猫の中枢性睡眠時無呼吸の間に複雑な内臓カップリング

Complex Visceral Coupling During Central Sleep Apnea in Cats.

• Alexandra V Limanskaya
• Irina I Busygina
• Ekaterina V Levichkina
• Ivan N Pigarev

抄録

中枢性睡眠時無呼吸とは、胸部腹筋への中枢指令により、睡眠中に突然呼吸が停止することである。健康な人にも病気の人にも、また一部の動物にも広く見られる現象である。しかし、これを呼吸機能の病的逸脱とみなすことができるのか、それとも不明瞭な機能の適応機構とみなすことができるのかについては、現在も議論が続いています。私たちは、6匹の行動をとる猫を対象に、複数の睡眠／覚醒サイクルにわたって、脳波、心電図、眼球運動、気流、胸部呼吸筋運動などの慢性記録を行い、4匹の猫では胃と十二指腸の筋電活動の登録を組み合わせて行いました。これらの実験では、睡眠中の呼吸の頻繁な中枢停止（5〜13秒間）を観察した。睡眠時無呼吸の各エピソードは、体性および内臓への影響のステレオタイプな複合体を伴っていた。心拍数は呼吸停止の3～5秒前に上昇し、呼吸がない間は強く低下した。胃と十二指腸の筋電活性も無呼吸エピソード中に強い抑制を示すことが多かった。内臓効果の一般的な構成は、すべての観察期間中（1匹の猫では3年まで）安定していた。我々は、中枢性睡眠時無呼吸のエピソードの間に様々な内臓系の活動のステレオタイプなカップリングは、ほとんどの場合、孤立した呼吸器病理ではなく、複雑な適応行動を反映している可能性が高いと仮説を立て、この現象の可能性が高い機能について議論します。

Central sleep apnea is a sudden arrest of breathing during sleep caused by the central commands to the thoracoabdominal muscles. It is a widespread phenomenon in both healthy and diseased people, as well as in some animals. However, there is an ongoing debate whether it can be considered as a pathological deviation of the respiratory function or an adaptive mechanism of an unclear function. We performed chronic recordings from six behaving cats over multiple sleep/wake cycles, which included electroencephalogram, ECG, eye movements, air flow, and thoracic respiratory muscle movements, and in four cats combined that with the registration of myoelectric activity of the stomach and the duodenum. In these experiments, we observed frequent central cessations of breathing (for 5-13 s) during sleep. Each of the sleep apnea episodes was accompanied by a stereotypical complex of somatic and visceral effects. The heart rate increased 3-5 s before the respiration arrest and strongly decreased during the absence of respiration. The myoelectric activity of the stomach and the duodenum also often demonstrated a strong suppression during the apnea episodes. The general composition of the visceral effects was stable during all periods of observation (up to 3 years in one cat). We hypothesize that the stereotypic coupling of activities in various visceral systems during episodes of central sleep apnea most likely reflects a complex adaptive behavior rather than an isolated respiratory pathology and discuss the probable function of this phenomenon.

Copyright © 2020 Limanskaya, Busygina, Levichkina and Pigarev.