Altitudinal hypoxia is a problem of growing interest, given the increased population that voluntarily or involuntarily is exposed to this condition. Despite the fact that a hypoxic context could have marked the dawn of humanity, most humans currently live below 2500 m asl in the so-called lowlands. Although physiological adaptive mechanisms have allowed the incursion of population groups above that level, non-acclimatized lowlanders may suffer maladaptive changes. Among these changes, sleep disturbances stand out, leading to impaired physical and mental performance. Hence, implementing countermeasures is desirable to improve the performance and well-being of these vulnerable populations. Napping has been recognized as an effective strategy against sleep disturbances under normoxic conditions; yet, its use under altitudinal hypoxia lacks experimental support. This gap is due, among other things, to a poor understanding of the physiological nature of a daytime nap under hypoxic condition. Thus, here our goal was to analyze cognitive, endocrine, and autonomic changes produced around a daytime nap under normobaric hypoxia. Our results show a sleep architecture alteration in individuals when napping in normobaric hypoxia, including less REM and N3 sleep and a concomitant increase in N2, relative to individuals in the normoxic condition. As expected, there was a classic dose-dependent endocrine response with an elevation of EPO and cortisol. These changes were strongly correlated with indirect markers of autonomic activity, namely, Heart Rate Variability parameters. There was an increase in cardiovagal tone while napping, suggested by larger RR intervals and RMSSD; this increase was less in hypoxia. Similarly, sympathetic activity after a 90-min nap increased. These drastic neuroendocrine changes did not have significant cognitive repercussions. Regarding respiratory activity, a notable difference between men and women was evident. Men exhibited high peripheral oxygen desaturation and dose-dependent periodic breathing. The significant findings in men (and one woman with polycystic ovary) point to a potential role of testosterone in modifying the ventilatory threshold and the CO2 reserve. Considering our results, the prescription of a nap as a countermeasure against night sleep disturbances at altitude should be limited, given the little evidence favoring its implementation. Additional strategies, such as oxygen administration, may be necessary.
Hypoxie in Höhenlagen ist ein Problem von wachsendem Interesse, da immer mehr Menschen freiwillig oder unfreiwillig diesem Zustand ausgesetzt sind. Trotz der Tatsache, dass ein hypoxischer Kontext die Anfänge der Menschheit markiert haben könnte, leben die meisten Menschen heute in den so genannten Tieflandgebieten unterhalb von 2500 m ü. NN. Obwohl physiologische Anpassungsmechanismen das Vordringen von Bevölkerungsgruppen oberhalb dieses Niveaus ermöglicht haben, können nicht akklimatisierte Tieflandbewohner unter maladaptiven Veränderungen leiden. Zu diesen Veränderungen gehören vor allem Schlafstörungen, die zu einer Beeinträchtigung der körperlichen und geistigen Leistungsfähigkeit führen. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, Gegenmaßnahmen zu ergreifen, um die Leistungsfähigkeit und das Wohlbefinden dieser anfälligen Bevölkerungsgruppen zu verbessern. Obwohl das Mittagschlaff unter normoxischen Bedingungen als wirksame Strategie gegen Schlafstörungen anerkannt ist, fehlt für seine Anwendung unter Höhenhypoxie die experimentelle Unterstützung. Dieser Mangel ist unter anderem auf die mangelnde Kenntnis der physiologischen Natur eines Tagesschlafs unter hypoxischen Bedingungen zurückzuführen. Aus diesem Grund war es das Ziel der vorliegenden Untersuchung, die kognitiven, endokrinen und autonomen Veränderungen zu analysieren, die bei einem Tagesschlaf unter normobarer Hypoxie auftreten. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen eine Veränderung der Schlafarchitektur beim Mittagsschlaf unter normobarer Hypoxie mit einer Abnahme des REM- und N3-Schlafs und einer gleichzeitigen Zunahme des N2-Schlafs im Vergleich zur normoxischen Kontrolle. Wie erwartet, kam es zu einer klassischen dosisabhängigen endokrinen Reaktion mit einem Anstieg von EPO und Cortisol. Diese Veränderungen korrelierten stark mit indirekten Markern der autonomen Aktivität, d. h. mit den Parametern der Herzfrequenzvariabilität. Obwohl der kardiovagale Tonus während des Mittagsschlaf anstieg, was durch den Anstieg des RR-Intervalls und der RMSSD belegt wird, war dieser Anstieg bei Hypoxie geringer. In ähnlicher Weise stieg die sympathische Aktivität nach einem 90-minütigen Mittagsschlaf an. Diese neuroendokrinen Veränderungen hatten keine signifikanten kognitiven Auswirkungen. In Bezug auf die Atmungsaktivität war ein bemerkenswerter Unterschied zwischen Männern und Frauen festzustellen, da die Männer eine hohe periphere Sauerstoffentsättigung aufwiesen und auch eine dosisabhängige periodische Atmung entwickelten. Die signifikanten Befunde bei Männern (und einer Frau mit polyzystischem Ovar) deuten auf eine grundlegende Rolle des Testosterons bei der Veränderung der ventilatorischen Schwelle und der CO2-Reserve hin. In Anbetracht unserer Ergebnisse sollte die Verschreibung eines Mittagsschlafs als Gegenmaßnahme gegen nächtliche Schlafstörungen in der Höhe begrenzt werden, da es nur wenige Belege für ihre Anwendung gibt. Möglicherweise sind ergänzende Strategien wie die Verabreichung von Sauerstoff erforderlich.
