natural Sciences, Vilnius University, Vilnius, Lithuania.
1 Department of Neurobiology and Biophysics, Faculty of Natural Sciences, Vilnius University, Vilnius, Lithuania.
2 Institute of Neuromedicine, Kaunas, Lithuania.
3 Sleep disorders laboratory, Vilnius Sapiegos Hospital, Vilnius, Lithuania.
Corresponding author: Martynas Zakevicius. Department of Neurobiology and Biophysics, Vilnius Universit. M.K. Ciurlionio st. 21/27, 03101 Vilnius, Lithuania.
Phone: +370 605 84 607. Fax: +370 5 239 8216. E-mail: martis54@gmail.com
Received: February 26, 2013; Accepted: August 26, 2013.
ABSTRACT
Objectives: The sense of rest after sleep and its relation to various
sleep parameters is still a debatable issue. The purpose of the
present study was to analyse sleep fragmentation by scoring various
arousals (microarousals (MA), vegetative (VA) and behavioural
(BA) arousals) in all sleep stages and to evaluate their relation
with subjective sleep quality without paying attention to the type
of insomnia. Methods: The overnight sleep cycles of 60 subjects
were analyzed according to their stage composition and arousals.
Arousal indices (AI) were calculated for all types of arousals in all
sleep stages and sleep cycles. The sleep quality was quantified using
the Pittsburgh sleep quality index (PSQI). Results: AI differences
between sleep cycles were not statistically significant. MAI value
in total sleep time (TST) - 5.8 ± SD 4.1 - was the highest among
all the three arousal types. Differences between AI in most sleep
stages were statistically significant for all types of arousals. This
suggests that human sleep development within a single sleep cycle
is more important for the sleep quality than the changes between
different sleep cycles. The highest AI scores for the three types
of arousals were found in NREM stage 2. The strongest and
significant correlation was between PSQI and MAI (r = 0.42;
p = 0 .001). Conclusion: The density of microarousals is impor-
tant for the subjective sleep quality. The highest values of MAI and
other arousal types are found in NREM stage 2. The importance
of this stage might be higher than thought before and especially in
initial sleep cycles.
Keywords: sleep, sleep arousals disorders, sleep stages.
RESUMO
Objetivos: O sentido de descanso após o sono e sua relação com
vários parâmetros do sono ainda é uma questão discutível. O obje-
tivo do presente estudo foi analisar a fragmentação do sono, mar-
cando vários despertares (microdespertares (MA), vegetativas (VA)
e comportamentais (BA) despertares) em todas as fases do sono e
avaliar sua relação com a qualidade subjetiva do sono, sem prestar
atenção ao tipo de insônia. Métodos: Os ciclos de sono durante
a noite de 60 indivíduos foram analisados de acordo com a sua
composição palco e despertares. Índices de excitação (AI) foram
calculados para todos os tipos de despertares em todas as fases
do sono e os ciclos do sono. A qualidade do sono foi quantifica-
INTRODUCTION
The overnight course of sleep is not a simple linear process, and
it exhibits a very complex behavior which involves various areas
of the central nervous system at different levels and at different
times(1). The daily shifts from the wake state to NREM and
REM sleep are under the control of interconnected processes,
including the circadian timing of sleep onset, the homeostatic
balance between wakefulness and sleep and the ultradian
interaction between NREM and REM sleep(2).
More recently, and especially to explain the clinical
consequences of sleep disorders, the three processes of sleep
regulation - circadian, homeostatic and ultradian - have been
integrated by the definition of the arousal system(3). Arousals
are transient episodes of cerebral activation during sleep which
involves massively the cortex regulated by the interplay between
cortical and subcortical neurons(3,4). Most authors consider
arousals as a transient cortical activation in response to sleep
disruptive events(5-7), but there are other studies indicating that
Descritores: fases do sono, sono, transtornos do despertar do
sono.
da através do índice de qualidade do sono de Pittsburgh (PSQI).
Resultados: Diferenças entre AI ciclos de sono não foram estatis-
ticamente significativas. MAI valor no tempo total de sono (TST)
- 5,8 ± SD 4.1 - foi o maior entre todos os três tipos de excitação.
Diferenças entre AI na maioria dos estágios do sono foram estatis-
ticamente significantes para todos os tipos de despertares. Isto su-
gere que o desenvolvimento de sono humano dentro de um único
ciclo do sono é mais importante para a qualidade do sono do que
as variações entre diferentes ciclos de sono. Os maiores escores de
IA para os três tipos de despertares foram encontrados em fase
NREM 2. A correlação mais forte e significativa foi entre PSQI
e MAI (r = 0,42, p = 0, 001). Conclusão: A densidade de micro-
despertares é importante para a qualidade subjectiva do sono. Os
maiores valores de MAI e outros tipos de excitação são encontradas
em fase NREM 2. A importância desta fase pode ser maior do que
se pensava antes e, especialmente, nos ciclos iniciais do sono.
