Влияние нарушений дыхания во сне на устойчивые электроэнцефалографические характеристики во время ночного сна у пациентов с артериальной гипертензией

Введение. Обструктивное апноэ сна (ОАС) – наиболее распространенное нарушение дыхания во сне. Среди значительного числа пациентов с ОАС часто встречается сердечно-сосудистая коморбидность, и в первую очередь – артериальная гипертензия. При ОАС наблюдается изменение параметров биоэлектрической активности головного мозга, в частности замедление частоты электроэнцефалографической активности коры больших полушарий, снижение меры межполушарной синхронизации. Изменения этих показателей могут стать патофизиологическими маркерами нарушений дыхания во сне.
Цель. Изучить влияние нарушений дыхания во сне на ряд количественных характеристик электроэнцефалограммы (ЭЭГ) во время ночного сна у пациентов с артериальной гипертензией и клинически значимым ОАС.
Материалы и методы. Материалом для ретроспективного исследования послужили 84 полисомнографические записи пациентов преимущественно с артериальной гипертензией в качестве основного диагноза. Пациенты были разделены на 3 группы в зависимости от значения индекса апноэ-гипопноэ (ИАГ). По записям полисомнографии оценивалась мера синхронизации электрической активности головного мозга между затылочными ЭЭГ-отведениями. Для оценки синхронизациии использовался метод, основанный на расчете вейвлетной бикогерентности.
Результаты. Статистически значимые различия были получены при оценке значений в диапазоне низких частот Δf1-Δf4: 0,2-1,0 Гц, 0,8-1,6 Гц, 1,0-2,0 Гц, 1,0-4,0 Гц. В этих частотах с увеличением степени тяжести апноэ мера межполушарной синхронизации достоверно снижалась.
Заключение. Для определения тяжести обструктивного апноэ сна может быть рассмотрен параметр, основанный на оценке меры синхронизации, рассчитанной по симметричным затылочным ЭЭГ-сигналам в частотных диапазонах 0,2-1,0 Гц, 0,8-1,6 Гц, 1,0-2,0 Гц, 1,0-4,0 Гц, что в дальнейшем может послужить основой для разработки и внедрения в практическую деятельность новых диагностических инструментов оценки тяжести нарушений дыхания во сне.

1. Муромцева Г.А., Концевая А.В., Константинов В.В., Артамонова Г.В., Гатагонова Т.М., Дупляков Д.В., Ефанов А.Ю., Жернакова Ю.В., Ильин В.А., Конради А.О., Либис Р.А., Минаков А.В., Недогода С.В., Ощепкова Е.В., Романчук С.А., Ротарь О.П., Трубачева И.А., Деев А.Д., Шальнова С.А., Чазова И.Е., Шляхто Е.В., Бойцов С.А., Баланова Ю.А., Гомыранова Н.В., Евстифеева С.Е., Капустина А.В., Литинская О.А., Мамедов М.Н., Метельская В.А., Оганов Р.Г., Суворова Е.И., Худяков М.Б., Баранова Е.И., Касимов Р.А., Шабунова А.А., Ледяева А.А., Чумачек Е.В., Азарин О.Г., Бабенко Н.И., Бондарцов Л.В., Фурменко Г.И., Хвостикова А.Е., Белова О.А., Назарова О.А., Шутемова О.А., Барбараш И.Л., Данильченко Я.В., Индукаева Е.В., Максимов С.А., Мулерова Т.А., Скрипченко А.Е., Черкасс Н.В., Басырова И.Р., Исаева Е.Н., Кондратенко В.Ю., Лопина Е.А., Сафонова Д.В., Гудкова С.А., Черепанова Н.А., Кавешников В.С., Карпов Р.С., Серебрякова В.Н., Медведева И.В., Сторожок М.А., Шава В.П., Шалаев С.В., Гутнова С.К., Толпаров Г.В. Распространенность факторов риска неинфекционных заболеваний в российской популяции в 2012-2013 гг. Результаты исследования ЭССЕ-РФ // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2014. Т.13, №6. С.4–11. EDN: TBSOYN. https://doi.org/10.15829/1728-8800-2014-6-4-11

2. Pinto J.A., Ribeiro D.K., Cavallini A.F., Duarte C., Freitas G.S. Comorbidities associated with obstructive sleep apnea: a retrospective study // Int. Arch. Otorhinolaryngol. 2016. Vol.20 №2. Р.145–150. https://doi.org/10.1055/s-0036-1579546

3. Muxfeldt E.S., Margallo V.S., Guimarães G.M., Salles G.F. Prevalence and associated factors of obstructive sleep apnea in patients with resistant hypertension // Am. J. Hypertens. 2014. Vol.27 №8. P.1069–1078. https://doi.org/10.1093/ajh/hpu023

4. Кобалава Ж.Д., Конради А.О., Недогода С.В., Шляхто Е.В., Арутюнов Г.П., Баранова Е.И., Барбараш О.Л., Бойцов С.А., Вавилова Т.В., Виллевальде С.В., Галявич А.С., Глезер М.Г., Гринева Е.Н., Гринштейн Ю.И., Драпкина О.М., Жернакова Ю.В., Звартау Н.Э., Кисляк О.А., Козиолова Н.А., Космачева Е.Д., Котовская Ю.В., Либис Р.А., Лопатин Ю.М., Небиеридзе Д.В., Недошивин А.О., Остроумова О.Д., Ощепкова Е.В., Ратова Л.Г., Скибицкий В.В., Ткачева О.Н., Чазова И.Е., Чесникова А.И., Чумакова Г.А., Шальнова С.А., Шестакова М.В., Якушин С.С., Янишевский С.Н. Артериальная гипертензия у взрослых. Клинические рекомендации 2020 // Российский кардиологический журнал. 2020. Т.25, №3. С.149–218. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2020-3-3786

5. Morisson F., Lavigne G., Petit D., Nielsen T., Malo J., Montplaisir J. Spectral analysis of wakefulness and REM sleep EEG in patients with sleep apnoea syndrome // Eur. Respir. J. 1998. Vol. 11, №5. P.1135–1140. https://doi.org/10.1183/09031936.98.11051135

6. Morisson F., Décary A., Petit D., Lavigne G., Malo J., Montplaisir J. Daytime sleepiness and EEG spectral analysis in apneic patients before and after treatment with continuous positive airway pressure // Chest. 2001. Vol.119, №1. P.45– 52. https://doi.org/10.1378/chest.119.1.45

7. Mathieu A., Mazza S., Petit D., Décary A., Massicotte-Marquez J., Malo J., Montplaisir J. Does age worsen EEG slowing and attention deficits in obstructive sleep apnea syndrome? // Clin. Neurophysiol. 2007. Vol.118, №7. P.1538– 1544. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2007.04.009

8. Makarov V.V., Zhuravlev M.O., Runnova A.E., Protasov P., Maksimenko V.A., Frolov N.S., Pisarchik A.N., Hramov A.E. Betweenness centrality in multiplex brain network during mental task evaluation // Phys. Rev. E. 2018. Vol.98, Iss.6. Article number:062413. https://doi.org/10.1103/physreve.98.062413

9. Selskii A., Drapkina O., Agaltsov M., Posnenkova O., Simonyan M., Zhuravlev M. Runnova A. Adaptation of recurrence plot method to study a polysomnography: changes in EEG activity in obstructive sleep apnea syndrome // Eur. Phys. J. Spec. Top. 2023. Vol. 232. P.703–714. https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-023-00814-8

10. Hu Q., Li M., Li Y. Single-channel EEG signal extraction based on DWT, CEEMDAN, and ICA method // Front. Hum. Neurosci. 2022. Vol.16. Article number:1010760. https://doi.org/10.3389/fnhum.2022.1010760

11. Runnova A., Zhuravlev M., Orlova A., Agaltsov M., Drapkina O., Kiselev A. Structural abnormalities of brain electrical activity during night sleep in patients with obstructive apnoea syndrome // Eur. Phys. J. Spec. Top. 2023. Vol.233. P.531–542. https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-023-01056-4

12. Selskii A.O., Egorov E.N., Ukolov R.V., Orlova A.A., Drozhdeva E.E., Mironov S.A., Doludin Yu.V., Agaltsov M.V., Drapkina O.M. Sleep-disordered breathing: statistical characteristics of joint recurrent indicators in ЕЕG activity // Russian Open Medical Journal. 2023. Vol.12, Iss.4. Article number:e0401. https://doi.org/10.15275/rusomj.2023.0401

13. Jalili M., Barzegaran E., Knyazeva M.G. Synchronization of EEG: bivariate and multivariate measures // IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng. 2014. Vol.22, №2. P.212–221. https://doi.org/10.1109/tnsre.2013.2289899

14. Knyazeva M.G., Carmeli C., Khadivi A., Ghika J., Meuli R., Frackowiak R.S. Evolution of source EEG synchronization in early Alzheimer's disease // Neurobiol. Aging. 2013. Vol.34, №3. P.694–705. https://doi.org/10.1016/j.neurobiolaging.2012.07.012

15. Sakkalis V., Doru Giurcaneanu C., Xanthopoulos P., Zervakis M. E., Tsiaras V., Yang Y., Karakonstantaki E., Micheloyannis S. Assessment of linear and nonlinear synchronization measures for analyzing EEG in a mild epileptic paradigm // IEEE Trans. Inf. Technol. Biomed. 2009. Vol.13, №4. P.433–441. https://doi.org/10.1109/titb.2008.923141

16. Moazami-Goudarzi M., Sarnthein J., Michels L., Moukhtieva R., Jeanmonod D. Enhanced frontal low and high frequency power and synchronization in the resting EEG of parkinsonian patients // NeuroImage. 2008. Vol.41, №3. P.985– 997. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2008.03.032S

17. Khan S., Gramfort A., Shetty N.R., Kitzbichler M.G., Ganesan S., Moran J.M., Lee S.M., Gabrieli J.D.E., Tager- Flusberg H.B., Joseph R.M., Herbert M.R., Hämäläinen M.S., Kenet T. Local and long-range functional connectivity is reduced in concert in autism spectrum disorders // Proc. Nat. Acad. Sci. 2013. Vol.110, №8. P.3107–3112. https://doi.org/10.1073/pnas.1214533110

18. Zhuravlev M., Agaltsov M., Kiselev A., Simonyan M., Novikov M., Selskii A., Ukolov R., Drapkina O., Orlova A., Penzel T., Runnova A. Compensatory mechanisms of reduced interhemispheric EEG connectivity during sleep in patients with apnea // Sci. Rep. 2023. Vol.13, №1. Article number:8444. https://doi.org/10.1038/s41598-023-35376-1

19. Rosenzweig I., Glasser M., Polsek D., Leschziner G.D., Williams S.C., Morrell M.J. Sleep apnoea and the brain: a complex relationship // Lancet Respir. Med. 2015. Vol.3, №5. P.404–414. https://doi.org/10.1016/S2213-2600(15)00090-9

20. Rostampour M., Noori K., Heidari M., Fadaei R., Tahmasian M., Khazaie H., Zarei M. White matter alterations in patients with obstructive sleep apnea: a systematic review of diffusion MRI studies // Sleep Med. 2020. Vol.75. P.236– 245. https://doi.org/10.1016/j.sleep.2020.06.024

21. Macey P.M., Kumar R., Woo M.A., Valladares E.M., Yan-Go F.L., Harper R.M. Brain structural changes in obstru ctive sleep apnea // Sleep. 2008. Vol.31, №7. P.967–977. PMID: 18652092; PMCID: PMC2491498.