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. 2015 Nov-Dec;41(6):539–546. doi: 10.1590/S1806-37562015000000056
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Sleep in the intensive care unit

Flávia Gabe Beltrami 1, Xuân-Lan Nguyen 2, Claire Pichereau 3, Eric Maury 3, Bernard Fleury 4, Simone Fagondes 1,5
PMCID: PMC4723006  PMID: 26785964

ABSTRACT

Poor sleep quality is a consistently reported by patients in the ICU. In such a potentially hostile environment, sleep is extremely fragmented and sleep architecture is unconventional, with a predominance of superficial sleep stages and a limited amount of time spent in the restorative stages. Among the causes of sleep disruption in the ICU are factors intrinsic to the patients and the acute nature of their condition, as well as factors related to the ICU environment and the treatments administered, such as mechanical ventilation and drug therapy. Although the consequences of poor sleep quality for the recovery of ICU patients remain unknown, it seems to influence the immune, metabolic, cardiovascular, respiratory, and neurological systems. There is evidence that multifaceted interventions focused on minimizing nocturnal sleep disruptions improve sleep quality in ICU patients. In this article, we review the literature regarding normal sleep and sleep in the ICU. We also analyze sleep assessment methods; the causes of poor sleep quality and its potential implications for the recovery process of critically ill patients; and strategies for sleep promotion.

Keywords: Sleep, Sleep deprivation, Intensive care units

INTRODUCTION

The ICU is a highly complex environment, the operation of which is traditionally based on constant monitoring and observation. As a result, physical and technical aspects of patient care are given priority, whereas some humanizing aspects of care can be overlooked. The sleep of critically ill patients is a subject of increasing interest in the literature, and there is evidence that sleep in the ICU is poor in quality. 1 - 3 Although there are gaps in the knowledge of this subject, acute sleep deprivation can be negatively associated with the recovery of ICU patients. 1 - 3

This article provides a review of the literature regarding the main physiological aspects of normal sleep and the current knowledge of sleep in critically ill patients.

NORMAL SLEEP

Sleep can be defined as a periodic, reversible state of disengagement from the environment. 4 It consists of an active process that involves multiple, complex physiological and behavioral mechanisms of the central nervous system (CNS). Sleep is essential for rest, for repair, and for the survival of the individual. 2

Normal sleep is divided into two states: rapid eye movement (REM) and non-rapid eye movement (NREM). 5 Accounting for approximately 25% of total sleep time (TST), REM sleep is characterized by rapid, low-amplitude brain activity; episodes of rapid eye movement; irregular respiratory and heart rates; and atonia or hypotonia of major muscle groups. REM sleep is a restorative stage with a variable arousal threshold. It is during this stage that dreams occur. 4 , 5

NREM sleep is divided into three stages (1, 2, and 3). 4 Transition from stage 1 to stage 3 refers to a progressive increase in slow waves on electroencephalography (EEG), an increase in sleep depth, and a progressive increase in the arousal threshold. Therefore, stage 3 is known to be the deepest, most restful sleep stage and to have the highest arousal threshold, as well as playing an important role in restorative processes, such as memory consolidation. In contrast, an increase in the amount of stage 1 sleep usually suggests sleep fragmentation caused by sleep disturbance. 4

In a normal individual, NREM and REM sleep alternate cyclically throughout the night. The NREM-REM cycle repeats itself every 90-110 min, 5-6 times per night. Typically, NREM sleep predominates in the first part of the night, and REM sleep predominates in the second. 4 However, the distribution of sleep stages across the night can be affected by several factors, including age, circadian rhythm, ambient temperature, drugs, and certain diseases.

Sleep is regulated by circadian and homeostatic mechanisms. The circadian rhythm, an approximately 24-h cycle upon which the life cycle of almost all living beings is based, is regulated by a biological clock located in the suprachiasmatic nucleus of the hypothalamus and helps set the sleep-wake cycle. The sleep-wake cycle tends to be synchronized with the 24-h cycle through environmental stimuli and, predominantly, by exposure to light. The sleep-wake cycle can easily be disrupted in an environment where there is no light/dark cycle. The secretion of melatonin, a hormone involved in the regulation of the sleep-wake cycle, is regulated by the circadian cycle. In order to promote nighttime sleep, the secretion of melatonin is maximal at night, when there is no light. Homeostatic mechanisms also affect the sleep-wake cycle, and their functioning is similar to that of the thirst mechanism: longer periods of sleeplessness translate to greater sleepiness. This underscores the need for sleep, regardless of environmental stimuli. 6

SLEEP ASSESSMENT METHODS

Overnight in-laboratory polysomnography (PSG) is the gold standard method for diagnosing sleep disorders. 7 The method allows the polygraphic recording of EEG, electrooculogram (EOG), chin and limb electromyogram, oronasal airflow, thoracoabdominal movement, electrocardiogram, and pulse oximetry. Additional channels are available to record other parameters, such as body position, esophageal pressure, snoring, and additional EEG derivations.

Staging of sleep is based on brain wave patterns, chin muscle activity, and EOG. These variables are analyzed in 30-s time segments, known as "epochs".

Portable systems encompass a range of sleep-assessment devices with different levels of complexity. These systems require less technical skill and result in lower costs than does traditional PSG, thus facilitating the diffusion of sleep assessment. They are mainly used in the diagnosis and monitoring of obstructive sleep apnea syndrome (OSAS). 8

The American Academy of Sleep Medicine divides sleep assessment methods into four categories, on the basis of their respective level of resolution. 8

Type 1-standard PSG: recording using a minimum of seven channels, including EEG, EOG, submental electromyogram, electrocardiogram, oronasal airflow, respiratory movement, and oxyhemoglobin saturation. It is performed in an attended laboratory setting.

Type 2-portable PSG: recording using a minimum of seven physiological channels, as in standard PSG. It is usually performed in an unattended home setting.

Type 3-modified portable OSAS testing: recording of at least four channels. Because only cardiorespiratory variables are evaluated, it is not possible to analyze sleep parameters.

Type 4-portable, single-channel recording with oximetry, with or without heart rate monitoring. Sleep parameters are not analyzed.

SLEEP ASSESSMENT METHODS IN THE ICU

Although PSG is considered the gold standard method for evaluating sleep, 7 the cost of performing PSG, as well as the practical difficulties in performing it, has led researchers to adopt other sleep assessment methods in critically ill patients. 1 , 9

In the setting of critically ill patients, surrogate methods, such as actigraphy (with an activity monitor) and calculation of the bispectral index, have been used.

An activity monitor is an accelerometer-based sensor that is similar to a wristwatch and measures the level of physical activity. This sensor distinguishes between periods of sleep and wakefulness, on the basis of body movement. Although a high level of agreement has been reported between actigraphy and PSG in evaluating sleep in healthy individuals, 10 the only study comparing the use of actigraphy with that of PSG in critically ill patients showed disappointing results. 11 There were no significant correlations between the two methods in terms of TST, sleep efficiency, or the number of arousals. The explanation given by the authors for the low sensitivity and specificity of actigraphy was that the level of immobility was high in that population, who remained in bed throughout the recording period, with few changes in body position. 11

The bispectral index is a neurophysiological measure that is primarily used to monitor the level of sedation during anesthetic procedures. The bispectral index is used in order to analyze EEG patterns continuously, providing a numerical value on a scale of 0 to 100. Higher values indicate higher levels of consciousness. Unlike actigraphy, the monitoring of the bispectral index makes it possible to assess sleep depth (although an overlap of values for a given stage can lead to an inaccurate characterization of sleep architecture). 9 Reported difficulties in its use include electrode detachment and motion artifacts. 9 Although the bispectral index could prove to be a promising tool in evaluating sleep in critically ill patients, its benefits in this setting have yet to be established. 2 , 9

Subjective instruments have been used in order to evaluate sleep in critically ill patients. In comparison with studies using PSG, those using subjective sleep assessment methods have evaluated larger numbers of patients and interventions, over longer periods. In practice, subjective methods are the only possible means of measuring the efficacy of interventions. 9

Among the existing subjective sleep assessment methods, the most widely used 2 is the Richards-Campbell Sleep Questionnaire (RCSQ). 12 The RCSQ was validated against PSG in a study of 70 ICU patients, and a moderate correlation was found. 12 The RCSQ evaluates sleep in terms of five dimensions: sleep depth; sleep latency; sleep fragmentation; time to resumption of sleep; and sleep quality. Responses are recorded on a 100-mm visual analog scale, and higher scores indicate better sleep quality. The use of the RCSQ in the ICU can be limited by the presence of sedated patients or patients with delirium, which can reduce the patient sample by up to 50%. 13 In an attempt to increase the applicability of the RCSQ, a study evaluating agreement between nurse-completed RCSQs and patient-completed RCSQs obtained a correlation that was only mild to moderate, with nurses tending to overestimate patient-perceived quality of sleep. 14

The Sleep in the Intensive Care Unit Questionnaire 15 is a 27-item instrument that evaluates sleep in terms of four dimensions: sleep quality; disruptive factors produced by the health care team; environmental disruptive factors; and daytime sleepiness. Its usefulness lies in the fact that it allows individual scoring of the role of a number of sleep disruptions resulting from ICU environmental factors or from care routines. Therefore, it has been used in studies implementing protocols for sleep promotion. 16 - 18

SLEEP IN THE ICU

Poor sleep quality is consistently reported by patients in the ICU. 1 - 3 , 15 , 19 - 22 In a study employing 24-h PSG to evaluate 57 ICU patients, sleep architecture was reported to be highly altered. Those patients spent 90% of their TST in superficial sleep (NREM stages 1 and 2), thus being mostly deprived of deep and restorative sleep (NREM stage 3 and REM sleep, respectively). 21 In that population, TST was 5 h, and 41% of TST occurred during the day, 21 which indicates impairment of the circadian rhythm of sleep. In addition, unusual sleep stage transitions, as well as a high frequency of nighttime arousals (mean, 27 events/h), were noted. Similarly, another study demonstrated that critically ill patients experienced 41 ± 28 sleep periods in 24 h, with sleep periods lasting approximately 15 ± 9 min, which means that the process was highly fragmented. 23

Subjective assessments of sleep in critically ill patients have yielded similar results. One study reported that sleep in critically ill patients was light and was often disrupted by arousals, and that, once awake, patients had difficulty resuming sleep. 24 In another study, most of the patients evaluated rated their sleep quality as poor, the mean RCSQ score being 57.50 points (range, 32.00-70.00). 21

Patients who are eventually discharged from the ICU (ICU survivors) report that inability to sleep was among the major sources of stress 25 or bad memories during their ICU stay. 26 In one study, 60 patients were interviewed by at 6-12 months after their discharge from the ICU, and 50% reported sleep disturbances during their ICU stay, such disturbances persisting after discharge in approximately 30%. 27

Such findings demonstrate that there has been no improvement in sleep patterns since similar studies were published more than 10 years ago. 15 , 19 , 20 For instance, in 1985, sleep assessment in 9 patients in the postoperative period of non-cardiac surgery revealed that all of those patients had severe or complete suppression of REM sleep and NREM stage 3 sleep. 19 In 1999, it was demonstrated that sleep quality in the ICU was perceived as significantly poorer than sleep at home by all patients interviewed (p < 0.0001). 15

In summary, studies have revealed qualitative and quantitative sleep deficiencies in critically ill patients. The presence of extreme sleep fragmentation and unconventional sleep architecture is indisputable, as are the predominance of light stages and the lack of restorative stages. 1 - 3 , 22 , 28

Causes of sleep disorders in the ICU

Several factors are related to sleep deprivation in critically ill patients. These factors include environmental factors, such as noise, light, and care activities; factors intrinsic to the patients and the acute nature of their condition; and factors related to the treatments administered, such as ventilatory support and drug therapy. 1 , 2 , 22 , 28 Despite the identification of these factors, the exact role played by each of them in sleep in critically ill patients remains unknown.

Noise

Environmental noise has been reported as the major sleep-disturbing factor, 21 , 29 the principal sources of such noise being talking by the staff, monitor alarms, infusion pump alarms, telephones, and television. 15 , 30

Noise levels in the ICU are estimated to range from 50 to 75 dB, with peaks of 85 dB, 31 whereas the U.S. Environmental Protection Agency recommends that hospital noise levels do not exceed 45 dB during the day and 35 dB during the night. 32 The estimated ICU noise levels are comparable to those reported for factories (80 dB) and busy offices (70 dB). 31 Only 10-30% of arousals can be attributed to environmental noise, 23 , 29 which belies the traditional hypothesis that noise is one of the major sleep-disrupting factors in the ICU. One study reported that although noise peaks occur frequently in the ICU, only 12% of those peaks result in an arousal. 29

Light

One ICU study recorded activity occurring while lights were turned on during the night. The activity associated with the greatest amount of light exposure was that related to obtaining samples for laboratory tests, followed by "no activity", suggesting a lack of vigilance on the part of the health care provider team in reducing unnecessary light exposure. 33 However, patients have reported that light is less disturbing to their sleep than are care activities or environmental noise. 15 , 30

Given that light plays a vital role in the synchronization of the circadian rhythm, one study evaluated nighttime secretion of melatonin in ICU patients. That study found that, regardless of the levels of light, melatonin secretion was suppressed or erratic, suggesting that factors other than the light/dark cycle affect the circadian rhythm in ICU populations. 34

Patient care activities

One study found that nursing care activities, such as oral and ocular hygiene, bathing, changing of bed linen, and catheter management, were usually performed between midnight and 5:00 a.m., 35 resulting in a mean of 51 interventions per patient per night. 35 In addition, a study evaluating nursing care on the night shift reported that only 9 uninterrupted periods (2-3 h each) were available for sleep on 6% of the 147 nights studied. 36 However, another study demonstrated that only 20% of patient care activities resulted in arousals, which accounted for approximately 7% of the sleep disruption in that patient population. 29 Therefore, although frequent, care activities do not seem to be the major source of sleep disturbances in ICU patients. 1

Factors intrinsic to the patients

Patients admitted to ICUs can have a preexisting disease that contributes to poor sleep quality. Obstructive pulmonary diseases, such as asthma and COPD, are common comorbidities and can be associated with sleep fragmentation and poor sleep efficiency, as well as with changes in sleep architecture. 2 Patients with neurological disturbances or severe systolic heart failure often exhibit nocturnal Cheyne-Stokes respiration, which can cause sleep fragmentation, excessive daytime sleepiness, paroxysmal nocturnal dyspnea, and insomnia. 2 Sleep-disordered breathing conditions, such as obstructive sleep apnea and obesity hypoventilation syndrome, can lead to serious consequences if not properly treated. 2 In addition, the acute injury responsible for the ICU admission can itself be a sleep-disrupting factor. In the immediate postoperative period after major surgery, deep sleep (NREM stage 3 and REM sleep) is reduced or absent. This finding is characteristically followed by a REM sleep rebound. 19 However, this rebound can be absent in patients taking REM-sleep-suppressing drugs, such as analgesics and benzodiazepines. Furthermore, studies investigating the profiles of patients admitted to ICUs have demonstrated that changes in melatonin secretion are more marked in ICU patients than in their healthy counterparts, a finding that suggests poorer sleep quality in the former group. 37 , 38

Patient-related conditions can contribute to poor sleep quality. Pain is a common complaint of patients and can be associated with poor sleep quality. 25 Stress and anxiety due to unfamiliarity with the ICU environment, inability to speak or move, or acute illness are other factors that should be taken into account.

Mechanical ventilation

Studies have shown that mechanical ventilation (MV) is associated with sleep disorders. 20 , 23 Aspects of MV that contribute to sleep fragmentation include increased work of breathing, gas exchange abnormalities, and patient-ventilator asynchrony. 1 , 2 Therefore, patients on MV have greater sleep fragmentation and lower sleep efficiency than do their non-ventilated counterparts. 20 Other related factors, such as discomfort from the endotracheal tube, aspiration, frequent repositioning, and ventilator alarms, are also likely to contribute to poor sleep quality, although such associations have yet to be studied. 2 , 31 It should be borne in mind that, in patients on MV, disease severity is a potential confounding factor, as are the use of sedatives and analgesics. 31

There is evidence that the mode of ventilation also affects sleep quality. 39 , 40 One study reported that sleep fragmentation was greater during pressure support ventilation (PSV) than during assist-control ventilation: 79 vs. 54 arousals and microarousals/h. 39 Another study demonstrated that patients receiving neurally adjusted ventilatory assist had a higher proportion of REM sleep than did those receiving PSV-16.5% (range, 13-29%) vs. 4.5% (range, 3-11%; p = 0.001)-as well as less sleep fragmentation-16 ± 9 vs. 40 ± 20 arousals and microarousals/h; p = 0.001). 40 However, a study comparing the impact of three modes of ventilation (assist-control, PSV, and SmartCare(tm)) on sleep quality in conscious, unsedated patients reported conflicting results. There were no differences among the three modes in terms of sleep architecture, sleep fragmentation, or sleep duration. 41

Medications

A significant number of medications that are commonly used in the ICU can cause changes in the amount and quality of sleep. These medications can affect the CNS either directly, by penetrating the blood-brain barrier, or indirectly, by interfering with a medical or psychiatric condition, which results in altered sleep. In addition, they can have an equally disturbing effect when withdrawn abruptly. 42 Although it is difficult to study the exact interaction between these medications and sleep in critically ill patients, their effects in healthy individuals are well documented. 42 , 43

Sedatives

Benzodiazepines improve sleep efficiency because they decrease sleep latency and the number of arousals, thus increasing TST. However, the chronic use of benzodiazepines is associated with superficial sleep, because it reduces deep sleep and REM sleep. The abrupt withdrawal of benzodiazepines is associated with rebound insomnia. 42 Propofol, which is used primarily for deep sedation, suppresses REM sleep and is associated with poor sleep quality in ICU populations. 1 , 2 The use of propofol (even at low doses) is associated with delirium in critically ill patients, as is that of benzodiazepines. 42 Dexmedetomidine, a new α2 agonist, has sedative, anxiolytic, and analgesic effects, with minimal respiratory depression. Similarities between natural sleep and dexmedetomidine-induced sedation have been reported. 1 However, further studies are needed in order to determine the specific effects of dexmedetomidine on sleep in critically ill patients.

Antipsychotic drugs

Antipsychotic drugs are now the pharmacological mainstay of the management of agitation and delirium in the ICU. Haloperidol, the most widely used atypical antipsychotic drug, when administered as a single dose to healthy volunteers, tends to increase sleep efficiency, especially that of NREM stage 2 sleep, with little effect on slow-wave sleep. 44 Olanzapine and risperidone seem to increase sleep efficiency and TST, as well as increasing deep sleep. 44

Analgesics

Opioids are the mainstay of the treatment of pain and discomfort in critically ill patients. Opioids are associated with suppression of REM and slow-wave sleep, as well as with sleep fragmentation, and can induce central apnea or even delirium. 1 , 2 Even nonsteroidal anti-inflammatory drugs can negatively affect sleep, increasing nighttime arousals and decreasing sleep efficiency. 1 However, analgesic medications play a significant role in patient comfort, and a balanced administration of these medications should be sought.

Cardiovascular medications

Beta blockers can have variable effects on sleep, depending on their ability to cross the blood-brain barrier. The use of Beta blockers that are highly lipid soluble is associated with increased sleep disruption, potentially causing nightmares, insomnia, and suppression of REM sleep. 1 Amiodarone has neurological effects, including insomnia and nightmares, in 20-40% of patients. 1 Angiotensin-converting enzyme inhibitors do not seem to affect sleep. Other antihypertensive agents, such as calcium antagonists, hydralazine, diuretics, and α1 antagonists, have not been evaluated for their effects on sleep. 42 Norepinephrine, epinephrine, and dopamine are associated with insomnia, as well as with suppression of deep sleep and REM sleep. 42

Respiratory medications

Agitation and insomnia caused by stimulation of the CNS are well-known adverse effects of beta-agonists. 42 However, their effects can ultimately be positive if there is a reduction in the respiratory symptoms that are related to sleep fragmentation. 1 , 2

Miscellaneous

Corticosteroids are often associated with insomnia; however, there have not been enough conclusive results. 43 Nevertheless, the use of corticosteroids, depending on the type and dosage, can be associated with suppression of REM sleep and with nighttime arousals. 42 , 43

Although tricyclic antidepressants can suppress REM sleep, they increase TST and in general can improve subjective sleep quality. Selective serotonin reuptake inhibitors reduce REM sleep less sharply. However, they decrease TST and can be associated with insomnia, as well as with daytime sleepiness. 42 , 43

POTENTIAL CONSEQUENCES OF SLEEP DISTURBANCES IN THE ICU

Cardiovascular consequences

It is well known that chronic sleep deprivation is associated with increased cardiovascular morbidity and mortality. A cohort study conducted in Germany revealed that, among individuals who slept less than 6 h per night, the relative risk (RR) of cardiovascular disease and coronary artery disease was, respectively, 1.11 (95% CI: 0.97-1.27) and 1.19 (95% CI: 1.00-1.40). The risk of those conditions was found to be more than 60% higher among such individuals than among those who slept more than 6 h per night. 45 A systematic review with a collective sample of 474,684 participants revealed that individuals who are chronically sleep deprived are at an increased risk of developing and dying from coronary artery disease (RR = 1.48; 95% CI: 1.22-1.80; p < 0.0001) and stroke (RR = 1.15; 95% CI: 1.00-1.31; p = 0.047). 46 Despite this evidence, whether sleep deprivation in the ICU contributes to cardiovascular mortality has yet to be established.

Respiratory consequences

Studies conducted outside the ICU setting have demonstrated that even short periods of sleep deprivation can cause respiratory changes. After a sleepless night, healthy individuals show a slight but significant decline in FVC and maximal voluntary ventilation. 47 One study of patients with stable COPD reported similar changes. 48

Although it used to be believed that sleep deprivation could reduce the ventilatory response to hypercapnia, 47 , 49 leading to hypoventilation, it has been demonstrated that sleep deprivation does not change respiratory control in healthy individuals. 50 No such studies have been conducted in critically ill patients.

Metabolic consequences

Evidence that sleep has a modulatory effect on the metabolic system has been reported in recent decades. In particular, glucose tolerance, the 24-h pattern of insulin release, and the secretion of counterregulatory hormones (such as growth hormone and cortisol), as well as of those involved in the regulation of appetite (such as leptin and ghrelin), are, at least in part, dependent on sleep duration and quality. 51 , 52 Such findings, however, are primarily based on epidemiological cohort studies evaluating chronic sleep deprivation or on models of sleep fragmentation in individuals with OSAS, which does not allow extrapolation of the findings to the acute setting of critically ill patients. 51 , 52

Consequences for the immune system

It is common sense that sleep deprivation increases the risk of an individual having an infection or disease, and that, conversely, sleep is vital to the recovery of health. 2 A murine model designed to explore the effects of sleep loss on host immunity and defense demonstrated that chronic sleep deprivation led to wasting and death from septicemia, resulting from opportunistic bacterial infections, within 27 days. 53

Studies of healthy individuals have demonstrated that sleep deprivation leads to changes in the immune functions of lymphocytes, polymorphonuclear cells, and natural killer cells. 2 , 28 , 31 In addition, inflammatory cytokines (such as IL-1, IL-6, and TNF), which are known to cause endothelial dysfunction and increased insulin resistance, are also increased in sleep deprivation, 2 , 28 , 31 potentially expanding the physiological impact of sepsis.

Delirium

Delirium is an acute confusional state that is common in critically ill patients, affecting up to 80% of patients receiving MV. 54 Delirium is associated with higher mortality, longer hospital stays and increased hospitalization costs, and cognitive worsening. 2 , 54 Given that both delirium and sleep deprivation are common findings that often coexist in critically ill patients, it has been hypothesized that the two are related. 2 , 55 , 56 However, whether this is a cause-and-effect relationship or simply an association resulting from shared mechanisms remains a matter to be determined. An analysis of 223 critically ill patients demonstrated no association between daily perceived sleep quality and transition to delirium. However, in those patients undergoing MV, the use of sedatives (benzodiazepines or opioids) was strongly associated with a transition to delirium within 24 h. 56

MEASURES FOR SLEEP PROMOTION IN THE ICU

The mechanisms associated with sleep disorders and abnormal sleep architecture in the ICU have yet to be fully understood. Although factors such as noise and care activities have classically been considered the main causes of sleep disruption in critically ill patients, these factors have been found to account for only 37% of arousals in the ICU. 29 Therefore, addressing these factors individually should not significantly affect sleep deprivation in the ICU. 28

There is evidence that sleep promotion in the ICU can be achieved through multifaceted interventions focused on multifactorial minimization of nighttime sleep disruptions and maintenance of sleep-wake cycles. 1 , 3 , 22 , 28 Therefore, chief among major approaches are the following: reduction in nighttime light and noise levels; improvement of patient comfort; and organization of care activities to allow uninterrupted periods of sleep. 1 , 2 , 28 , 31 A reduction in noise levels can be achieved by adjusting monitor and ventilator alarms, turning down the telephone ringer volume, closing doors, minimizing staff conversation, and providing earplugs. 16 - 18 , 57 - 60 Light levels can be reduced by dimming the lights in the rooms and surroundings and by providing sleeping masks. 16 - 18 , 57 - 60 Improvement of patient comfort includes ventilator adjustment, optimizing patient-ventilator synchrony 39 , 40 ; adequate pain relief 17 , 18 , 57 , 58 ; relaxation techniques, such as massage, music therapy, and playing recordings of ocean sounds 1 , 2 , 60 ; and administration of drugs, such as zolpidem, haloperidol, 18 or melatonin, 1 , 22 , 59 when necessary. Care activities, such as exams and blood collection, hygiene care, and administration of medications, should be planned to prevent unnecessary sleep disruptions. 16 - 18 , 57 , 58

Studies have been carried out to assess the impact that such multifaceted interventions have on sleep promotion. A protocol was developed to limit nighttime nursing care activities and thereby reduce patient sleep disruptions. There was no significant improvement in the intervention group. However, patients in that group were older and reported more frequent use of sleeping medication than did those in the control group. 58 A similar study implemented a protocol to reduce nighttime light and noise levels, in addition to changing patient care routines. That study demonstrated that mean noise levels were significantly reduced, as was the noise perceived by the patient. There was also a reduction in sleep disruption from environmental factors in the intervention group, as well as improvement in global sleep quality and in sleep efficiency. 16 In contrast, by implementing measures to promote sleep, another group of authors achieved a reduction in nighttime light and noise levels. Consequently, the sleep efficiency index was better in the intervention group than in the control group and the number of arousals associated with the health care team was lower in the intervention group. The incidence of delirium was also lower in the intervention group. 17 A randomized clinical trial that implemented measures to reduce environmental disruptions, as well as the use of music therapy, 60 achieved significant improvements in sleep, as assessed by the different domains of the RCSQ, in the intervention group. However, there were no differences between the intervention and control groups in terms of urinary cortisol or melatonin.

A study that, in addition to the conventional protocol, implemented pharmacological measures to promote sleep achieved significant improvements in perceived nighttime noise and incidence of delirium. There was no difference in perceived sleep quality. 18 A randomized trial that also used pharmacological measures (melatonin) 59 could not adequately compare PSG findings between the two groups, because more than half of the recordings were unscorable (i.e., showed sleep patterns that could not be interpreted).

FINAL CONSIDERATIONS

Sleep in critically ill patients is characterized by frequent disruptions, changes in the circadian rhythm, and poor quality, along with a reduction in the deep, restorative stages.

Such sleep disturbances seem to be due to factors related to the ICU itself, such as care routines and environmental stimuli; factors intrinsic to the patients and the acute nature of their condition; and factors related to the treatments administered, such as MV. However, understanding of the pathogenesis of sleep disturbances in ICU populations remains incomplete, and there is no knowledge of the relative contribution of potential sources of sleep disruption. In addition, although poor sleep quality can affect a number of metabolic and regulatory processes in the body, the impact of sleep deprivation on certain outcomes, such as weaning from MV, length of ICU stay, and in-hospital morbidity and mortality, remains unknown.

Finally, although protocols for sleep promotion in the ICU have recently been implemented and studied, the degree to which sleep can be improved in ICU patients, as well as the best strategies for sleep promotion, has yet to be defined. While all such questions remain unanswered, it seems appropriate to provide patients with the necessary conditions for restorative sleep if the goal can be achieved safely.

Funding Statement

Split-Site PhD Scholarship from the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES, Office for the Advancement of Higher Education), Brazilian National Ministry of Education (BEX 14493-13-6)

Footnotes

Financial support: Flávia Gabe Beltrami was the recipient of a Split-Site PhD Scholarship from the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES, Office for the Advancement of Higher Education), Brazilian National Ministry of Education (BEX 14493-13-6).

2

Study carried out at the Programa de Pós-Graduação de Ciências Pneumológicas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre (RS) Brasil.

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Sono na unidade de terapia intensiva

Flávia Gabe Beltrami 1, Xuân-Lan Nguyen 2, Claire Pichereau 3, Eric Maury 3, Bernard Fleury 4, Simone Fagondes 1,5

RESUMO

O sono de má qualidade é uma situação persistentemente descrita em UTIs. O sono nesse ambiente potencialmente hostil é caracterizado pela sua extrema fragmentação e arquitetura não convencional, com predomínio de fases leves e limitada quantidade de tempo nos estágios reparadores. Entre as causas da privação do sono na UTI estão fatores intrínsecos aos pacientes e à condição aguda de sua doença, assim como fatores relacionados ao ambiente da UTI e ao tratamento em curso, como o suporte ventilatório e a terapia medicamentosa. Embora as consequências da má qualidade do sono no processo de recuperação desses pacientes ainda sejam desconhecidas, ela parece influenciar os sistemas imune, metabólico, cardiovascular, respiratório e neurológico. Evidências sugerem que intervenções multifacetadas, focadas na minimização das perturbações do sono noturno, promovem melhora na qualidade do sono nesses pacientes. Este artigo revisa a literatura acerca do sono normal e do sono na UTI. Também analisa seus métodos de avaliação, as causas da má qualidade do sono, suas potenciais implicações no processo de recuperação de pacientes críticos e estratégias para sua promoção.

Descritores: Sono, Privação do sono, Unidades de terapia intensiva

INTRODUÇÃO

A UTI é um ambiente de alta complexidade cujo funcionamento é tradicionalmente baseado em monitorização e vigilância constantes. Como resultado, aspectos físicos e técnicos da assistência ao paciente são priorizados, e alguns elementos humanizados do cuidado podem não ser considerados. O sono do paciente crítico é assunto de crescente interesse na literatura, e evidências demonstram que o sono na UTI é caracterizado pela sua baixa qualidade. 1 - 3 Embora existam importantes lacunas no conhecimento desse assunto, essa privação aguda do sono pode relacionar-se negativamente na recuperação desses pacientes. 1 - 3

O presente artigo fornece uma revisão da literatura acerca dos principais aspectos fisiológicos do sono normal e do conhecimento atual do sono de pacientes críticos.

SONO NORMAL

O sono pode ser definido como um estado de desligamento transitório e reversível do ambiente. 4 Consiste em um processo ativo que envolve múltiplos e complexos mecanismos fisiológicos e comportamentais do sistema nervoso central (SNC). É essencial para o descanso, a reparação e a sobrevivência do indivíduo. 2

Em sua condição normal, são identificados dois estados distintos: o sono rapid eye movement (REM), durante o qual ocorrem os movimentos rápidos dos olhos, e o sono non-rapid eye movement (NREM), durante o qual esses movimentos oculares não ocorrem. 5 O sono REM é responsável por cerca de 25% do tempo total de sono (TTS) e é caracterizado por atividade cerebral rápida e de baixa amplitude, episódios de movimentos oculares rápidos, irregularidade respiratória e de frequência cardíaca, além de atonia e/ou hipotonia dos principais grupos musculares. É uma fase reparadora do sono com limiar excitatório variável. É nesse estágio que ocorrem os sonhos. 4 , 5 )

O sono NREM é dividido em três estágios (1, 2 e 3). 4 A evolução do primeiro até o terceiro estágio refere-se ao aumento progressivo de ondas lentas no eletroencefalograma (EEG), à progressão da profundidade do sono e ao aumento progressivo do limiar de excitação. Assim, o estágio 3 é reconhecido por ser a fase de sono mais profunda, repousante, e com maior limiar de excitação. Também possui um papel importante em processos restaurativos, como a consolidação da memória. Já um aumento na quantidade do estágio 1 geralmente sugere fragmentação do sono por algum distúrbio deste. 4

Em um indivíduo normal, o sono NREM e o sono REM alternam-se ciclicamente ao longo da noite. Tais ciclos repetem-se a cada 90-110 min, com 5-6 ciclos por noite. Normalmente o sono NREM concentra-se na primeira parte da noite, enquanto o sono REM predomina na segunda. 4 No entanto, a distribuição dos estágios do sono durante a noite pode ser alterada por vários fatores, como idade, ritmo circadiano, temperatura ambiente, ingestão de drogas ou determinadas doenças.

O sono é regulado por mecanismos circadianos e homeostáticos. O ritmo circadiano, ciclo de aproximadamente 24 h sobre o qual se baseia o ciclo biológico de quase todos os seres vivos, é regulado por um marca-passo interno originário no núcleo supraquiasmático do hipotálamo e ajuda a determinar o ciclo sono-vigília. Esse ciclo tende a ser sincronizado com as 24 h do dia por estímulos ambientais e, predominantemente, pela exposição à luminosidade. Pode ser facilmente interrompido num ambiente isento de turnos de claro/escuro. A melatonina, hormônio envolvido na regulação do ciclo sono-vigília, tem sua secreção regulada pelo ciclo circadiano. Com a função de promover o sono noturno, sua secreção é máxima no período da noite, quando há ausência de luz. Mecanismos homeostáticos também influenciam o ciclo sono-vigília, e seu funcionamento é semelhante ao do mecanismo da sede: quanto mais tempo o indivíduo está sem dormir, mais sonolento se torna. Esse mecanismo reforça a necessidade do sono independentemente de estímulos ambientais. 6

MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DO SONO

O estudo polissonográfico de noite inteira realizado em laboratório é o método padrão ouro para o diagnóstico dos distúrbios do sono. 7 Ele possibilita o registro em polígrafo do EEG, do eletro-oculograma (EOG), da eletromiografia do mento e membros, das medidas do fluxo oronasal, do movimento toracoabdominal, do eletrocardiograma e da oximetria de pulso. Canais adicionais também podem estar disponíveis para o registro de outros parâmetros, tais como posição corpórea, medidas de pressão esofágica, ronco e derivações suplementares de EEG.

A caracterização de cada estágio do sono é baseada no padrão das ondas cerebrais, na atividade muscular do mento e no EOG. Essas variáveis são analisadas em períodos de 30 segundos, que são denominados "época".

Sistemas portáteis abrangem uma série de dispositivos com diferentes níveis de complexidade para a avaliação do sono. Esses sistemas exigem menor habilidade técnica e apresentam menores custos se comparados à polissonografia (PSG) clássica, facilitando a difusão do exame. São principalmente utilizados no diagnóstico e no acompanhamento da síndrome da apneia obstrutiva do sono (SAOS). 8

Os métodos para a avaliação do sono são classificados pela Academia Americana de Medicina do Sono em quatro níveis, conforme seus respectivos níveis de resolução. 8

Nível I: É a PSG padrão. Realiza o registro mínimo de sete parâmetros, incluindo EEG, EOG, eletromiografia submentoniana, eletrocardiograma, fluxo aéreo oronasal, movimento respiratório e saturação da oxi-hemoglobina. É um exame realizado em laboratório com supervisão constante.

Nível II: Assim como a PSG padrão, realiza o registro mínimo de pelo menos sete parâmetros fisiológicos. É um exame portátil, geralmente realizado no domicílio e não supervisionado.

Nível III: Realiza o registro de pelo menos quatro canais. Como somente variáveis cardiorrespiratórias são avaliadas, não é possível a análise dos parâmetros do sono. É um sistema portátil modificado para o diagnóstico da SAOS.

Nível IV: Dispositivo mais simples. Realiza o registro de apenas um canal através de um oxímetro, podendo incluir a frequência cardíaca. Também não analisa os parâmetros do sono.

MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DO SONO NA UTI

Embora a PSG seja considerada o método padrão ouro para a avaliação do sono, 7 os custos de sua realização, bem como as dificuldades de ordem prática para sua realização, têm levado os pesquisadores a adotar outros métodos de avaliação do sono no paciente crítico. 1 , 9

Nesse contexto, métodos substitutivos têm sido utilizados, como a actigrafia e o índice bispectral (BIS).

O actígrafo é um sensor semelhante a um relógio de pulso que mede o nível de atividade física através de um acelerômetro. Ele distingue os períodos de sono e de vigília baseado na movimentação corporal. Embora tenha sido relatada uma concordância elevada entre a actigrafia e a PSG em indivíduos saudáveis na avaliação do sono, 10 o único estudo que comparou seu uso com a PSG em pacientes críticos apresentou resultados desanimadores. 11 Não houve correlações significativas entre os dois métodos em relação a TTS, eficiência do sono ou número de despertares. A justificativa dos autores para as baixas sensibilidade e especificidade da actigrafia foi baseada no alto índice de imobilidade dessa população, que permaneceu no leito durante todo o período de registro, com poucas mudanças na posição corporal. 11

O BIS é um sistema de monitorização neurofisiológica utilizada principalmente para avaliar o grau de sedação durante procedimentos anestésicos. Ele analisa continuamente o EEG, fornecendo um valor numérico numa escala de 0 a 100. Valores maiores representam maiores graus de consciência. Ao contrário da actigrafia, o BIS possibilita o estudo da profundidade do sono (embora uma sobreposição de valores para um dado estágio possa levar a uma caracterização imprecisa da arquitetura do sono). 9 Dificuldades descritas no seu uso têm sido o descolamento de eletrodos e artefatos de movimento. 9 Embora o BIS possa revelar-se uma ferramenta promissora no estudo do sono em pacientes críticos, seu benefício nesse contexto ainda não foi estabelecido. 2 , 9

Instrumentos subjetivos de pesquisa também têm sido utilizados para avaliar o sono de pacientes críticos. Em comparação com aqueles que utilizaram PSG, os que utilizaram métodos subjetivos para a avaliação do sono avaliaram um maior número de pacientes e de intervenções, inclusive por períodos mais prolongados. Na prática, eles são os únicos meios possíveis de avaliar a eficácia de intervenções. 9

Dentre os existentes, provavelmente o mais utilizado 2 é o Richards-Campbell Sleep Questionnaire (RCSQ). 12 O RCSQ foi validado contra a PSG em um estudo com 70 pacientes internados em UTI, obtendo uma correlação moderada. 12 Ele avalia o sono a partir de cinco dimensões: profundidade, latência, fragmentação, tempo para retomada e qualidade do sono. As respostas são registradas em uma escala analógica visual de 100 mm, com escores mais altos representando um sono de maior qualidade. A utilização do RCSQ na UTI pode ser limitada pela existência de pacientes sedados ou ainda em delirium, diminuindo a amostra de pacientes em até 50%. 13 Numa tentativa de aumentar sua aplicabilidade, um estudo que avaliou a concordância entre o RCSQ quando respondido por pacientes ou por enfermeiras demonstrou uma correlação apenas de leve a moderada, com enfermeiras tendendo a superestimar a qualidade do sono percebida pelos pacientes. 14

Sleep in the Intensive Care Unit Questionnaire 15 é um questionário de 27 itens que mede o sono em quatro dimensões: qualidade; fatores disruptivos causados pela equipe de cuidados; fatores disruptivos de origem ambiental; e sonolência diurna. Sua utilidade está na possibilidade de pontuar individualmente o papel de uma série de perturbações do sono decorrentes de fatores ambientais da UTI ou ainda da rotina de cuidados. Por isso, vem sendo utilizado nos estudos que implementam protocolos para promoção do sono. 16 - 18

O SONO NA UTI

O sono de má qualidade é uma situação persistentemente descrita nas UTIs. 1 - 3 , 15 , 19 - 22 ) Em um estudo que avaliou 57 pacientes em UTI por meio da PSG de 24 h, descreveu-se que a arquitetura do sono estava marcadamente alterada nessa população. Tais pacientes passavam a maior parte do sono (90% do TTS) em estágios superficiais (estágios NREM 1 e 2), com pouquíssima presença de sono profundo ou reparativo (estágios NREM 3 e REM). 21 Nessa população, o TTS foi de 5 h, e 41% desse ocorreu durante o dia, 21 demonstrando uma distorção do ritmo circadiano de sono. Além disso, foram observadas transições incomuns entre os estágios do sono e uma frequência elevada de despertares noturnos (média de 27 eventos/h). De maneira similar, foi demonstrado que pacientes criticamente enfermos experimentavam 41 ± 28 períodos de sono em 24 h, com períodos de sono de aproximadamente 15 ± 9 min, evidenciando uma marcada fragmentação desse processo. 23

Avaliações subjetivas do sono de pacientes críticos obtiveram resultados semelhantes. Descreveu-se que o sono desses pacientes era caracterizado por ser leve e com despertares frequentes e que, uma vez acordados, os pacientes tinham dificuldades para a retomada do sono. 24 Em outro estudo, pacientes classificaram sua qualidade de sono como ruim, obtendo uma média de 57,50 pontos (variação: 32,00-70,00) no RCSQ. 21

Por sua vez, pacientes sobreviventes de internações em UTI descrevem que a incapacidade de dormir está entre as principais fontes de estresse 25 ou de más recordações durante a internação. 26 Em um estudo no qual 60 pacientes foram submetidos a uma entrevista telefônica de 6 a 12 meses após a alta da UTI, 50% desses relataram distúrbios do sono durante a internação na UTI, persistindo em um terço dos mesmos após a alta. 27

Tais resultados demonstram que não houve melhora no padrão do sono desde que estudos semelhantes foram publicados há mais de 10 anos. 15 , 19 , 20 Como exemplos, em 1985, uma avaliação do sono de 9 pacientes no pós-operatório de cirurgia não cardíaca revelou que todos os pacientes apresentavam supressão grave ou completa de sono REM e NREM estágio 3. 19 Em 1999, foi demonstrado que a qualidade do sono na UTI foi percebida como significativamente pior que no domicílio por todos os pacientes entrevistados (p < 0,0001). 15

Em suma, estudos revelam deficiências qualitativas e quantitativas no sono de pacientes criticamente enfermos. A presença de uma extrema fragmentação do sono e de uma arquitetura não convencional é evidente, assim como o predomínio de fases leves e falta de estágios reparadores. 1 - 3 , 22 , 28

CAUSAS DE TRANSTORNOS DO SONO NA UTI

Vários fatores estão relacionados com a privação do sono em pacientes críticos. Esses incluem fatores ambientais, como ruído, luminosidade e atividades de cuidado; fatores intrínsecos relacionados ao paciente e à sua condição aguda de doença e/ou injúria; e ainda aqueles relacionados ao tratamento em curso, como o suporte ventilatório e a terapia medicamentosa. 1 , 2 , 22 , 28 Apesar da identificação desses fatores, o papel exato de cada um deles no sono de pacientes críticos ainda é desconhecido.

Ruído

O ruído ambiental já foi descrito como o principal fator perturbador do sono, 21 , 29 pontuando conversas de pessoal, alarmes de monitores e de bombas de infusão, telefones e televisão como as principais fontes. 15 , 30

Estima-se que o nível de ruído em uma UTI varia de 50 a 75 dB, com picos de até 85 dB, 31 enquanto o recomendado pela Agência de Proteção Ambiental Americana são níveis máximos de ruído hospitalar de 45 dB durante o dia e de 35 dB durante a noite. 32 Esse nível de ruído é comparável ao de uma fábrica (80 dB) ou ainda ao de um escritório movimentado (70 dB). 31 Surpreendentemente, apenas 10-30% dos despertares podem ser atribuídos ao ruído ambiental, 23 , 29 ao contrário da hipótese tradicional de que o ruído seja um dos principais fatores disruptivos do sono na UTI. Embora picos de ruído fossem frequentes, somente 12% desses resultaram em despertares. 29

Luminosidade

Um estudo registrou atividades realizadas durante a noite na UTI enquanto fontes de luz estavam acesas. A atividade relacionada com a maior exposição à luz era a de se obter amostras laboratoriais; já a segunda atividade mais frequentemente registrada era "nenhuma", sugerindo a falta de vigilância desse cuidado pela equipe de cuidadores. 33 Entretanto, pacientes relataram que a luz é menos prejudicial para seu sono do que as atividades assistenciais ou o ruído ambiental. 15 , 30

Sabendo que a luz desempenha um papel vital na sincronização do ritmo circadiano, foi avaliada a secreção noturna de melatonina em pacientes internados em UTI. Verificou-se que, independentemente dos níveis de luminosidade, a secreção de melatonina estava suprimida ou errática, sugerindo que outros fatores além do ciclo claro/escuro podem afetar o ritmo circadiano dessa população. 34

Atividades de cuidado ao paciente

Já foi constatado que atividades da enfermagem, como higiene oral e ocular, banho, troca de roupa de cama e cuidados com cateteres, eram geralmente realizadas entre 00:00 e 05:00 h, 35 resultando numa média de 51 intervenções por paciente por noite. 35 Além disso, em um estudo que avaliou os cuidados de enfermagem no turno da noite, foram registrados apenas 9 períodos ininterruptos de 2-3 h para o sono nas 147 noites avaliadas (6% do tempo total). 36 No entanto, já foi demonstrado que apenas 20% das atividades de assistência ao paciente resultavam em despertares, representando cerca de 7% das interrupções do sono nessa população. 29 Portanto, atividades assistenciais, apesar de frequentes, não parecem ser a principal fonte dos distúrbios do sono em pacientes em UTIs. 1

Fatores intrínsecos aos pacientes

Pacientes admitidos em UTIs podem apresentar doenças preexistentes que contribuem para a má qualidade do sono. Distúrbios pulmonares obstrutivos, como a asma e a DPOC, por exemplo, são comorbidades comuns e podem associar-se a fragmentação e baixa eficiência do sono, além de alterações da arquitetura. 2 Pacientes com distúrbios neurológicos ou com insuficiência cardíaca sistólica grave frequentemente apresentam respiração noturna tipo Cheyne-Stokes, ocasionando fragmentação do sono, sonolência diurna excessiva, dispneia paroxística noturna ou ainda insônia. 2 Finalmente, distúrbios do sono, como a apneia obstrutiva e a síndrome da obesidade e hipoventilação, podem levar a consequências graves se não forem adequadamente tratados. 2 ) Além disso, a própria injúria aguda responsável pela internação em UTIs pode ser um fator agressor do sono. Pacientes em pós-operatório imediato de grandes cirurgias apresentam redução ou ainda ausência de estágios profundos do sono (NREM estágio 3 e REM). Este achado é caracteristicamente seguido por um rebote de sono REM. 19 No entanto, esse rebote pode estar ausente em pacientes utilizando medicações supressoras do sono REM, como analgésicos e benzodiazepínicos. Além disso, estudos que avaliaram diferentes perfis de pacientes internados em UTIs demonstraram alterações mais pronunciadas na secreção de melatonina do que em pares saudáveis, sugerindo pior qualidade de sono no primeiro grupo. 37 , 38

Por último, condições ligadas ao paciente podem contribuir para a má qualidade do sono. A presença de dor é uma queixa frequente de pacientes e pode relacionar-se à baixa qualidade do sono. 25 Estresse e ansiedade devido à falta de familiaridade com o ambiente da UTI, à incapacidade de comunicar-se ou de movimentar-se, ou ainda decorrentes da doença aguda são outros fatores que devem ser considerados.

Ventilação mecânica

Estudos demonstram que a ventilação mecânica (VM) relaciona-se com transtornos do sono. 20 , 23 Aspectos da VM que contribuem para a fragmentação do sono incluem aumento do trabalho respiratório, anormalidades nas trocas gasosas e assincronias entre o paciente e o ventilador. 1 , 2 Assim, comparativamente a pares não ventilados, pacientes sob VM apresentam sono mais fragmentado e de menor eficiência. 20 Outros fatores relacionados, tais como desconforto do tubo endotraqueal, aspiração, reposicionamentos frequentes e alarmes do ventilador, provavelmente também contribuem para a má qualidade do sono; no entanto, essas associações ainda não foram estudadas. 2 , 31 Cabe salientar que a gravidade da doença e o uso de sedativos e analgésicos nessa população são possíveis fatores de confusão. 31

Além dos elementos acima, evidências sugerem que o modo ventilatório também pode influenciar a qualidade do sono. 39 , 40 Já foi observada maior fragmentação do sono durante a pressure support ventilation (PSV, ventilação com suporte pressórico) do que no modo assisto-controlado: 79 vs. 54 despertares e microdespertares/h. 39 Também já foi demonstrado que pacientes sob ventilação no modo neurally adjusted ventilatory assist , quando comparados àqueles sob ventilação em modo PSV, apresentaram uma maior proporção de sono REM -16,5% (variação: 13-29%) vs. 4,5% (variação: 3-11%; p = 0,001) - e menor fragmentação do sono - 16 ± 9 vs. 40 ± 20 despertares e microdespertares/h; p = 0,001). 40 ) No entanto, um estudo que comparou o impacto de três modos de ventilação (assisto-controlado, PSV e SmartCare(tm)) sobre a qualidade do sono em pacientes alertas e não sedados apresentou resultados conflitantes. Não houve diferenças quanto a arquitetura, fragmentação e duração do sono entre os três modos. 41

Medicações

Um número significativo de medicações comumente utilizadas na UTI pode alterar a quantidade e a qualidade do sono. Elas podem afetar o SNC diretamente, pela penetração na barreira hematoencefálica, ou ainda indiretamente, interferindo em uma condição médica ou psiquiátrica que resulta em alteração do sono. Podem ainda exercer um efeito igualmente perturbador quando retiradas abruptamente. 42 Embora a exata interação desses medicamentos com o sono seja difícil de ser estudada em pacientes críticos, seus efeitos em indivíduos saudáveis são bem descritos. 42 , 43

Sedativos

Os benzodiazepínicos melhoram a eficiência do sono por diminuir sua latência e o número de despertares, aumentando o TTS. No entanto, seu uso crônico está associado a superficialização do sono, com redução dos estados profundos e do sono REM. Sua suspensão abrupta está relacionada a um quadro de insônia rebote. 42 ) O propofol, utilizado principalmente para a sedação profunda, suprime o sono REM e relaciona-se à piora da qualidade do sono nessa população. 1 , 2 Assim como os benzodiazepínicos, associa-se com delirium em pacientes críticos mesmo em baixas doses. 42 ) A dexmedetomidina, um novo agente α2-agonista, tem efeito sedativo, ansiolítico e analgésico com mínima depressão respiratória. Semelhanças com o sono natural na sedação induzida por essa droga foram observadas. 1 No entanto, estudos que avaliem precisamente sua influência no sono de pacientes críticos ainda são necessários.

Antipsicóticos

Os antipsicóticos são hoje a base farmacológica para o manejo de agitação e delirium na UTI. O haloperidol, o antipsicótico atípico mais utilizado, quando administrado em dose única a voluntários saudáveis, apresentou uma tendência de aumento da eficiência do sono, em especial da do sono NREM fase 2, com pouco efeito sobre o sono de ondas lentas. 44 A olanzapina e a risperidona parecem aumentar a eficiência e o TTS, com aumento do sono profundo. 44

Analgésicos

Os opioides são a base do tratamento para a dor e o desconforto de pacientes criticamente enfermos. Relacionam-se com a supressão do sono REM e o de ondas lentas, assim como com a fragmentação do sono, e podem induzir apneias centrais ou mesmo delirium. 1 , 2 Mesmo anti-inflamatórios não esteroidais podem afetar negativamente o sono, aumentando despertares noturnos e diminuindo a eficiência do sono. 1 No entanto, deve ser enfatizado que essas medicações têm um papel significativo no conforto do paciente, e o equilíbrio na sua administração deve ser buscado.

Medicações cardiovasculares

Betabloqueadores podem ocasionar efeitos variáveis no sono, dependendo de sua capacidade de atravessar a barreira hematoencefálica. Agentes mais lipossolúveis estão relacionados a uma maior perturbação do sono, podendo provocar pesadelos, insônia e supressão do sono REM. 1 ) A amiodarona possui efeitos neurológicos em 20-40% dos pacientes, incluindo insônia e pesadelos. 1 ) Os inibidores da enzima conversora de angiotensina parecem não interferir no sono. Outros anti-hipertensivos, como antagonistas do cálcio, hidralazina, diuréticos e α1-antagonistas, não tiveram seus efeitos sobre o sono avaliados. 42 A noradrenalina, a adrenalina e a dopamina estão associadas com insônia e supressão do sono profundo e sono REM. 42

Medicações respiratórias

A estimulação do SNC causando agitação e insônia são efeitos adversos bem conhecidos dos beta-agonistas. 42 No entanto, o efeito final pode ser positivo caso haja redução dos sintomas respiratórios, comemorativos relacionados com a fragmentação do sono. 1 , 2

Miscelânea

Corticoides são frequentemente associados à insônia; porém, resultados conclusivos são ainda insuficientes. 43 Seu uso, no entanto, conforme o tipo e dosagem, pode associar-se a supressão do sono REM e a despertares noturnos. 42 , 43

Os antidepressivos tricíclicos podem suprimir o sono REM, mas aumentam o TTS e, em geral, podem melhorar a qualidade subjetiva do sono. Inibidores seletivos da recaptação da serotonina diminuem de forma menos potente o sono REM, mas reduzem o TTS e podem associar-se a insônia e sedação diurna. 42 , 43

POTENCIAIS CONSEQUÊNCIAS DOS DISTÚRBIOS DO SONO NA UTI

Consequências cardiovasculares

A relação entre a privação crônica do sono e o aumento da morbidade e da mortalidade cardiovascular já está bem documentada. Na Alemanha, um estudo de coorte revelou que indivíduos que dormiam menos de 6 h por noite apresentavam um risco relativo (RR) de 1,11 (IC95%: 0,97-1,27) para desenvolvimento de doença cardiovascular e de 1,19 (IC95%: 1,00-1,40) para doença arterial coronariana. Aqueles que dormiam menos de 6 h por noite e tinham baixa qualidade do sono ainda apresentavam um incremento maior de 60% desses riscos. 45 Uma revisão sistemática com 474.684 participantes revelou que indivíduos cronicamente privados de sono têm aumento do risco de desenvolvimento de e morte por doença arterial coronariana (RR = 1,48; IC95%: 1,22-1,80; p < 0,0001) e por acidente vascular encefálico (RR = 1,15; IC95%: 1,00-1,31; p = 0,047). 46 Apesar dessas evidências, não está estabelecido se a privação do sono na UTI contribui para a mortalidade cardiovascular nessa população.

Consequências ventilatórias

Estudos em pacientes fora do ambiente da UTI demonstraram que mesmo curtos períodos de privação do sono podem provocar alterações respiratórias. Depois de uma noite sem dormir, indivíduos saudáveis apresentaram declínio discreto, embora significativo, na CVF e na ventilação voluntária máxima. 47 Um estudo realizado com pacientes com DPOC estável apresentou alterações similares. 48

Embora também se acreditasse que a privação de sono pudesse reduzir a resposta ventilatória à hipercapnia, 47 , 49 levando a hipoventilação, já foi demonstrado que a privação do sono não alterou o controle respiratório em indivíduos saudáveis. 50 Estudos em pacientes críticos ainda não foram realizados.

Consequências metabólicas

Evidências de um efeito modulador do sono no sistema metabólico têm sido descritas nas últimas décadas. Particularmente, a tolerância à glicose, o padrão de liberação de insulina ao longo das 24 h e a secreção de hormônios contrarreguladores (como o hormônio do crescimento e o cortisol), assim como aqueles envolvidos na regulação do apetite (como a leptina e a grelina), são, pelo menos em parte, dependentes da duração e da qualidade do sono. 51 , 52 Tais achados, no entanto, são baseados principalmente em coortes epidemiológicas que avaliaram a privação crônica do sono ou ainda em modelos de fragmentação do sono de indivíduos com SAOS, não permitindo, ainda, a extrapolação desses achados no contexto agudo do paciente crítico. 51 , 52

Consequências no sistema imune

É senso comum a ideia de que a privação do sono aumenta o risco de um indivíduo apresentar uma infecção ou doença e, inversamente, de que o sono é vital para a recuperação da saúde. 2 Um modelo murino projetado para explorar os efeitos da perda do sono sobre a imunidade e as defesas do hospedeiro demonstrou que a privação de crônica do sono levou a caquexia e morte dos animais por septicemia por germes oportunistas em 27 dias. 53

Estudos em indivíduos saudáveis demonstraram que a privação do sono leva a alterações das funções imunológicas de linfócitos, células polimorfonucleares e células natural killers . 2 , 28 , 31 Além disso, citocinas inflamatórias (como IL-1, IL-6 e TNF), conhecidas por causarem disfunção endotelial e aumento da resistência insulínica, também estão aumentadas na privação do sono, 2 , 28 , 31 podendo ampliar o impacto fisiológico da sepse.

Delirium

Delirium é um estado confusional agudo comum no paciente crítico, acometendo até 80% dos pacientes em VM. 54 Está relacionado com maior mortalidade, maior tempo e custos de internação hospitalar e, ainda, piora cognitiva. 2 , 54 Sabendo que tanto o delirium como a privação do sono são achados comuns que muitas vezes coexistem no paciente crítico, uma relação entre esses transtornos foi hipotetizada. 2 , 55 , 56 No entanto, se essa é uma relação de causa e efeito ou simplesmente uma associação resultante de mecanismos compartilhados é ainda uma questão a ser determinada. Uma análise de 223 pacientes críticos não demonstrou uma associação entre a percepção diária de qualidade do sono e a transição para delirium. No entanto, naqueles pacientes submetidos à VM, o uso de sedativos (benzodiazepínicos e/ou opioides) foi fortemente associado à transição, nas 24 h seguintes, para um estado de delirium. 56

AÇÕES PARA PROMOÇÃO DO SONO NA UTI

Os mecanismos relacionados aos transtornos e à arquitetura anormal do sono na UTI ainda não são completamente entendidos. Embora fatores como ruído e atividades assistenciais fossem classicamente ranqueados como as principais causas de perturbação do sono em pacientes críticos, já foi visto que esses correspondem a apenas 37% dos despertares na UTI. 29 Assim, abordagens individuais desses fatores não devem afetar significativamente a privação do sono na UTI. 28

Evidências sugerem que a promoção do sono na UTI seja alcançada via intervenções multifacetadas, focadas na minimização multifatorial das perturbações do sono noturno e na manutenção dos ciclos sono-vigília. 1 , 3 , 22 , 28 Destacam-se, assim, quatro principais abordagens: controle dos níveis de ruído e de luminosidade noturnos, melhoria do conforto do paciente e organização das atividades assistenciais possibilitando períodos ininterruptos de sono. 1 , 2 , 28 , 31 A redução do ruído pode ser obtida através de ajustes dos alarmes de monitores e de ventiladores, diminuição do volume da campainha telefônica, fechamento de portas, minimização de conversas e oferta de tampões de ouvido. 16 - 18 , 57 - 60 Níveis de luz podem ser reduzidos através da diminuição da luminosidade nos quartos e adjacências e do oferecimento de máscaras para olhos. 16 - 18 , 57 - 60 As melhorias no conforto do paciente incluem ajustes na VM, otimizando a sincronia paciente-ventilador 39 , 40 ; alívio adequado da dor 17 , 18 , 57 , 58 ; técnicas de relaxamento, como massagem, musicoterapia e escuta de sons do oceano 1 , 2 , 60 ; e ainda administração de fármacos quando necessário, como zolpidem, haloperidol 18 ou ainda melatonina. 1 , 22 , 59 Atividades assistenciais, como realização de exames e coleta de sangue, cuidados de higiene e administração de medicamentos, devem ser planificados para evitar interrupções desnecessárias do sono. 16 - 18 , 57 , 58

Com o intuito de avaliar o impacto dessas medidas na promoção do sono, estudos têm investigado o impacto dessas intervenções. Um protocolo foi desenvolvido para limitar as atividades noturnas de enfermagem visando diminuir as interrupções do sono dos pacientes. Não houve melhoria significativa no grupo intervenção. No entanto, pacientes naquele grupo eram mais velhos e relatavam o uso mais frequente de medicações para dormir que os do grupo controle. 58 Um estudo semelhante implantou um protocolo para reduzir o nível de ruído e de luminosidade noturnos, além de modificar a rotina de cuidados dos pacientes. Foi demonstrado que o nível médio de ruído foi significativamente reduzido, assim como o ruído percebido pelos pacientes. Houve também uma redução da interrupção do sono por fatores ambientais, assim como melhora da qualidade global do sono e da sua eficiência no grupo intervenção. 16 Já outro grupo de autores, instituindo medidas para promoção do sono, obteve diminuição dos níveis de luz e de ruído durante o período da noite. Houve uma consequente melhora no índice de eficiência do sono e no número de despertares relacionados à equipe de cuidados em relação ao grupo controle. Também houve uma queda na incidência de delirium naquela população. 17 Um ensaio clínico randomizado que implementou medidas para a redução das perturbações ambientais e uso de musicoterapia 60 obteve melhoras significativas do sono através dos diferentes domínios do RCSQ no grupo intervenção. Entretanto, não houve diferenças nas medidas urinárias de cortisol e melatonina entre os grupos.

Um estudo que, além do protocolo tradicional, instituiu medidas farmacológicas para a promoção do sono obteve melhoria significativa no nível de ruído noturno percebido e na incidência de delirium. Não houve diferença na qualidade percebida do sono. 18 Um ensaio randomizado que também utilizou medidas farmacológicas (melatonina) 59 não pôde comparar adequadamente os resultados polissonográficos entre os dois grupos, já que mais da metade dos exames não puderam ser decodificados por apresentarem padrões de sono não interpretáveis.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

O sono do paciente crítico é caracterizado por interrupções frequentes, alterações do ritmo circadiano e baixa qualidade, com redução dos estágios profundos e reparadores.

Esses distúrbios do sono parecem ser causados por fatores ligados a própria UTI, como a rotina de cuidados e estímulos ambientais; a fatores intrínsecos do paciente e à sua condição aguda; e ainda àqueles relacionados ao tratamento em curso, como a VM. No entanto, ainda não há uma compreensão exata da patogênese dos distúrbios de sono nessa população, assim como não há conhecimento da contribuição relativa das potenciais fontes de perturbação do sono. Além disso, embora as consequências da má qualidade do sono possam influenciar uma série de processos metabólicos e regulatórios do organismo, o impacto da privação do sono sobre certos desfechos, como desmame da VM, tempo de permanência na UTI, morbidade e mortalidade hospitalar, ainda são desconhecidos.

Por último, embora protocolos para a promoção do sono na UTI venham sendo recentemente implantados e estudados, ainda não está definido o quanto do sono pode ser melhorado nesses pacientes, nem quais são as melhores estratégias para sua promoção. Enquanto todos esses questionamentos não forem respondidos, parece adequado oferecer aos pacientes condições para um sono reparador quando tal objetivo puder ser alcançado de forma segura.

Footnotes

Apoio financeiro: Flávia Gabe Beltrami recebeu Bolsa de Doutorado Sanduíche da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Ministério da Educação (BEX 14493-13-6).

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Trabalho realizado no Programa de Pós-Graduação de Ciências Pneumológicas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre (RS) Brasil.


Articles from Jornal Brasileiro de Pneumologia are provided here courtesy of Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia (Brazilian Thoracic Society)

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