A hipóxia crônica intermitente (HCI) é um modelo experimental no qual o quimiorreflexo é ativado a cada episódio de hipóxia, assim como em alguns casos de apneia obstrutiva do sono. A HCI promove aumento da atividade simpática, hipertensão e alterações no acoplamento simpático-respiratório no tronco encefálico. No presente trabalho estudamos os parâmetros cardiorrespiratórios concomitantemente com o ciclo sono-vigília em uma janela temporal de 3 horas no período do dia em que esses registros são feitos no nosso laboratório. Foram também registradas ao longo deste período as respostas cardiovasculares associadas a inspirações profundas (IPs) que acontecem normalmente nos ratos. Ratos Wistar (~ 250 g) foram divididos nos grupos HCI (n = 12) e controle (CTL) (n = 12). Os animais foram submetidos à cirurgia de implantação de eletrodos no crânio e nos músculos cervicais para obtenção de registros eletrocorticográficos (ECoG) e eletromiográficos (EMG), respectivamente, para determinarmos as fases do ciclo sono-vigília (vigília, sono NREM (non-rapid eye movement) e sono REM (rapid eye movement)). Um grupo de animais CTL (n=5) e outro de animais HCI (n=6) tiveram também eletrodos implantados nos músculos diafragma (DIA) e abdominal oblíquo (ABD) para registros da atividade muscular respiratória. Após 48 horas, o grupo HCI foi exposto a um protocolo de hipóxia intermitente durante 10 dias (6% de O2 por 40 s, a cada 9 min, 8 h/d), enquanto o grupo CTL foi mantido em normoxia (20,8% de O2) pelo mesmo período. No último dia do protocolo, os ratos tiveram uma artéria femoral canulada para registros de pressão arterial (PA). No dia seguinte, ECoG, EMG e a PA foram registrados por 3 horas para análise da latência para o sono, o tempo total em cada uma das fases do ciclo sonovigília, o número e a duração dos episódios de sono REM e os parâmetros cardiovasculares pressão arterial sistólica (PAS), pressão arterial diastólica (PAD), pressão arterial média (PAM) e frequência cardíaca (FC) nas diferentes fases do ciclo. Os parâmetros respiratórios foram registrados por 2 horas para análise de frequência respiratória (fR), volume corrente (VT) e volume minuto (VE) nas diferentes fases do ciclo sono-vigília. Os animais dos grupos utilizados para avaliação da atividade respiratória muscular foram registrados por 2 horas. O protocolo de 10 dias de HCIpromoveu alterações significativas apenas na duração dos episódios de sono REM nos ratos HCI. Entretanto, os animais do grupo HCI apresentaram níveis médios mais elevados de PAS (145,0 ± 1,8 vs 129,3 ± 2,2 mmHg), PAD (104,1 ± 1,7 vs 91,4 ± 1,8 mmHg), PAM (121 ± 9 vs 107,7 ± 1,9 mmHg) e FC (387, ± 5,4 vs 363,5 ± 8,7 bpm) no período de 3 horas de registro, sendo estes aumentos igualmente observados em todas as fases do ciclo sono-vigília. A HCI também promoveu aumento significativo de VT durante os sonos NREM (6,6 ± 0,2 vs 5,8 ± 0,2 mL/kg) e REM (6,4 ± 0,2 vs 5,3 ± 0,2 mL/kg), porém este parâmetro não foi significativamente diferente durante a vigília nos animais HCI em relação aos animais CTL. Ambos os grupos apresentaram expirações ativas apenas durante a vigília, porém estas foram muito mais frequentes nos animais HCI. Além disso, nos animais HCI as respostas de queda da PAM (-18 ± 0,8 vs -14 ± 0,6 mmHg) e aumento da FC (28,4 ± 1,8 vs 21,8 ± 1,1 bpm) associadas às IPs apresentaram maiores magnitudes em relação aos animais CTL, embora o intervalo temporal entre as IPs não tenha se alterado. Esses achados indicam que a HCI aplicada durante 10 dias promove alterações significativas na duração dos episódios de sono REM, aumento da PA e FC em todas as fases do ciclo sono-vigília, aumento do VT durante o sono, aumento da ocorrência de expirações ativas durante a vigília e aumento das respostas hemodinâmicas associadas às IPs. Portanto, as alterações cardiovasculares observadas após a HCI são decorrentes dos episódios repetidos de hipóxia que acontecem ao longo desse protocolo, mas não parecem ser dependentes de alterações no ciclo sono-vigília, pois ainda que a duração dos episódios de sono REM tenha sido maior nos ratos HCI, os parâmetros cardiovasculares se apresentaram igualmente elevados em todas as fases do ciclo sono-vigília desses animais. / Chronic intermittent hypoxia (CIH) is an experimental model in which the chemoreflex is activated at each episode of hypoxia, as observed in some cases of obstructive sleep apnea. CIH induces increased sympathetic activity, hypertension, and changes in the sympathetic-respiratory coupling in the brainstem. In the present study, we recorded cardiorespiratory parameters concomitantly with the sleep-wake cycle during a 3-hour time window which corresponds to the period of the day in which these recordings are collected in our laboratory. During this period, we also studied the cardiovascular responses associated with the normally occurring deep breaths (DBs) in rats. Male Wistar rats (~ 250 g) were divided into CIH (n = 12) and control (CTL) groups (n = 12). Animals underwent implantation of electrodes in the skull and in the cervical muscles for electrocorticographic (ECoG) and electromyographic (EMG) recordings, respectively, to determine the phases of the sleep-wake cycle (wakefulness, NREM sleep and REM sleep). A group of CTL animals (n=5) and another of HCI animals (n=6) had electrodes implanted also in the diaphragm (DIA) and oblique abdominal muscle (ABD) for recordings of respiratory muscle activity. After 48 hours, the CIH group was exposed to an intermittent hypoxia protocol for 10 days (6% O2 for 40 s, every 9 min, 8 h/d), while the CTL group was maintained in normoxia (20.8 % of O2) for the same period. On the last day of the protocol, rats had a femoral artery cannulated for blood pressure (BP) recordings. On the following day, ECoG, EMG and BP were recorded for 3 hours for analysis of time for sleep onset, total time in each phase of the sleep-wake cycle, number and duration of REM sleep episodes, and the cardiovascular parameters systolic blood pressure (SBP), diastolic blood pressure (DBP), mean arterial pressure (MAP) and heart rate (HR) in the different phases of the cycle. The respiratory parameters were recorded for 2 hours for analysis of ventilatory frequency (fR), tidal volume (VT) and minute volume (VE) in the different phases of the sleep-wake cycle. The groups of animals used for analysis of respiratory muscle activity were recorded for only 2 hours. CIH promoted significant alterations only in the duration of REM episodes. However, animals from CIH group had higher average levels of SBP (145,0 ± 1,8 vs 129,3 ± 2,2 mmHg), DBP (104,1 ± 1,7 vs 91,4 ± 1,8mmHg), MAP (121 ± 9 vs 107,7 ± 1,9 mmHg) e HR (387, ± 5,4 vs 363,5 ± 8,7 bpm) in the 3-hour recording period. These increases were also observed in all phases of the sleep-wake cycle. CIH also promoted a significant increase in VT during NREM (6,6 ± 0,2 vs 5,8 ± 0,2 mL/kg) and REM (6,4 ± 0,2 vs 5,3 ± 0,2 mL/kg), although this parameter was not significantly different during wakefulness in CIH animals compared to CTL animals. Both groups presented active expiration only during wakefulness, however it was much more frequent in HCI rats. In addition, in CIH animals, the fall in MAP (-18 ± 0,8 vs -14 ± 0,6 mmHg) and the increase in HR (28,4 ± 1,8 vs 21,8 ± 1,1 bpm) associated with DBs presented higher magnitudes in relation to CTL animals, although the time interval between DBs did not change. These findings indicate that CIH for 10 days promotes longer REM episodes, increased BP and HR in all phases of the cycle, increased VT during sleep, increased active expiration occurrence and higher magnitudes of the hemodynamic responses associated with DBs. Therefore, the cardiovascular alterations observed after CIH are due to the intermittent hypoxia episodes that occur throughout this protocol, but do not seem to be related to changes in the sleep-wake cycle, for although the duration of REM episodes was longer, the cardiovascular parameters were equally increased in all phases of the sleep-wake cycle.

Introdução: Uma das reconhecidas consequências do trabalho noturno nos trabalhadores é a perda da ordem temporal interna, a qual resulta em alterações fisiopatológicas. Objetivo: O presente estudo teve o objetivo de avaliar os efeitos do turno noturno de traballho na concentração e no ritmo circadiano de citocinas inflamatórias de trabalhadores de linha de produção e operadores de máquinas. Material e Métodos: Estudo transversal realizado em uma empresa do setor de bebidas. Na Etapa 1 foram avaliados em 123 trabalhadores (56 do turno fixo diurno e 67 do turno fixo noturno), dados sociodemográficos, condições de vida e lazer, condições e organização do trabalho, morbidades, sintomas osteomusculares, fadiga, sonolência excessiva e dados antropométricos. Quinze voluntários do turno diurno, 15 do turno noturno em período de trabalho e em momento de férias participaram da Etapa 2. Durante sete dias foram coletados dados do padrão de sono e vigília e em um Dia de Trabalho e um Dia de Folga foram realizadas coletas salivares em intervalos de três horas, durante a vigília, para estimar a concentração de melatonina, IL-1 e IL-6, além de coletados dados de sonolência, fadiga e dor. Também foi realizada coleta de urina para medir 6-sulfatoximelatonina após o episódio principal de sono. Foram verificadas diferenças de médias entre os dados dos grupos obtidos na Etapa 1, assim como análises de Odds Ratio. A ANOVA Nested foi utilizada na Etapa 2 para comparar os grupos (Diurno, Noturno e Noturno-Férias), seguida do teste de contraste de Dunnet. A Etapa 3 comparou a curva das citocinas IL-1, IL-6 e TNF- na saliva e no sangue em 7 indivíduos saudáveis em laboratório. O método do Cosinor individual e populacional foi aplicado para verificar ritmicidade circadiana. Resultados: Os resultados revelaram que os trabalhadores noturnos tinham menor amplitude do ritmo da melatonina salivar que os diurnos. Embora a concentração de 6-sulfatoximelatonina também tenha sido menor entre os trabalhadores noturnos comparados com os diurnos, sua concentração foi mais elevada durante as férias. Nas férias se observou um aumento da duração do sono, apesar de não ter sido verificada nenhuma diferença entre os parâmetros do sono principal e do cochilo entre os trabalhadores dos turnos diurnos e noturno no período de trabalho. No entanto, a acrofase da citocina IL-6 ocorreu em horário similar nos três grupos, ainda que os trabalhadores noturnos tenham apresentado maior concentração dessa citocina. A IL-1 apresentou ritmicidade apenas para o grupo diurno. Não houve diferença na prevalência de doenças entre os Grupos Diurno e Noturno. Os dados com os indivíduos em laboratório com ambiente controlado demonstraram ausência de ritmicidade da IL-1 e presença de ritmicidade da IL-6 tanto no sangue quanto na saliva. Conclusão: Trabalhadores noturnos estavam dessincronizados e apresentaram privação parcial de sono. O período de férias levou ao aumento da duração do sono; aumento da secreção de melatonina medida pela 6-sulfatoximelatonina, além da diminuição da sonolência, fadiga, dor e concentração de IL-1. Esses achados evidenciam as consequências negativas na saúde que o turno noturno de trabalho pode ocasionar e demonstram que há parcial reversão desses efeitos nas férias. / Introduction: A recognized consequence of night shift work on employees is the loss of internal temporal order, which results in pathophysiological alterations. Objective: This study aimed to evaluate the effects of night shift work on the level and circadian rhythm of inflammatory cytokines of line workers and machine operators. Methods: A cross-sectional study was conducted in a beverage company. On stage 1 of the study, demographic data, living and leisure conditions, work conditions and organization, morbidity, musculoskeletal symptoms, fatigue, excessive sleepiness and anthropometric data of 123 workers (56 fixed day workers and 67 fixed night shift workers) were evaluated. Fifteen volunteers from day shift, 15 from night shift, and 15 from the same night shift during vacation participated in stage 2. During seven consecutive days, data were collected regarding the pattern of sleep and wakefulness. Also, on one work day and one day off, within this 7 days, saliva samples were collected every three hours while subjects were awake to evaluate melatonin, IL-1 and IL-6, in addition to drowsiness, fatigue and pain data were also collected. Furthermore, urine samples were collected to measure 6-sulphatoxymelatonin after the main sleep episode. Mean differences between groups and analysis of Odds Ratio were used to evaluate the data collected on stage 1. For the analysis of data collected on stage 2, Nested ANOVA followed by Dunnet contrast test were used in order to compare the three groups (Day, Night and Night-vacation). On stage 3, salivary and blood IL-1, IL-6 and TNF- citokine curves from seven healthy subjects kept in a controled laboratory environment were compared. Individual and populational Cosinor was the method used to verify circadian rhythmicity in stage 2 and 3. Results: The results showed that night workers had lower amplitude of the rhythm of salivary melatonin then day workers. Although the concentration of 6-sulphatoxymelatonin was lower among night shift workers compared to day workers, its concentration was higher during vacation time. During vacation, an increase in sleep duration was observed, even though no differences between the main parameters of sleep and nap between day and night workers during work period were found. However, the IL-6 cytokine acrophase occurred in similar periods among the three groups, even though the night shift workers had a higher concentration of this cytokine. The IL-1 showed rhythmicity only for day workers. There was no difference in the prevalence of diseases among day and night workers. The data collected from healthy subjects in controlled environment showed absence of rhythmicity for IL-1, but presence of rhythmicity for IL-6 present in both blood and saliva. Conclusion: Night shift workers were desynchronized and showed signs of partial sleep deprivation. During vacation, sleep duration was increased; melatonin secretion measured by the 6-sulphatoxymelatonin was increased, in addition to decreased drowsiness, fatigue, pain and concentration of IL-1. These findings highlight the negative health consequences that night shift work can cause and show that there are partial reverse effects of these changes during vacation.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:36:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JaneCS_DISSERT.pdf: 1336075 bytes, checksum: c5f6533c7142c09470c15e67f89d8cd4 (MD5) Previous issue date: 2010-05-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / In the school environment is fundamental the knowledge about the sleep-wake cycle (SWC), because we find children and adolescents with excessive sleepiness and learning difficulties. Furthermore, teachers with high demand and with different work schedule, which may contribute to changes in SWC. The aim of this study was to describe the SWC of high school teachers in Natal/RN. Habits and knowledge about sleep, chronotype, SWC, daytime sleepiness, sleep quality and job satisfaction were described in 98 high school teachers from public and private school. These parameters were compared according to the characteristics of work, family structure and gender. Data collection was performed with the use of questionnaires in two stages: 1) "health and sleep" (general characterization of sleep habits), Horne & Ostberg questionnaire (characterization of chronotype), Epworth Sleepiness Scale and the Index of Pittsburg Sleep Quality, 2) The sleep diary for 14 days. From the results, we observe that the teachers woke up and went to bed earlier in the week and showed a reduction of time in bed around 42min comparing to weekend. This reduction in time in bed during the week was accompanied by an increase in nap duration on weekend. In addition the teachers woke up earlier on Saturdays than on Sundays, probably due to housework and leisure. The teachers' knowledge about sleep was low in relation to individual differences and effect of alcoholic beverages on sleep, and high in the consequences of sleep deprivation. The differences found in comparisons on the characteristics of work, family structure and gender were punctual, except concerning the work schedule. The teacher who started work in the morning and finished in the night, woke up earlier, went to bed later and had less time in bed, when compared to teachers who work only in two shifts. In addition, teachers with late chronotypes who begin the work in the morning had a greater irregularity in the wake up time compared to teachers with earlier and intermediate chronotypes. Half of teachers have excessive sleepiness, which was positive correlated with work dissatisfaction. In general, teachers showed IPSQ averages equivalent to poor sleep quality and the women showed worst averages. From the results, it is suggested that the SWC of teachers varies according to work schedule, leading to irregularity and partial sleep deprivation in the week, although these responses vary according to chronotype. These changes are accompanied by excessive daytime sleepiness and poor sleep quality. However, it is necessary to expand the sample to clarify the influence of variables related to work, family structure and gender together / No ambiente escolar ? de fundamental import?ncia o conhecimento sobre o ciclo sono e vig?lia (CSV), pois encontramos crian?as e adolescentes com sonol?ncia excessiva e dificuldades de aprendizagem, al?m de professores com alta demanda e hor?rio diferenciado de trabalho, o que pode contribuir para o surgimento de altera??es no CSV. O objetivo deste estudo foi caracterizar o CSV de professores do ensino m?dio de Natal/RN. Participaram da pesquisa 98 professores de escolas p?blicas e privadas, dos quais, foram descritos os h?bitos e conhecimentos sobre o sono, cronotipo, padr?o do CSV, n?veis de sonol?ncia diurna, qualidade do sono e satisfa??o profissional, comparando estas vari?veis quanto ?s caracter?sticas de trabalho, estrutura familiar e g?nero. A coleta de dados foi realizada com a aplica??o de question?rios em duas etapas: 1) sa?de e o sono (caracteriza??o geral dos h?bitos de sono); question?rio de Horne & Ostberg (caracteriza??o do cronotipo); Escala de Sonol?ncia de Epworth e o ?ndice de Qualidade do Sono de Pittsburg; 2) O di?rio de sono durante 14 dias. A partir dos resultados, observamos que os professores levantaram e deitaram mais cedo e apresentaram uma redu??o do tempo na cama em torno de 42min na semana quando comparada ao fim de semana. Esta redu??o no tempo na cama na semana foi acompanhada por uma maior dura??o do cochilo no fim de semana. Al?m disso, os professores levantaram aos s?bados mais cedo que aos domingos, provavelmente devido aos afazeres dom?sticos e lazer. O conhecimento dos professores sobre o sono foi baixo com rela??o ?s diferen?as individuais e o efeito de bebidas alco?licas sobre o sono e alto em rela??o ?s consequ?ncias da priva??o do sono. As diferen?as encontradas nas compara??es quanto ?s caracter?sticas de trabalho, estrutura familiar e g?nero foram pontuais, exceto com rela??o ao hor?rio de trabalho. Os professores que iniciavam o trabalho pela manh? e finalizavam ? noite levantaram mais cedo, dormiram mais tarde e apresentaram menor tempo na cama, em rela??o aos que trabalhavam apenas em dois turnos. Al?m disso, entre os professores que iniciavam o trabalho pela manh? e que foram classificados como vespertinos houve uma maior irregularidade no hor?rio de levantar em rela??o aos matutinos e intermedi?rios. Metade dos professores apresentou sonol?ncia excessiva, que teve correla??o positiva com a insatisfa??o com o trabalho. Em geral, os professores apresentaram m?dias do IQSP equivalentes ? m? qualidade de sono, tendo as mulheres piores m?dias. A partir dos resultados, sugere-se que o CSV dos professores varia de acordo com o hor?rio de trabalho, acarretando em irregularidade no CSV e priva??o de sono durante a semana, embora o efeito sobre irregularidade varie em fun??o do cronotipo. Estas altera??es s?o acompanhadas de sonol?ncia excessiva diurna e m? qualidade de sono. Por?m, faz-se necess?rio ampliar a amostra para esclarecer a influ?ncia das vari?veis relacionadas ao trabalho, ? estrutura familiar e g?nero em conjunto

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RafaellaKCX_DISSERT.pdf: 4153211 bytes, checksum: 487a3fa8cb1fb3468a4d19868f6701a0 (MD5) Previous issue date: 2010-10-08 / Students, normally, present an irregular sleep pattern characterized by delays in sleep onset and offset from weekdays to weekends, short sleep duration on weekdays and long sleep duration on weekends. The reduction of the necessary sleep and the irregularity in the sleep patterns provoke relevant short- and long-term impairments on performances, for example, in cardiorespiratory function. The cardiorespiratory performance represents, in addition to fitness, traces associated to health conditions and in several studies to pattern and/or individual s sleep quality. The aim of this study was to evaluate the pattern of the sleep-wake cycle and the cardiorespiratory function of medical students under different class schedules. The study was accomplished with two classes of medical students of UFRN, one had classes at 7 am (n = 47) and the second had classes at 8 am (n = 41) during the week. On the first stage of the study all volunteers filled out an anamnesis, the International Physical Activity questionnaire, the Pittsburgh index of sleep quality, the Portuguese version of the Horne and ?stberg cronotype questionnaire, the Health and Sleep questionnaire and the Epworth Scale of Somnolence (ESS). On the second stage, 24 students (12 of each class) had their activity rhythm monitored by actimeters set to record activity at a 2-min interval for 14 days concomitant to the completion of the sleep diary. In this same stage, each volunteer performed the effort test (treadmill) only once in the morning period (between 9:00 and 11:00). The students showed an irregular pattern of the sleep-wake cycle and this irregularity is strongly influenced by the class schedules, in addition to the contribution of the academic demand, social activities and endogenous factors. The students who woke up earlier showed greater irregularity in the sleep-wake pattern. The earlier was the class schedule the worse was the sleep quality and the greater was the frequency of students with excessive diurnal somnolence. The classes schedules and the irregular pattern of the sleep-wake cycle did not show effect on the cardiorespiratory performance of the medical students. The performance on the test seems to be affected by other factors, which can be related to the pattern of the sleep-wake cycle or not. Therefore, it is suggested that the late start of classes provokes less irregularity on the pattern of the sleep-wake cycle. However, it was observed that this irregularity and the class schedule seem not to affect the cardiorespiratory performance directly / Os estudantes, normalmente, apresentam um padr?o de sono irregular caracterizado por atrasos de in?cio e final do sono dos dias de semana para os finais de semana, curta dura??o de sono nos dias de semana e longa dura??o de sono nos finais de semana. A redu??o do sono necess?rio na semana e a consequente irregularidade no ciclo sono e vig?lia (CSV) provocam detrimentos relevantes a curto e longo prazo no desempenho dos estudantes, como por exemplo, na fun??o cardiorrespirat?ria. O condicionamento cardiorrespirat?rio representa al?m do condicionamento f?sico, tra?os associados ?s condi??es de sa?de e, em muitos estudos, no padr?o e/ou qualidade do sono de um indiv?duo. O objetivo desse estudo foi avaliar o padr?o do ciclo sono e vig?lia e a fun??o cardiorrespirat?ria de estudantes de medicina em diferentes esquemas de hor?rios de aulas. O estudo foi realizado com duas turmas de estudantes de medicina da UFRN, uma assistia aula ?s 7h (n=47) e a outra assistia aula ?s 8h (n=41) durante a semana. Na 1? etapa do estudo todos os volunt?rios responderam uma anamnese, o Question?rio Internacional de Atividade F?sica, o ?ndice de Qualidade do Sono de Pittsburgh, a vers?o em portugu?s do question?rio de Cronotipo de Horne e ?stberg, o question?rio a Sa?de e o sono e a escala de sonol?ncia de Epworth. Na segunda etapa, 24 alunos (12 de cada turma) tiveram o ritmo de monitorado por act?metros com 2min de intervalo, por 14 dias, concomitante ao preenchimento do di?rio do sono. Nesse mesmo per?odo, cada volunt?rio fez o teste de esfor?o (esteira ergom?trica) uma ?nica vez, sempre no per?odo da manh? (entre 9h e 11h). Os estudantes apresentam um padr?o irregular do CSV e essa irregularidade e fortemente vinculada aos hor?rios de aula, al?m da contribui??o da demanda acad?mica, atividades sociais e fatores end?genos. Os alunos que acordam mais cedo apresentam maior irregularidade no padr?o de CSV. Quanto mais cedo o hor?rio de aulas pior a qualidade do sono e maior a frequ?ncia de estudantes com sonol?ncia diurna excessiva. Os hor?rios de aula e o padr?o irregular do CVS n?o mostraram efeito sob o desempenho cardiorrespirat?rio dos estudantes de medicina. O desempenho no teste parece ser afetado por outros fatores, que podem ser relacionados ao padr?o do CSV ou n?o. Assim, sugere-se que o in?cio tardio das aulas provoca menor irregularidade no padr?o do CSV, por?m, observou-se que essa irregularidade e o hor?rio de aula parece n?o afetar a desempenho cardiorrespirat?rio diretamente

A hipóxia crônica intermitente (HCI) é um modelo experimental no qual o quimiorreflexo é ativado a cada episódio de hipóxia, assim como em alguns casos de apneia obstrutiva do sono. A HCI promove aumento da atividade simpática, hipertensão e alterações no acoplamento simpático-respiratório no tronco encefálico. No presente trabalho estudamos os parâmetros cardiorrespiratórios concomitantemente com o ciclo sono-vigília em uma janela temporal de 3 horas no período do dia em que esses registros são feitos no nosso laboratório. Foram também registradas ao longo deste período as respostas cardiovasculares associadas a inspirações profundas (IPs) que acontecem normalmente nos ratos. Ratos Wistar (~ 250 g) foram divididos nos grupos HCI (n = 12) e controle (CTL) (n = 12). Os animais foram submetidos à cirurgia de implantação de eletrodos no crânio e nos músculos cervicais para obtenção de registros eletrocorticográficos (ECoG) e eletromiográficos (EMG), respectivamente, para determinarmos as fases do ciclo sono-vigília (vigília, sono NREM (non-rapid eye movement) e sono REM (rapid eye movement)). Um grupo de animais CTL (n=5) e outro de animais HCI (n=6) tiveram também eletrodos implantados nos músculos diafragma (DIA) e abdominal oblíquo (ABD) para registros da atividade muscular respiratória. Após 48 horas, o grupo HCI foi exposto a um protocolo de hipóxia intermitente durante 10 dias (6% de O2 por 40 s, a cada 9 min, 8 h/d), enquanto o grupo CTL foi mantido em normoxia (20,8% de O2) pelo mesmo período. No último dia do protocolo, os ratos tiveram uma artéria femoral canulada para registros de pressão arterial (PA). No dia seguinte, ECoG, EMG e a PA foram registrados por 3 horas para análise da latência para o sono, o tempo total em cada uma das fases do ciclo sonovigília, o número e a duração dos episódios de sono REM e os parâmetros cardiovasculares pressão arterial sistólica (PAS), pressão arterial diastólica (PAD), pressão arterial média (PAM) e frequência cardíaca (FC) nas diferentes fases do ciclo. Os parâmetros respiratórios foram registrados por 2 horas para análise de frequência respiratória (fR), volume corrente (VT) e volume minuto (VE) nas diferentes fases do ciclo sono-vigília. Os animais dos grupos utilizados para avaliação da atividade respiratória muscular foram registrados por 2 horas. O protocolo de 10 dias de HCIpromoveu alterações significativas apenas na duração dos episódios de sono REM nos ratos HCI. Entretanto, os animais do grupo HCI apresentaram níveis médios mais elevados de PAS (145,0 ± 1,8 vs 129,3 ± 2,2 mmHg), PAD (104,1 ± 1,7 vs 91,4 ± 1,8 mmHg), PAM (121 ± 9 vs 107,7 ± 1,9 mmHg) e FC (387, ± 5,4 vs 363,5 ± 8,7 bpm) no período de 3 horas de registro, sendo estes aumentos igualmente observados em todas as fases do ciclo sono-vigília. A HCI também promoveu aumento significativo de VT durante os sonos NREM (6,6 ± 0,2 vs 5,8 ± 0,2 mL/kg) e REM (6,4 ± 0,2 vs 5,3 ± 0,2 mL/kg), porém este parâmetro não foi significativamente diferente durante a vigília nos animais HCI em relação aos animais CTL. Ambos os grupos apresentaram expirações ativas apenas durante a vigília, porém estas foram muito mais frequentes nos animais HCI. Além disso, nos animais HCI as respostas de queda da PAM (-18 ± 0,8 vs -14 ± 0,6 mmHg) e aumento da FC (28,4 ± 1,8 vs 21,8 ± 1,1 bpm) associadas às IPs apresentaram maiores magnitudes em relação aos animais CTL, embora o intervalo temporal entre as IPs não tenha se alterado. Esses achados indicam que a HCI aplicada durante 10 dias promove alterações significativas na duração dos episódios de sono REM, aumento da PA e FC em todas as fases do ciclo sono-vigília, aumento do VT durante o sono, aumento da ocorrência de expirações ativas durante a vigília e aumento das respostas hemodinâmicas associadas às IPs. Portanto, as alterações cardiovasculares observadas após a HCI são decorrentes dos episódios repetidos de hipóxia que acontecem ao longo desse protocolo, mas não parecem ser dependentes de alterações no ciclo sono-vigília, pois ainda que a duração dos episódios de sono REM tenha sido maior nos ratos HCI, os parâmetros cardiovasculares se apresentaram igualmente elevados em todas as fases do ciclo sono-vigília desses animais. / Chronic intermittent hypoxia (CIH) is an experimental model in which the chemoreflex is activated at each episode of hypoxia, as observed in some cases of obstructive sleep apnea. CIH induces increased sympathetic activity, hypertension, and changes in the sympathetic-respiratory coupling in the brainstem. In the present study, we recorded cardiorespiratory parameters concomitantly with the sleep-wake cycle during a 3-hour time window which corresponds to the period of the day in which these recordings are collected in our laboratory. During this period, we also studied the cardiovascular responses associated with the normally occurring deep breaths (DBs) in rats. Male Wistar rats (~ 250 g) were divided into CIH (n = 12) and control (CTL) groups (n = 12). Animals underwent implantation of electrodes in the skull and in the cervical muscles for electrocorticographic (ECoG) and electromyographic (EMG) recordings, respectively, to determine the phases of the sleep-wake cycle (wakefulness, NREM sleep and REM sleep). A group of CTL animals (n=5) and another of HCI animals (n=6) had electrodes implanted also in the diaphragm (DIA) and oblique abdominal muscle (ABD) for recordings of respiratory muscle activity. After 48 hours, the CIH group was exposed to an intermittent hypoxia protocol for 10 days (6% O2 for 40 s, every 9 min, 8 h/d), while the CTL group was maintained in normoxia (20.8 % of O2) for the same period. On the last day of the protocol, rats had a femoral artery cannulated for blood pressure (BP) recordings. On the following day, ECoG, EMG and BP were recorded for 3 hours for analysis of time for sleep onset, total time in each phase of the sleep-wake cycle, number and duration of REM sleep episodes, and the cardiovascular parameters systolic blood pressure (SBP), diastolic blood pressure (DBP), mean arterial pressure (MAP) and heart rate (HR) in the different phases of the cycle. The respiratory parameters were recorded for 2 hours for analysis of ventilatory frequency (fR), tidal volume (VT) and minute volume (VE) in the different phases of the sleep-wake cycle. The groups of animals used for analysis of respiratory muscle activity were recorded for only 2 hours. CIH promoted significant alterations only in the duration of REM episodes. However, animals from CIH group had higher average levels of SBP (145,0 ± 1,8 vs 129,3 ± 2,2 mmHg), DBP (104,1 ± 1,7 vs 91,4 ± 1,8mmHg), MAP (121 ± 9 vs 107,7 ± 1,9 mmHg) e HR (387, ± 5,4 vs 363,5 ± 8,7 bpm) in the 3-hour recording period. These increases were also observed in all phases of the sleep-wake cycle. CIH also promoted a significant increase in VT during NREM (6,6 ± 0,2 vs 5,8 ± 0,2 mL/kg) and REM (6,4 ± 0,2 vs 5,3 ± 0,2 mL/kg), although this parameter was not significantly different during wakefulness in CIH animals compared to CTL animals. Both groups presented active expiration only during wakefulness, however it was much more frequent in HCI rats. In addition, in CIH animals, the fall in MAP (-18 ± 0,8 vs -14 ± 0,6 mmHg) and the increase in HR (28,4 ± 1,8 vs 21,8 ± 1,1 bpm) associated with DBs presented higher magnitudes in relation to CTL animals, although the time interval between DBs did not change. These findings indicate that CIH for 10 days promotes longer REM episodes, increased BP and HR in all phases of the cycle, increased VT during sleep, increased active expiration occurrence and higher magnitudes of the hemodynamic responses associated with DBs. Therefore, the cardiovascular alterations observed after CIH are due to the intermittent hypoxia episodes that occur throughout this protocol, but do not seem to be related to changes in the sleep-wake cycle, for although the duration of REM episodes was longer, the cardiovascular parameters were equally increased in all phases of the sleep-wake cycle.

Cette thèse avait pour but d’étudier dans quelle mesure l’enrichissement des conditions d’hébergement jusqu’à- ou à partir d’-un âge auquel les déficits cognitifs sont déjà présents contribue au maintien de la mémoire spatiale observé chez des rats âgés hébergés toute leur vie en environnement enrichi (EE), et d’étudier certains mécanismes neurobiologiques susceptibles de contribuer à cette préservation. Nous avons montré que l’hébergement en EE n’a pas besoin d’être maintenu jusqu’à la fin de la vie pour permettre la préservation des fonctions cognitives chez le Rat âgé. De plus, un enrichissement tardif ne permet pas de récupérer des capacités déjà altérées mais permet la préservation de certaines fonctions d’altérations subséquentes. Ce maintien de la mémoire spatiale ne semble pas être dû à la modification par l’enrichissement du cycle veille-sommeil. Par contre, cet enrichissement induit une modification de l’activité oscillatoire hippocampique, et pourrait, en favorisant une synchronisation neuronale locale, promouvoir un traitement de l’information au sein de réseaux plus spécialisés. Enfin, l’exposition à un EE pendant toute la vie permet la préservation de l’innervation cholinergique de différentes aires cérébrales, un effet pouvant contribuer au maintien des fonctions cognitives chez les animaux âgés hébergés toute leur vie en EE. / This thesis aimed to investigate in which extent environmental enrichment (EE) until or from an age at which cognitive decline is already apparent contributes to the maintenance of spatial memory observed in aged rats housed all their life in EE, and to study some neurobiological mechanisms likely underlying this preservation. We showed that housing in EE does not need to be maintained until the end of life to allow the preservation of cognitive function in aged rats. Moreover, late EE does not permit the recovery from already altered capabilities, but enables the preservation of some functions of subsequent alterations. The maintenance of spatial memory does not seem to be due to EE-related modification of sleep-wake cycle. But, exposure to EE induces a modification of hippocampal oscillatory activity, and could, by supporting local neuronal synchronization, promote information processing in more specialized networks. Finally, EE preserves the cholinergic system from age-related alteration in different cerebral areas, a mechanism that could participate to the maintenance of cognitive function in aged rats housed all their life in EE.

La maladie de Huntington est une pathologie héréditaire qui se caractérise par une dégénérescence sélective des neurones striataux de la voie indirecte des ganglions de la base. Chez les patients ainsi que chez les souris modèles de la pathologie, en plus des symptômes moteurs, cognitifs et psychiatriques, des troubles du sommeil peuvent aussi apparaitre dès la phase pré-symptomatique. L’étude électrophysiologique in vivo des souris transgéniques R6/1a, en outre, révélé en début de phase symptomatique l’apparition du rythme pathologique β observé principalement durant le sommeil. Ces travaux de thèses ont donc eut pour but d’étudier le lien entre les modifications d’activités de réseaux cérébraux, les troubles du sommeil et l’émergence du rythme β ainsi que l’implication de ces anomalies dans les perturbations comportementales observées chez les souris R6/1. Notre étude de l’imagerie c-Fos a montré une hyperactivation de la voie frontostriatale chez ces souris, et ceci uniquement au stade pré-symptomatique sans aucune modification d’activation de la voie indirecte. Notre étude pharmacogénétique a démontré que la modification d’activité de ces neurones de projection striataux pouvait modifier l’alternance veille/sommeil mais ne pouvaient générer le rythme β. Enfin, notre étude pharmacologique a établit le lien entre le dysfonctionnement du système orexinergique et l’émergence du rythme β chez les souris R6/1. Ces travaux ont permis de mieux décrire des modifications d’activités de réseaux associées aux différents stades de la pathologie, en particulier au stade présymptomatique, et leurs contributions aux troubles du sommeil et l’émergence du rythme β. / Huntington’s disease (HD) is an inherited pathology that causes selective degeneration ofindirect striatal pathway neurons of the basal ganglia. In addition to the classic motor,cognitive and psychiatric symptoms, patients and mouse models of HD develop sleepdisorders, which can appear at as early as pre-symptomatic stage. Furthermore, in vivoelectrophysiological study of R6/1 transgenic mice revealed a unique and pathological βrhythm that appear at early symptomatic stage and which is mainly observed during sleep.The aim of this thesis work was to examine the link between changes in cerebral networkactivities, sleep disturbances and β rhythm, and to determine the contribution of theseabnormalities to the behavioral disturbances observed in R6/1 mice. Our neuroimaging study of the marker of neuronal activity c-Fos showed a hyperactivation of frontostriatal pathway at pre-symptomatic stage without any activity changes of the vulnerable indirect pathway neurons. Our pharmacogenetic study demonstrated that changes of striatal projection neuronal activity can modify sleep/wake behaviors, without inducing the pathological β rhythm. Finally, our pharmacological study established a link between orexinergic system dysfunction and β rhythm emergence in R6/1 mice. Our data, therefore, described further the natures of altered neural circuit activity associated with different disease stages, in particular pre-motor symptomatic period, and the importance of these alterations for sleep disturbances as well as β rhythm appearance in transgenic HD mice.

Made available in DSpace on 2015-02-24T20:13:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoaoMGR_DISSERT.pdf: 11548329 bytes, checksum: b018f7ac6bfdefc0440cb7355ab6ae06 (MD5) Previous issue date: 2011-12-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The circadian behavior associated with the 24 hours light-dark (LD) cycle (T24) is due to a circadian clock , which in mammals is located in the hypothalamic suprachiasmatic nucleus (SCN). Under experimental conditions in which rats are espoused to a symmetric LD 22h cycle (T22) the two SCN regions, ventrolateral (vl) and dorsomedial (dm), can be functionally isolated, suggesting that each region regulates distinct physiological and behavioral components. The vl region regulates the locomotor activity and slow wave sleep (SWS) rhythms, while the dm region assures the body temperature and paradoxical sleep (PS) rhythms regulation. This research aimed to deepen the knowledge on the functional properties of circadian rhythmicity, specifically about the internal desynchronization process, and its consequences to locomotor activity and body temperature rhythms as well as to the sleep-wake cycle pattern in rats. We applied infrared motion sensors, implanted body temperature sensors and a telemetry system to record electrocorticogram (ECoG) and electromyogram (EMG) in two rat groups. The control group under 24h period LD cycle (T24: 12hL-12hD) to the baseline record and the experimental group under 22h period LD cycle (T22: 11hL- 11hD), in which is known to occur the uncoupling process of the circadian locomotor activity rhythm where the animals show two distinct locomotor activity rhythms: one synchronized to the external LD cycle, and another expressed in free running course, with period greater than 24h. As a result of 22h cycles, characteristic locomotor activity moment appear, that are coincidence moments (T22C) and non coincidence moments (T22NC) which were the main focus or our study. Our results show an increase in locomotor activity, especially in coincidence moments, and the inversion of locomotor activity, body temperature, and sleep-wake cycle patterns in non coincidence moments. We can also observe the increase in SWS and decrease in PS, both in coincidence and non coincidence moments. Probably the increases in locomotor activity as a way to promote the coupling between circadian oscillators generate an increased homeostatic pressure and thus increase SWS, promoting the decreasing in PS / O comportamento circadiano associado ao ciclo di?rio de 24 horas deve-se ? a??o de um rel?gio circadiano que em mam?feros se localiza nos n?cleos supraquiasm?ticos do hipot?lamo (NSQs). Sob condi??es experimentais em que ratos s?o submetidos a um ciclo claro-escuro (CE) sim?trico de 22h (T22) as regi?es ventrolateral (vl) e dorsomedial (dm) dos NSQs podem ser separadas funcionalmente, sugerindo que cada regi?o regula vari?veis fisiol?gicas distintas. A regi?o vl regula os ritmos de atividade e sono de ondas lentas (SOL), enquanto a regi?o dm ? respons?vel pelo ritmo da temperatura corporal e sono paradoxal (SP). A investiga??o desenvolvida no presente trabalho visou aprofundar o conhecimento sobre as propriedades funcionais da ritmicidade circadiana, mais especificamente sobre o processo da dessincroniza??o interna e as suas implica??es no ritmo de atividade locomotora, temperatura corporal e padr?o do ciclo sono-vig?lia em ratos. Com este objetivo, foram utilizados sensores de movimentos por infravermelho e implantados sensores para temperatura corporal, al?m disso o sistema de telemetria foi utilizado para o registro de par?metros fisiol?gicos de eletrocorticograma (ECoG) e eletromiograma (EMG), em dois grupos de animais. O grupo controle sob ciclo claro-escuro com per?odo de T24 (12h claro: 12h escuro), para o registro basal das vari?veis em an?lise; e o grupo experimental sob ciclo claro-escuro com per?odo de T22 (11h claro: 11h escuro), no qual se sabe que ocorre o desacoplamento do ritmo circadiano de atividade locomotora e os animais apresentam dois componentes distintos de atividade: um sincronizado ao ciclo claro-escuro; e outro que se expressa em livre curso, com per?odo maior que 24h. Em decorr?ncia do protocolo de dessincroniza??o for?ada, surgem momentos caracter?sticos no perfil de atividade locomotora: momentos de coincid?ncia (T22C) e de n?o coincid?ncia (T22NC), que foram o foco principal do nosso estudo. Podemos observar o aumento de atividade locomotora principalmente em momentos de coincid?ncia, e a invers?o do padr?o de atividade locomotora, temperatura corporal e ciclo sono-vig?lia em momentos de n?o coincid?ncia. Podemos ainda observar o aumento do SOL e diminui??o do SP, tanto em momentos de coincid?ncia como em momentos de n?o coincid?ncia. ? prov?vel que o aumento da atividade locomotora como forma de facilitar o acoplamento entre os osciladores circadianos gere um aumento da press?o homeost?tica e com isso aumento de SOL, e diminui a dura??o de SP

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:36:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaPLM.pdf: 607381 bytes, checksum: 38ed8ff61bb80d4aa7e083e73b98e3f8 (MD5) Previous issue date: 2008-06-04 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The sleep onset and offset delay at adolescence in relation to childhood. Besides biological causes, some external factors as academic obligations and socialization contributes, increasing the burden of school and socialization. However, morning school schedules reduce sleep duration. Besides light strong effect, studies in humans have indicated that exercise influence circadian synchronization. To evaluate the effect of the morning exercise under sunlight on sleep-wake cycle (SWC) of adolescents, 160 high school students (11th year) were exposed to the following conditions: lesson in usual classroom (Group C), lesson in swimming pool exposed to sunlight (Group E), half of them carrying through physical activity (EE) and the other resting (EL). Each experimental group met two stages: assessment of SWC 1 week before and 1 week during the intervention, which was held in Monday and Wednesday between 7:45 and 8:30 am. In the baseline, there were applied the questionnaires "Health and Sleep" and cronotype evaluation (H & O). In addition, students were evaluated before and during the intervention by "Sleep Diary", "Karolinska Sleepiness Scale" (KSS), Psychomotor Vigilance Test (PVT) and actimetry. During the intervention, there was a delay in wake-up time on the weekend and a trend to greater sleep duration on week for the three groups. At the weekend, only the groups EE and EL increased sleep duration. There was no difference in bedtime, irregularity of sleep schedules and nap variables. The sleepiness showed a circadian pattern characterized by higher alertness levels at 11:30 am and sleepiness levels at bedtime and wake-up time on week. On weekends there were higher levels of alertness in these times. In the days of intervention, there was an increase of sleepiness at 11:30 am for groups EL and EE, which may have been caused by a relaxing effect of contact with the water of the pool. In addition, the group EE showed higher alert levels at 14:30 pm on Monday and at 8:30 am in the Wednesday, possibly caused by exercise arousal effect. The reaction time assessed through the TPV did not vary between the stages. The sleep quality improved in the three groups in the second stage, making impossible the evaluation of intervention effect. However, the sleep quality increased on Monday and Tuesday only on the group EE. From the results, it is suggested that the intervention promoted effects on the sleepiness at some day hours. In other SWC variables there were no effects, possibly due to a large SWC irregularity on weekends. Thus, the evaluation of higher weekly frequency EF is necessary, since only two days were insufficient to promote greater effect on adolescents SWC / Na adolesc?ncia h? uma tend?ncia a dormir e acordar mais tarde em rela??o ? inf?ncia. Embora esta caracter?stica tenha causas biol?gicas, alguns fatores externos podem favorec?-la: como o aumento da carga escolar e da socializa??o. No sentido contr?rio os hor?rios escolares matutinos representam um dos grandes fatores respons?veis pela priva??o parcial de sono. Ainda que a exposi??o ? luz seja considerada o regulador mais importante do sistema circadiano em mam?feros, estudos em seres humanos indicaram que o exerc?cio f?sico influencia a sincroniza??o circadiana. Por isso, o objetivo do nosso trabalho ? avaliar o efeito do exerc?cio f?sico matinal sob luz solar no ciclo vig?lia-sono (CVS) de adolescentes. O estudo contou com a participa??o de 160 alunos do ensino m?dio (1? e 2? ano), expostos ?s seguintes condi??es: aula na sala habitual (Grupo C), aula na piscina exposto ? luz solar (Grupo E), metade em exerc?cio f?sico (EE) e outra em repouso (EL). Cada grupo experimental cumpriu duas etapas: avalia??o do CVS 1 semana antes e 1 semana durante a interven??o, que foi realizada na 2? e 4? feira entre 7:45 e 8:30 h. Na linha de base foram aplicados os question?rios Sa?de e Sono e de avalia??o do cronotipo (H&O). Al?m disso, os alunos foram avaliados antes e durante a interven??o pelo Di?rio de sono , Escala de Sonol?ncia de Karolinska (ESK), Teste de vigil?ncia psicomotora (TPV) e actimetria. Durante a interven??o, houve atraso no hor?rio de acordar no fim de semana e tend?ncia a maior dura??o do sono na semana nos tr?s grupos. No fim de semana, apenas os grupos EE e EL passaram a dormir mais. N?o houve diferen?a no hor?rio de dormir, na irregularidade dos hor?rios de sono e nas vari?veis do cochilo. A sonol?ncia apresentou um padr?o circadiano caracterizado por maior alerta ?s 11:30 h e maior sonol?ncia nos hor?rios de acordar e dormir na semana, e menor sonol?ncia nos finais de semana. Nos dias de interven??o, houve um aumento da sonol?ncia ?s 11:30 h para os grupos EE e EL, que pode ter sido decorrente de um efeito relaxante do contato com a ?gua da piscina. Al?m disso, o grupo EE apresentou maiores n?veis de alerta ?s 14:30 h na 2? feira e ?s 8:30 h na 4? feira, possivelmente decorrentes de um efeito ativacional do exerc?cio. O tempo de rea??o avaliado por meio do TPV n?o variou entre as etapas. A qualidade do sono melhorou nos tr?s grupos na 2? etapa, impossibilitando avaliar o efeito da interven??o. Entretanto, houve melhora na qualidade do sono na 2? e 3? feira apenas para o grupo EE. A partir dos resultados, sugere-se que a interven??o promoveu efeitos sobre a sonol?ncia em alguns hor?rios. Nas outras vari?veis n?o foram observados efeitos, possivelmente devido a uma grande irregularidade no CVS nos finais de semana. Faz- se necess?rio ampliar o estudo com a realiza??o de exerc?cio f?sico numa freq??ncia semanal maior, visto que apenas dois dias foram insuficientes para promover maiores efeitos no CVS dos adolescentes