РИСК РАЗВИТИЯ НАРУШЕНИЙ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ У ПАЦИЕНТОВ С СИНДРОМОМ ОБСТРУКТИВНОГО АПНОЭ СНА

Жёлобов В.Г.¹, Щекотов В.В ², Барламов П.Н.³, Лучникова Е.А.⁴

¹ доктор медицинских наук, профессор, Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А.Вагнера» (ГБОУ ПГМУ им. ак. Е.А. Вагнера), ² доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ПГМУ им. ак. Е.А. Вагнера, ³ доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ПГМУ им. ак. Е.А. Вагнера, ⁴ аспирант, ГБОУ ПГМУ им. ак. Е.А. Вагнера

РИСК РАЗВИТИЯ НАРУШЕНИЙ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ У ПАЦИЕНТОВ С СИНДРОМОМ ОБСТРУКТИВНОГО АПНОЭ СНА

Аннотация

В статье рассмотрены особенности течения нейрореспираторного синдрома у пациентов с синдромом обструктивного апноэ сна. Показана ведущая роль ожирения в формировании патологии регуляции дыхания. Выявлены группы риска развития гипер- и гиповетниляционных расстройств. Полученные данные могут быть использованы для оптимизации лечения данной группы пациентов.

Ключевые слова: синдром обструктивного апноэ сна, гипервентиляция, ожирение.

Zelobov V.G¹, Shchekotov V.V. ², Barlamov P.N.³, Luchnikova E.A.⁴

¹ MD, professor, Perm State Medical University, ² MD, professor, Perm State Medical University, ³ MD, professor, Perm State Medical University, ⁴ postgraduate student, Perm State Medical University

RISK OF REGULATION RESPIRATORY DISTURBANCES IN PATIENTS WITH OBSTRUCTIVE SLEEP APNEA

Abstract

The article deals with peculiarities of neuro-respiratory syndrome in patients with obstructive sleep apnea syndrome (OSAS). We reveal the leading role of obesity in the respiratory regulation disturbances. The risk of hyper- and hyporventilation development is described. The obtained data can be used to optimize the treatment of OSAS patients.

Keywords: obstructive sleep apnea syndrome, hyperventilation, obesity.

Синдром обструктивного апноэ сна (СОАС) характеризуется эпизодами прекращения или ограничения воздушного потока во время сна на фоне сохраненных усилий дыхательной мускулатуры. Спадение дыхательных путей на вдохе приводит к снижению содержания кислорода в крови, гипоксии тканей и органов. Эпизоды апноэ и гипопноэ заканчиваются пробуждением с восстановлением биохимических параметров.  Затем процесс повторяется вновь [1].

Распространенность СОАС в популяции колеблется от 0,4–9,1% у мужчин, и 4,0–4,4% у женщин [2].

Эпизоды апноэ во время сна приводят к гипоксии, которая, через активацию хеморецепторов сонных артерий, вызывает увеличение легочной вентиляции -  гипервентиляцию. Можно предположить, что наличие расстройств дыхания во сне (остановки дыхания с десатурацией) при СОАС могут провоцировать либо усугублять изменение паттерна дыхания в дневное время, выступая триггерным фактором, запускающим развитие НРС.

Нейрореспираторный синдром (НРС) характеризуется рядом соматических симптомов, вызванных формированием устойчивого патологического паттерна дыхания, который проявляется увеличением легочной вентиляции неадекватно уровню газообмена в организме [3,4].

По данным разных авторов распространенность этой патологии, составляет от 6 до 28 % среди больных общего профиля при распределении мужчин и женщин 1:4-1:5[5]. По литературным данным ГВС развивается преимущественно в возрасте 30-40 лет.

У пациентов с  ожирением и СОАС хорошо изучены гиповентиляционные нарушения дыхания в дневные часы, но практически нет данных о возможности у них гипервентиляции. Хотя, такие общие факторы как психо-эмоциональный стресс, дипривация сна, гипертоническая болезнь (ГБ), дисбаланс вегетативной нервной системы, дисфункция эндотелия и оксидазный стресс характерны как для СОАС, так и для НРС [6].

Таким образом, цель нашей работы  - оценить риск развития нарушений регуляции дыхания в дневные часы у пациентов с СОАС и избытком массы тела.

 Материалы и методы

В исследовании приняли участие 76 человек с ГБ  и избыточной массой тела. Среди них 50 мужчин и 26 женщин. Средний возраст пациентов составил 53,9±10,6 лет, средний ИМТ - 38,5±7,8. Диагноз ГБ выставлялся на основании клинического обследования и данных анамнеза. У 11 пациентов  была диагностирована ГБ I стадии, у  10  - II и у  55 - III стадии.

Критерии исключения: нарушение ритма и проводимости сердца (частая экстраситолия, постоянная формы фибрилляции предсердий, АВ-блокада 2-3 степени, декомпенсированный СССУ, постоянный ритм ЭКС), хроническая сердечная недостаточность III-IV ФК (NYHA), расстройство мозгового кровообращения, острый инфаркт миокарда менее чем за 6 месяцев до исследования, состояние после аортокоронарного шунтирования (менее 6 месяцев), бронхиальная астма в анамнезе, анемия, злокачественные новообразования, патология ЛОР-органов.

Всем пациентам было проведено кардиопульмональное мониторирование (КПМ) для определения степени тяжести СОАС. Использовался диагностический прибор ApneaLink (ResMed, Германия). Основной показатель, используемый для диагностики нарушений дыхания во время сна  - индекс апноэ-гипопноэ (ИАГ) - количество эпизодов апноэ и гипопноэ за час записи. Апноэ определяли как полное прекращение воздушного потока длительностью более 10 секунд. Гипопноэ – снижение воздушного потока  более чем на 50% или  ограничение более чем на 30%, сопровождающееся снижением сатурации на 3% и более, длительностью более 10 секунд.

СОАС диагностировали согласно рекомендациям Американской Академии Медицины Сна: легкая степень синдрома диагностировалась, когда ИАГ был больше 5, но менее 15, средняя степень – ИАГ более 15 и меньше 30, и тяжелая степень СОАС – ИАГ более 30[7].  Дневная сонливость измерялась с помощью шкалы оценки Эпворта [8].

Для выявления субъективных гипервентиляционных жалоб пациенты заполняли Наймигентский опросник [9]. Для подтверждения диагноза НРС использовалась капнометрия - определение процентного содержания углекислого газа  в конечной порции выдыхаемого воздуха (FetCO₂). Исследование проводилось с помощью прибора  TIDAL WAVE (Novometrix, США) с 11.00 до 12.00 часов дня. Пациенты обследовались натощак. За 2 часа до исследования исключались курение, прием алкоголя.

Статистический анализ проводился с помощью программного обеспечения Statistica 6.0. Для выявления взаимосвязи между признаками использовался коэффициент корреляции Пирсона (r). Для оценки значимости различий применяли t-критерия Стьюдента для независимых групп. Данные представляли в виде М±σ. Различия считали значимыми при p < 0,05.

Результаты

По результатам КПМ и ИАГ все пациенты были распределены на 2 группы. В группу 1 вошли 31 пациент с СОАС легкой и средней тяжести (ИАГ=11,7±6,5), в группу 2  - 45 пациентов с тяжелым СОАС (ИАГ=54,7±16,9), р<0,001. Средний балл по опроснику Эпворта составил 6,53±3,99 в первой группе и 12,76±6,80 во второй, р=0,003. Характеристика групп представлена в таблице 1.

Таблица 1. Основные клинические характеристики пациентов.

Показатель	Группа 1 (n=31)	Группа 2 (n=45)	р
Возраст, лет	52,5 ±12,2	54,9 ±9,4	0,33
Мужчины/женщины	19/12	31/14	0,49
ИАГ	11,7 ±6,5	54,7± 16,8	<0,001
ИМТ, кг/м2	36,1± 7,1	40,1± 7,9	0,03
FetCO2	4,14±0,45	4,54±0,67	0,007
Наймигентский опросник	19,5±13,7	19,2±13,4	0,96

Диагноз ГВС был поставлен по наличию жалоб и данным капнометрии у  21 (67,7%) пациента из первой группы, и у 14 (31,1%) – из второй, р=0,002; по данным только капнометрии – у 8 (25,8%) и 12 (26,7%), соответственно, р=0,93. Только по данным Наймигентского опросника ГВС можно было заподозрить у 2 пациентов из первой группы (6,5%) и 16 (35,5%) пациентов из второй группы, р=0,002. Трое пациентов (6,7%) были исключены из анализа, так как имели нормальные показатели капнометрии и не предъявляли специфических жалоб. Все они имели СОАС тяжелой степени.

Группы значимо различались между собой по уровню FetCO₂. Показатель был выше в группе пациентов с тяжелым СОАС: 4,14±0,45% - в группе 1  и  4,54±0,67%  - в группе 2, р=0,007.

С увеличением степени тяжести СОАС, а также ИМТ  происходило увеличение FetCO₂ (r=0,31, p=0,008 и r=0,26, p=0,026, соответственно). При этом наличие субъективных жалоб в большей степени зависело от продолжительности эпизодов десатурации в течение ночи (r=0,54, р<0,001). Наличие гипервентиляционных жалоб прямо зависело от степени дневной сонливости по опроснику Эпворта (r=0,44, р=0,002).

При анализе внутригрупповых корреляций картина несколько менялась. Таблица 2

Таблица 2. Корреляции характеристик ГВС и КПМ внутри групп.

Показатель	Группа 1 (r)		Группа 2 (r)
	FetCO2	Наймигентский опросник	FetCO2	Наймигентский опросник
ИАГ, событий в час	-0,04	-0,15	0,09	-0,12
Минимальный уровень сатурации кислорода (SaO2),%	-0,11	0,32	-0,47*	-0,54*
SaO2<90%, мин.**	-0,15	-0,31	0,53*	0,72*
SaO2<85%, мин.	0,02	-0,28	0,52*	0,71*
SaO2<80%, мин.	-0,02	-0,26	0,49*	0,64*
Эпфорт	-0,18	0,28	0,22	0,67*
ИМТ	-0,22	0,24	0,36*	0,69*

*-p<0,05.

** - время, в течение которого уровень сатурации кислорода составил менее 90%.

В группе 1 не было выявлено статистически значимых корреляций, но с увеличением степени тяжести СОАС наблюдалась тенденция к снижению FetCO₂. В группе тяжелого СОАС сохранялась положительная взаимосвязь между продолжительность десатурации, ИМТ и FetCO₂. Это касалось не только показателей КПМ, но и данных Наймигентского опросника. В целом корреляции в двух группах носили разнонаправленный характер, свидетельствуя о противоположном влиянии СОАС различных степеней тяжести на дыхательный паттерн.

Средний балл по Наймигентскому опроснику был значимо выше у женщин в группе тяжелого СОАС (р=0,044). В группе легкого и среднетяжелого СОАС данные мужчин и женщин не различались.

Была проведена оценка вероятности нахождения FetCO₂  в пределах нормы (от 4,7 до 5,7%[10])  в зависимости от степени ожирения у пациентов с СОАС.  Полученные зависимости приведены на графике (рисунок 3).

Рисунок 3. Вероятность нахождения параметра FetCO₂ в заданных пределах от величины ИМТ.

Анализ приведенного графика показал, что нормокапнию можно ожидать у пациентов с СОАС и величиной ИМТ в интервале от 50 до 70 кг/м². При значениях более 70 кг/м² есть риск развития гиповентиляции (FetCO₂>5,7%), а при значениях менее 50 кг/м² - гипервентиляции (FetCO2<4,7%).

Обсуждение

Исследований, посвященных изучению дневных дыхательных расстройств у пациентов с СОАС, достаточно много. Большая их часть посвящена гиповентиляционным нарушениям. Среди пациентов с гиповентиляционным синдромом у 90% выявляется преходящая обструкция дыхательных путей во время сна[11]. Среди пациентов с СОАС по разным данным у 10-20% выявляется гиповентиляционный синдром. Этот процент выше в группе морбидного ожирения. Среди главных причин развития гиповентиляции у таких пациентов выделяют: нарушение механических движений грудной клетки в результате ожирения, нарушение центральных механизмов регуляции и ответа на гипоксию и гиперкапнию. Чаще выявляются рестриктивные нарушения с обструктивными изменениями легкой или средней тяжести.

Однако, в исследовании J.Leech [12] было продемонстрировано, что в пробе с произвольной гипервентиляцией с целью довести показатели СО₂ в выдыхаемом воздухе до нормы у пациентов с ожирением, только несколько человек не смогли достичь нормокапнии. Из этого исследователи делают вывод, что основная роль в развитии гиперкапнии у таких пациентов принадлежит механическим, мышечным проблемам,  а не нарушениям регуляции дыхания.

В нашем исследовании были определены риски развития того или иного отклонения регуляции дыхания у пациентов с СОАС в зависимости от ИМТ.

В то же время, по данным литературы и результатам нашего исследования среди пациентов с ожирением и СОАС есть те, у которых дыхательные нарушения в дневное время могут носить иной характер. Именно они и составили группу наблюдения. Данных, посвященных исследованию гипервентиляционных нарушений дыхания в дневное время у пациентов с СОАС, крайне мало.

Согласно данным А.Г.Чабан[13] СОАС и НРС являются проявлениями общих патофизиологических изменений, связанных с нарушением регуляции дыхания во время бодрствования и во сне. НРС и СОАС проявляются увеличением легочной вентиляции вопреки метаболическим и гомеостатическим потребностям организма. При этом нарушения происходят на уровне поведенческой (произвольной) программы регуляции дыхания, деятельность которой обеспечивается кортикальными механизмами.

Hargens T.A. с соавт. [14] отметили, что гиперкапния у пациентов с эпизодами апноэ во сне приводит к гипервентиляции во время физической нагрузки в дневное время. Результат не зависел от типа апноэ – обструктивное или центральное. По мнению авторов, ночная гипервентиляция после эпизода апноэ, приводит к гиперстимуляции хеморецепторов, вызывая нарушения регуляции дыхания в дневное время. Гипокапния у пациентов с СОАС уменьшалась с увеличением ИАГ.

В нашей работе изучались проявления НРС у пациентов с диагностированным СОАС. Нами выявлено прямое влияние тяжести СОАС на уровень FetCO₂ в дневное время. С увеличением степени тяжести СОАС происходило увеличение содержания СО₂ в конечной порции выдыхаемого воздуха. Показатель FetCO₂ был значимо выше в группе пациентов с тяжелым СОАС.

Скорее всего в этой группе пациентов действуют два разнонаправленных механизма: с одной стороны – гипервентиляция, с низкими показателями FetCO₂, с другой – ограничение движения грудной клетки и, как следствие, увеличение содержания СО₂ в выдыхаемом воздухе. Действие этих факторов приводит к высоким значениям  FetCO₂ в группе пациентов с тяжелым СОАС.

Корреляционные связи в двух группах носили разнонаправленный характер, свидетельствуя о противоположном влиянии СОАС различных степеней тяжести на дыхательный паттерн.

Выводы:

1. С увеличением степени тяжести СОАС происходит увеличение показателя FetCO₂, свидетельствуя о тенденции к гиповентиляционным нарушениям у этой группы пациентов.
2. Нарушения регуляции дыхания разнонаправлены у пациентов с различным ИМТ: риск развития гипервентиляционных нарушений максимален у пациентов с ИМТ менее 50 кг/м², гиповентиляционных - с ИМТ более 70 кг/м².
3. Влияние СОАС на дыхательный паттерн днем носит разнонаправленный характер в группах пациентов с ИАГ<30 и пациентов с ИАГ≥30. При СОАС легкой и средней степеней тяжести с увеличением тяжести СОАС наблюдается тенденция к снижению FetCO₂. В группе тяжелого СОАС наблюдались значимые положительные корреляции между показателями КПМ и FetCO₂.

4. Имеется прямая зависимость количества гипервентиляционных жалоб от продолжительности десатурации в течение ночи, а также от уровня дневной сонливости по опроснику Эпфорта.

Литература

1. Paiva T., Attarian H. Obstructive sleep apnea and other sleep-related syndromes // Handb Clin Neurol. – 2014. – Vol.119. – P. 251–271.
2. Young T, Palta M, Dempsey J et al. The occurrence of sleep-disordered breathing among middle-aged adults. //N Engl J Med - 1993. - Vol 328. – P. 1230-1235.
3. Щекотов В.В. Нейрореспираторный синдром при хронических обструктивных заболеваниях легких (бронхиальная астма, хронический обструктивный бронхит) / Щекотов В.В., Шутов А.А., Барламов П.Н, Суровцева М.В, Шабунина А.Б. – Пермь:ГОУ ВПО «ПГМА Минздрава России»,2003. – 195с.
4. Вейн А.М. Вегетативные расстройства. Клиника. Диагностика. Лечение. -  М, 2003. – С.189-209.
5. Щекотов В. В., Барламов П.Н, Урбан П.И. Эндотелиальная дисфункция и гемодинамические особенности у больных гипертонической болезнью в сочетании с гипервентиляционным синдромом // Пермский медицинский журнал. – 2012. – Т.29. – с. 65-70.
6. Абросимов В.Н. Бронхиальная астма. – Т.2 – М., 1997 – С3-39.
7. Hosselet J. Classification of sleep-disordered breathing // Am J Respir Crit Care Med. – 2001. – Vol.163(2). – P.398-405.
8. Johns M.W. Anew method for measuring daytime sleepiness: the Epworth sleepiness scale// Sleep. – 1991. – Vol.14(6). – P. 540-545
9. Dixhoom J. Van., Duivenvoorden H.J. Efficacy of Nijmergen questionnaire in recognition of the hyperventilation syndrome //J.Psychosomatic Res. – V.77. – P.413-420.
10. Шурыгин И. А. Мониторинг дыхания: пульсоксиметрия, капнография, оксиметрия. - М.: "Издательство БИНОМ", 2000. - 301 с.
11. Mokhlesi B., Kryger M.H., Grunstein R.R. Assessment and management of patients with obesity hypoventilation syndrome// Proc.Am.Thorac.Soc. -    - Vol.5.  – P. 218-225.
12. Leech, E.Onal, R.Aronson, M.Lopata Voluntary hypoventilation in obesity hypoventilation. // Chest. - 1991. – Vol.100. – P.1334-38.
13. Чабан А.Г. Нейрогенная гипервентияляция. Клинико-физиологическое исследование в цикле бодрствование-сон: Автореф. дисс. канд. мед. наук. – М, – 18 с.
14. Hargens TA, Guill SG, Aron A. Altered ventilatory responses to exercise testing in young adult men with obstructive sleep apnea. // Respir Med. – 2009. – Vol.103. – P.1063-1069.

References

3. Shhekotov V.V. Nejrorespiratornyj sindrom pri hronicheskih obstruktivnyh zabolevanijah legkih (bronhial'naja astma, hronicheskij obstruktivnyj bronhit) / Shhekotov V.V., Shutov A.A., Barlamov P.N, Surovceva M.V, Shabunina A.B. – Perm':GOU VPO «PGMA Minzdrava Rossii»,2003. – 195s.
4. Vejn A.M. Vegetativnye rasstrojstva. Klinika. Diagnostika. Lechenie. -  M, 2003. – S.189-209.
5. Shhekotov V. V., Barlamov P.N., Urban P.I. Jendotelial'naja disfunkcija i gemodinamicheskie osobennosti u bol'nyh gipertonicheskoj bolezn'ju v sochetanii s giperventiljacionnym sindromom // Permskij medicinskij zhurnal. – 2012. – T.29. – s. 65-70.
6. Abrosimov V.N. Bronhial'naja astma. – T.2 – M., 1997 – S3-39.
7. Shurygin I. A. Monitoring dyhanija: pul'soksimetrija, kapnografija, oksimetrija. - M.: "Izdatel'stvo BINOM", 2000. - 301 s.
8. Chaban A.G. Nejrogennaja giperventijaljacija. Kliniko-fiziologicheskoe issledovanie v cikle bodrstvovanie-son: Avtoref. diss. kand. med. nauk. – M, 1992. – 18 s.