Pflügers Archiv

, Volume 324, Issue 2, pp 165–175 | Cite as

Phasische Herzfrequenzänderungen nach Schallreizen im natürlichen Schlaf des Menschen

  • W. Baust
  • J. Marbaise
Article

Zusammenfassung

An gesunden Versuchspersonen wurde die Reaktion der Herzfrequenz auf Schallreize (Clicks von 80 db) in den verschiedenen Schlafstadien untersucht. Jeder Schallreiz löst eine biphasische Reaktion in der Herzfrequenz aus, wobei auf einen initialen Anstieg eine Verlangsamung der Herzfrequenz folgt. Im Nicht-REM-Schlaf wird sowohl der Anstieg als auch der Abfall der Herzfrequenz mit zumehmender Schlaftiefe, d. h. vom Stadium 2 zum Stadium 4 kleiner. Die Werte für den Anstieg liegen im REM-Schlaf zwischen denen der Stadien 3 und 4. Die bradykarde Phase ist im REM-Schlaf am ausgeprägtesten; sie hat innerhalb der REM-Stadien auch die größte Dauer, insbesondere dann, wenn der Reiz in ein augenbewegungsfreies Intervall fällt. Die auf einen Click folgenden Herzfrequenzänderungen weisen keine Beziehung zur Ausgangsfrequenz auf.

Aufgrund anderweitig erhobener Befunde ist anzunehmen, daß der initiale Anstieg der Herzfrequenz auf eine vagale Hemmung zurückzuführen ist. Die bradykarde Phase ist Ausdruck einer Gegenregulation und wird durch eine phasische Zunahme der vagalen, bei gleichzeitiger Hemmung der sympathischen Innervation bewirkt. Die Schlüsse, die hieraus hinsichtlich des Verhaltens von sympathischen und parasympathischen Tonus im Schlaf gezogen werden können, werden diskutiert.

Schlüsselwörter

Schlaf Schallreize Herzfrequenz Autonomes Nervensystem 

Phasic changes in heart rate following acustic stimuli during natural human sleep

Summary

In healthy subjects, the reaction of heart rate following acoustic stimuli (clicks of 80 db) was studied during the different stages of sleep. Each acustic stimulus induces a biphasic reaction in heart rate consisting of an initial acceleration which is followed by a decrease. During non-REM-sleep there is a progressive reduction of the heart rate response with increasing depth of sleep, i.e., from stage 2 to 4. During REM-sleep the values of the amplitude of the phasic increase are between those observed in stage 3 and 4. The bradycardic phase is most pronounced during REM-sleep; it has the longest duration when the stimulus is applied during an interval without rapid eye movements.

The changes in heart rate following a click are independant from the absolute level of heart rate.

From results reported elsewhere it can be concluded that the initial increase of heart rate is due to a vagal inhibition. The following deceleration is caused by regulatory processes being induced by a phasic facilitation of vagal innervation and by a simultaneously occurring inhibition of the sympathetic innervation. The results are discussed with respect to the behavior of the sympathetic and parasympathetic nervous system during sleep.

Key-Words

Sleep Acoustic Stimuli Heart Rate Autonomic Nervous System 

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Literatur

  1. Baust, W., Berlucchi, G., Moruzzi, G.: Changes in the auditory input in wakefulness and during the synchronized and desynchronized stages of sleep. Arch. ital. Biol.102, 657–674 (1964).Google Scholar
  2. —, Bohnert, B.: The regulation of heart rate during sleep. Exp. Brain Res.7, 169–180 (1969).Google Scholar
  3. —, Weidinger, H., Kirchner, F.: Sympathetic activity during natural sleep and arousal. Arch. ital. Biol.106, 379–390 (1968).Google Scholar
  4. Engel, R., Baust, W.: Correlation of heart rate, respiration, and dream content. Paper presented at APSS Meeting, Santa Fe (New Mexico). Psychophysiology (in press) (1970).Google Scholar
  5. Guazzi, M., Zanchetti, A.: Blood pressure and heart rate during natural sleep of the cat and their regulation by carotid sinus and aortic reflexes. Arch. ital. Biol.103, 789–817 (1965).Google Scholar
  6. Hess, W. R.: Der Schlaf. Klin. Wschr.12, 129–134 (1933).Google Scholar
  7. Hord, D. J., Lubin, A., Johnson, L. C.: The evoked heart rate response during sleep. Psychophysiology3, 46–54 (1966).Google Scholar
  8. Johnson, L. C., Karpan, W. E.: Autonomic correlates of the spontaneous K-complex. Psychophysiology4, 386 (1968).Google Scholar
  9. Jouvet, M., Michel, F., Mounier, D.: Analyse électroencéphalographique comparée du sommeil physiologieue chez le chat et chez l'homme. Rev. neurol.103, 189–205 (1960).Google Scholar
  10. Jung, R.: Der Schlaf. In: Physiologie und Pathophysiologie des vegetativen Nervensystemes. II. Pathophysiologie. H. Monnier, Hrsg. Stuttgart: Hippokrates 1965.Google Scholar
  11. Kleitman, N.: Sleep and wakefulness. Chicago-London: University of Chicago Press 1963.Google Scholar
  12. Rechtschaffen, A. Kales, A., (Eds.): A manual of standardized terminology, techniques and scoring system for sleep stages of human subjects. UCLA Brain Information Service, U. S. Department of Health, Education, and Welfare. Bethesda 1968.Google Scholar
  13. Schaefer, H.: Central control of cardiac function. Physiol. Rev. 40, Suppl. No4, 213–231 (1960).Google Scholar
  14. Snyder, F.: Autonomic nervous system manifestations during sleep and dreaming. Res. Publ. Ass. nerv. ment. Dis.45, 469–487 (1967).Google Scholar
  15. —, Hobson, J. A., Morrison, D. R., Goldfrank, F.: Changes in respiration, heart rate, and systolic blood pressure in human sleep. J. appl. Physiol.19, 417–422 (1964).Google Scholar
  16. Spreng, L. F., Johnson, L. C., Lubin, A.: Autonomic correlates of eye movements bursts during stage REM sleep. Psychophysiology4, 311–323 (1968).Google Scholar
  17. Sutherland, G. A.: The pulse rate and range in health and disease during childhood. Quart. J. Med.22, 519–529 (1929).Google Scholar
  18. Warner, H. R., Russell, R. O.: Effect of combined sympathetic and vagal stimulation on heart rate in the dog. Circulat. Res.24, 567–573 (1969).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1971

Authors and Affiliations

  • W. Baust
    • 1
  • J. Marbaise
    • 1
  1. 1.Neurologische Klinik der Universität DüsseldorfDüsseldayDeutschland

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