Schlafbezogene Atmungsstörungen: Obstruktive und zentrale Schlafapnoe
Verfasst von: Winfried J. Randerath
Das obstruktive Schlafapnoesyndrom stellt einen der wichtigsten kardiovaskulären Risikofaktoren dar. Umgekehrt wird die zentrale Schlafapnoe häufig durch kardiologische, nephrologische bzw. neurologische Erkrankungen oder pharmakologische Einflüsse ausgelöst. Beim Zusammentreffen von Herzerkrankungen und Atmungsstörungen wird die Prognose ungünstig beeinflusst. Das obstruktive Schlafapnoesyndrom wird durch morphologische und funktionelle Einengungen der oberen Atemwege wesentlich bedingt. Demgegenüber liegt der zentralen Schlafapnoe eine Störung der Atmungsregulation zugrunde. Die Leitsymptome des obstruktiven Schlafapnoesyndroms sind lautes, oft unregelmäßiges Schnarchen, fremdbeobachtete Atempausen und eine vermehrte Tagesschläfrigkeit. Weiterführende Untersuchungsverfahren sollen das Krankheitsbild nachweisen und seine Auswirkungen, insbesondere auf die Vigilanz, erfassen. Dazu dienen Fragebögen, Aufmerksamkeitstests sowie nächtliche Untersuchungen des Schlafes und kardiorespiratorischer Parameter. Bei Patienten mit kardiovaskulären Erkrankungen sollten Screeninguntersuchungen auf schlafbezogene Atmungsstörungen erwogen werden. Die Polysomnografie stellt den diagnostischen Goldstandard in der Schlafmedizin dar. Die Therapie des obstruktiven Schlafapnoesyndroms wird durch die klinische Symptomatik bestimmt, insbesondere durch die Einschränkung der neurokognitiven Leistungsfähigkeit, durch die Tagesschläfrigkeit, der durch die Unfallgefährdung, durch kardiovaskuläre Begleiterkrankungen sowie den Schweregrad der Erkrankung. Therapiestandard ist das Positivdruckverfahren (CPAP). Bei CPAP-Intoleranz kann eine Protrusionsschiene indiziert sein.
Die Bedeutung schlafbezogener Atmungsstörungen (SBAS) wurde erst seit den frühen 1980er-Jahren intensiv beachtet und erforscht. Inzwischen hat die Symptomtrias von Schnarchen, Atmungsunregelmäßigkeiten und Tagesschläfrigkeit großes Interesse in der klinischen Medizin, aber auch in Medien geweckt. Das obstruktive Schlafapnoesyndrom ist für die Lebensqualität, Aufmerksamkeit und Kognition sowie für die Unfallgefahr am Arbeitsplatz und im Straßenverkehr hochrelevant. Von besonderer Bedeutung ist auch der Zusammenhang von SBAS und kardiovaskulären Erkrankungen. Das obstruktive Schlafapnoesyndrom hat sich als unabhängiger Risikofaktor verschiedener Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems und des Stoffwechsels erwiesen. Umgekehrt verursachen kardiovaskuläre Erkrankungen zentrale Atmungsstörungen. Effektive Diagnostik und Therapie der Atmungsstörungen nehmen daher erheblichen Einfluss auf die Prognose der betroffenen Patienten.
Schlafbezogene Atmungsstörungen können in das obstruktive Schlafapnoesyndrom (OSAS), die zentrale Schlafapnoe (ZSA) sowie die Hypoventilationssyndrome eingeteilt werden (American Academy of Sleep Medicine International Classification of Sleep Disorders2014). Störungen der Atmung im Schlaf werden aus verschiedenen Gründen besonders beachtet: Im Schlaf manifestieren sich hypoxische und hyperkapnische Atmungsinsuffizienzen häufig früher als im Wachzustand. Schon physiologisch wird im Schlaf das Atemminutenvolumen um etwa 10 % verringert. Bei gerade noch ausreichender Ventilation im Wachen kann es daher im Schlaf zur Dekompensation, also zur hypoxischen oder hyperkapnischen Atmungsinsuffizienz kommen. Hierbei handelt es sich um eine Verstärkung vorbestehender Atmungsschwächen – der Schlaf stellt, wie die körperliche Belastung, einen „Provokationstest“ der latenten Atmungsinsuffizienz dar.
Daneben sind spezielle Störungen der Atmung zu diskutieren, die sich nur im Schlaf zeigen. Im Mittelpunkt stehen obstruktive und zentrale SBAS (Tab. 1), die Gegenstand dieses Kapitels sind. Die Bedeutung von SBAS für den einzelnen Betroffenen, aber auch für die Gesellschaft, wird erst allmählich in vollem Umfang erkannt.
Schlafbezogene Hypoventilations-/Hypoxämiesyndrome durch körperliche Erkrankungen
- Bei parenchymaler oder vaskulärer Lungenerkrankung
- Bei Obstruktion der unteren Atemwege
- Bei neuromuskulärer oder Brustwanderkrankungen
Andere schlafbezogene Atmungsstörungen
- Nicht näher bezeichnetes (unspezifisches) Schlafapnoesyndrom/schlafbezogene Atmungsstörung
Der obstruktiven und zentralen Schlafapnoe ist die repetitive Unterbrechung (Apnoe) oder Verminderung (Hypopnoe) der Atmung über mindestens je zehn Sekunden im Schlaf gemeinsam. Konsekutiv kommt es zu Abfällen der Sauerstoffsättigung, zur zentralnervösen Aktivierung (Weckreaktion = Arousal) und zur Ausschüttung von Stresshormonen. Die obstruktiven und zentralen Phänotypen unterscheiden sich jedoch erheblich in Pathophysiologie, Symptomatik, Konsequenzen und Therapie, sodass eine genaue Differenzierung unverzichtbar ist (Abb. 1, 2, 3, 4, 5 und 6, Tab. 2) (Iber et al. 2007).
Abb. 1
Obstruktive Apnoe. Die Abbildung zeigt Unterbrechungen des Atemflusses über 40–60 Sekunden (Abstand zwischen zwei vertikalen Linien 30 Sekunden). Diese Ereignisse werden von erhaltener Atmungsanstrengung in Thorax und Abdomen begleitet und zeigen somit eine obstruktive Apnoe an. Konsekutiv kommt es zur Sauerstoffentsättigung sowie in den EEG-Kanälen zu stärkeren Ausschlägen, die Arousal (Weckreaktionen) darstellen. Außerhalb der Apnoen zeigen sich deutliche Ausschläge im Mikrofonkanal als Ausdruck des Schnarchens. C3/A2, C4/A1 Elektroenzephalografie (EEG-Kanäle), REOG Elektrookulogramm rechtes Auge, EMG Elektromyogramm, EKG Elektrokardiogramm, Leg EMG Beinelektromyogramm, Micro Kehlkopfmikrofon (Schnarchen), FLWc Flow (Atemfluss über Mund und Nase), Tho Thorax (Atemanstrengung am Brustkorb gemessen), Abd Abdomen (Atemanstrengung am Abdomen gemessen), SaO2 Sauerstoffsättigung, STAGE Schlafstadium
Abb. 2
Obstruktive Hypopnoen. Die Abbildung zeigt Verminderungen der Atemflussamplitude, assoziiert mit Verminderungen in Thorax- und Abdomenanstrengung. Die Thorax- und Abdomengurte zeigen gegenläufige Bewegungen, also paradoxe Atmung, was für obstruktive Ereignisse typisch ist. Bei den Ereignissen handelt es sich um Hypopnoen, da es nicht zu einer vollständigen Unterbrechung der Atmung kommt. Es ist eine Polygrafie der kardiorespiratorischen Parameter zu sehen. Snore Schnarchen (aufgezeichnet über Kehlkopfmikrofon), Nasal Flow Atemstrom über die Nase, SpO2 Sauerstoffsättigung, Pulse Herzfrequenz in Schlägen/Minute (bpm = „beats per minute“), XFlow Summenflow aus Thorax und Abdomen errechnet
Abb. 3
Flusslimitation (Flattening). Konsekutiv kommt es auch hier zu Sauerstoffentsättigungen sowie einer Aktivitätssteigerung in den neurologischen Parametern als Ausdruck eines Arousals. EEG C3/A2, EEG C4/A1 EEG-Kanäle, EMG B li Elektromyogramm am linken Bein, Flow Atemfluss über Mund und Nase gemessen, Thorax Atemanstrengung am Brustkorb gemessen, Abdomen Atemanstrengung am Abdomen gemessen, SpO2 Sauerstoffsättigung
Abb. 4
Periodische Atmung. Es zeigt sich ein spindelförmiges Muster von Fluss und Atmungsanstrengung mit crescendoartiger Zunahme und decrescendoartiger Abnahme der Amplitude bis hin zur vollständigen Unterbrechung. Es ist das typische Bild, das bei Zusammentreffen mit einer Herzinsuffizienz auch Cheyne-Stokes-Atmung genannt wird. Auch hier treten konsekutiv Sauerstoffentsättigungen auf. Im Unterschied zu den obstruktiven Ereignissen zeigt sich das Arousal nicht mehr zu Beginn der Atmung nach der Apnoe, sondern am Maximum der Ventilation. Die periodische Atmung ist eine Untergruppe der zentralen Schlafapnoe. Hierbei fehlt intermittierend der Impuls vom Hirnstamm ein- und auszuatmen. C3/A2, C4/A1 Elektroenzephalografie (EEG-Kanäle), REOG Elektrookulogramm rechtes Auge, EMG Elektromyogramm, EKG Elektrokardiogramm, Leg EMG Beinelektromyogramm, Micro Kehlkopfmikrofon (Schnarchen), FLWc Flow (Atemfluss über Mund und Nase), Tho Thorax (Atemanstrengung am Brustkorb gemessen), Abd Abdomen (Atemanstrengung am Abdomen gemessen), SaO2 Sauerstoffsättigung, STAGE Schlafstadium
Abb. 5
Gemischte Apnoe. Die Kanäle zeigen von oben nach unten Schnarchen, Atemfluss an Mund und Nase, Thorax- und Abdomenexkursionen, Sauerstoffsättigung, Körperlage. Bei den hier dargestellten Atmungsstörungen handelt es sich wiederum um Apnoen. Es liegt eine vollständige Unterbrechung des Atemflusses über Mund und Nase vor. Bei den Effortkanälen (Thorax und Abdomen) fällt jedoch auf, dass im ersten Teil die Atmungsanstrengung sistiert, erst im letzten Teil des Ereignisses sind Atemexkursionen zu erkennen. Hier liegt also zunächst ein zentraler Anteil vor (der Impuls ein- und auszuatmen fehlt), erst im zweiten Teil ist wieder Atmungsaktivität zu erkennen, auch wenn diesen noch nicht zu messbaren Atemstrom über Mund und Nase führt. Es handelt sich um gemischte Apnoen
Abb. 6
Ataktische Atmung (opiatinduzierte Schlafapnoe). Die Abbildung zeigt ein „chaotisches“ Bild von unterschiedlichen Atmungsamplituden und unterschiedlicher Atemfrequenz. Dieses Muster ist typisch für die ataktische Atmung, wie sie bei der opiatinduzierten Schlafapnoe beobachtet wird. EEG C4/A1 EEG-Kanäle, EOG rechts Elektrookulogramm rechtes Auge, EMG B li Elektromyogramm am linken Bein, EKG Elektrokardiogramm, Flow Atemfluss über Mund und Nase gemessen, Thorax Atemanstrengung am Brustkorb gemessen, Abdomen Atemanstrengung am Abdomen gemessen, SpO2 Sauerstoffsättigung
Tab. 2
Definitionen respiratorischer Störungen
Apnoe
Abfall des Flusssignals um ≥ 90 % über ≥ 10 Sekunden
Obstruktive Apnoe
Erhaltene oder sich steigernde Atmungsanstrengung während der gesamten Atmungsunterbrechung
Zentrale Apnoe
Fehlen der Atmungsanstrengung während der gesamten Unterbrechung des Atemflusses
Gemischte Apnoe
Fehlen der Atmungsanstrengung im ersten Teil der Atmungsunterbrechung gefolgt von nachweisbarer Atmungsanstrengung im zweiten Teil
Hypopnoe
Verminderung des Atemflusses um ≥ 30 % über ≥ 10 Sekunden, verbunden mit einer Sauerstoffentsättigung ≥ 3 % oder einem Arousal
Obstruktive Hypopnoe
Nachweis von Schnarchen während des Ereignisses, Nachweis einer Abflachung der inspiratorischen Flusskurve (Flattening, paradoxe thorakoabdominelle Atmung während des Ereignisses (jedoch nicht vorher)
Zentrale Hypopnoe
Keines der Kriterien für eine obstruktive Hypopnoe ist gegeben
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Epidemiologie
Aktuelle bevölkerungsbasierte Studien zeigen, dass 25 % der Frauen und 50 % der Männer mehr als 15 Apnoen oder Hypopnoen pro Stunde/Schlaf zeigen. Ein Schlafapnoesyndrom (respiratorische Störungen zusammen mit klinischen Symptomen) liegt bei 9 % der Frauen und 13 % der Männer vor (Berger et al. 2022). In bestimmten Gruppen, z. B. Männern über dem 40. Lebensjahr, können 20–40 % von obstruktiver Schlafapnoe betroffen sein. Die Relevanz der SBAS wird durch epidemiologische Entwicklungen betont: die Zunahme des krankhaften Übergewichtes und die Alterung in der Bevölkerung. Zu den wesentlichen prädisponierenden Faktoren gehören Übergewicht und skelettale Dysmorphien des Gesichtsschädels. Fetteinlagerungen in den pharyngealen Weichteilen und Rückverlagerung oder Steilstellung des Unterkiefers, aber auch Vergrößerungen der Tonsillen oder eine Makroglossie engen die oberen Atemwege ein (Redline et al. 2001; Young et al. 1993,1997a). Die genannten Faktoren begünstigen das Auftreten obstruktiver Ereignisse, stellen jedoch keine zwingende Vorbedingung dar. Obstruktionen der oberen Atemwege werden auch vermehrt in der Schwangerschaft beobachtet und stellen hier einen wesentlichen Risikofaktor für die bedrohliche Eklampsie dar. Hormonell bedingte Flüssigkeitseinlagerungen scheinen dabei eine Rolle zu spielen, wie auch z. B. bei Herzinsuffizienz Flüssigkeitsverschiebungen aus den unteren Extremitäten als kausaler Faktor diskutiert werden.
Neben der Beeinträchtigung der Lebensqualität und der Unfallgefährdung resultiert die Bedeutung des OSAS für den Patienten vor allem aus der erhöhten kardiovaskulären Morbidität und Mortalität (Arias et al. 2005; Buchner et al. 2011, 2012; Javaheri et al. 2007; Marin et al. 2005; Young et al. 2008). OSAS gilt als unabhängiger Risikofaktor für die arterielle Hypertonie (Bixler et al. 2000; Brooks et al. 1997), den ischämischen Insult (Arzt et al. 2005; Redline et al. 2010; Young et al. 1997b) sowie die Herzinsuffizienz und ist mit der koronaren Herzkrankheit (Peker et al. 2006) und Herzrhythmusstörungen (Bitter et al. 2011), aber auch Diabetes mellitus und metabolischem Syndrom assoziiert (Chin et al. 2010; Ip et al. 2002; Javaheri 2006a; Javaheri et al. 1998, 2011a; Iftikhar et al. 2013). Wird eine dieser Erkrankungen neu diagnostiziert, muss dies immer zur Suche nach SBAS Anlass geben.
Zur Prävalenz des zentralen Schlafapnoesyndroms (ZSAS) liegen weniger Daten vor. Es wird jedoch geschätzt, dass 10 % der SBAS zentralen Ursprunges sind. Zentrale Atmungsstörungen treten bei etwa 50 % der Patienten mit Herzinsuffizienz ab dem NYHA-Stadium II, arterieller Hypertonie oder Vorhofflimmern auf (Javaheri 2006a; Javaheri et al. 1998, 2011a; Iftikhar et al. 2013). Weitere Risikofaktoren stellen die chronische Niereninsuffizienz (Mavanur et al. 2010) und der Schlaganfall dar. Diese Erkrankungen können jedoch auch mit obstruktiven Atmungsstörungen assoziiert sein.
Das typische Muster der periodischen Atmung kann bei verschiedenen Störungen der Atmungsregulation beobachtet werden. Zusammen mit dem klinischen Bild der Herzinsuffizienz wird der Begriff der Cheyne-Stokes-Atmung benutzt, Es handelt sich um einen kontinuierlichen Wechsel von allmählich ansteigender und abschwellender Atmung (Crescendo-Decrescendo-Muster), ein Wechsel von Hyperventilation, Hypoventilation und Atempausen (Abb. 4) (Andreas et al. 1996; Brack et al. 2012). Bei chronischer Einnahme von Opiaten findet sich die ataktische Atmung (Biot-Atmung), ein „chaotisches“ Muster von unterschiedlicher Atmungstiefe und Atmungsfrequenz (Abb. 6) (Walker et al. 2007; Wang et al. 2005).
OSAS stellt einen der wichtigsten kardiovaskulären Risikofaktoren dar. Umgekehrt wird ZSA häufig durch kardiologische, nephrologische bzw. neurologische Erkrankungen oder pharmakologische Einflüsse ausgelöst. Beim Zusammentreffen von Herzerkrankungen und Atmungsstörungen wird die Prognose ungünstig beeinflusst.
Pathophysiologie des obstruktiven Schlafapnoesyndroms
Im Mittelpunkt des Krankheitsgeschehens steht beim OSAS eine Einengung der oberen Atemwege, überwiegend auf der Ebene des Zungengrundes im Pharynx (Abb. 7 und 8) (Rama et al. 2002; Schwab et al. 2003). Im Wachzustand kompensiert eine verstärkte Tonisierung der dilatatorischen Muskeln, insbesondere des M. genioglossus, diese morphologische Einengung (Eckert et al. 2007; Katz und White 2004). Dieser Mechanismus kann im Schlaf aber nicht mehr aufrechterhalten werden (Mezzanotte et al. 1992, 1996). Dazu tragen die allgemeine Verminderung der Muskelspannung während des Schlafes, aber auch Beeinträchtigungen von Struktur und Funktion der Muskeln der oberen Atemwege bei. Wiederholt konnten ein Umbau der Muskeln mit einem Nebeneinander von Atrophie und Hypertrophie im Vergleich zum Gesunden, aber auch eine Störung der Schleimhautsensorik nachgewiesen werden. Diese Veränderungen werden auf eine Schädigung der Innervation durch das Vibrationstrauma des langjährigen Schnarchens zurückgeführt. Demzufolge ergibt sich eine Kausalitätskette von anatomischer Prädisposition, die zum Schnarchen führt. Dieses schädigt die nervalen Strukturen und resultiert in der Schädigung von Motorik und Sensorik. Eine intakte Empfindlichkeit der Schleimhaut ist u. a. notwendig, um den negativen Druckreflex aufrechtzuerhalten, also die Anspannung der Muskulatur beim Inspirationssog in den Atemwegen zu ermöglichen (Berger et al. 2009; Dempsey et al. 2010; Guilleminault et al. 2002; Kimoff et al. 2001; Remmers et al. 1978; Saboisky et al. 2012a, b; Series 2002; Stal und Johansson 2012; Stal et al. 2009; Svanborg 2006; Issa und Sullivan 1984; Lee et al. 2008).
Abb. 7
Die Abbildung zeigt im oberen Teil die physiologische Situation. Das die Atemwege umgebende Gewebe übt einen Druck aus, der den intraluminalen Druck jedoch nicht überschreitet. Die dilatatorischen Muskeln unterstützen die Stabilität der Atemwege. Beim obstruktiven Schlafapnoesyndrom (unterer Teil der Abbildung) steigt der Umgebungsdruck aufgrund der prädisponierenden Faktoren und kann den intraluminalen Druck übersteigen. Die Muskulatur kompensiert das Missverhältnis zwischen Umgebungsdruck und intraluminalem Druck im Wachzustand. Im Schlaf geht diese Kompensation jedoch verloren, sodass es zum Kollaps der oberen Atemwege kommen kann
Abb. 8
Pathophysiologie der Obstruktion der oberen Atemwege
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Neben diesen Faktoren gibt es auch Hinweise, dass der regelrechte Ablauf der Muskelaktivierung verloren geht. Beim Gesunden werden die Muskeln der oberen Atemwege vor der thorakalen Muskulatur stimuliert, um den Atemstrom auch bei negativem thorakalem Druck offen zu halten. Der Verlust der Vorzeitigkeit begünstigt den Kollaps der oberen Atemwege im Atemzyklus.
Beobachtungen der letzten Jahre legen den Verdacht nahe, dass eine Flüssigkeitsumverteilung von der unteren in die obere Körperhälfte während der Nacht zur Einengung der Atemwege beiträgt (Friedman et al. 2010; Hanly und Pierratos 2001; Redolfi et al. 2009; Garvey et al. 2009).Wesentliche neue Erkenntnisse zur Pathophysiologie wurden in den letzten Jahren durch die Arbeiten von Wellman und Eckert gewonnen. Sie beschrieben vier Komponenten, die zur obstruktiven Schlafapnoe beitragen. Neben der anatomischen Prädisposition (Einengung des Pharynx durch Fetteinlagerungen, skelettale Malformation, vergrößerte Rachenmandeln oder Flüssigkeitseinlagerung) und der gestörten muskulären Kompensation spielen auch die überschießende oder gedämpfte Atmungsregulation und die erhöhte oder verminderte Erweckbarkeit (Arousability) eine Rolle. Die genauere Beschreibung der bei dem/der einzelnen Betroffenen relevanten Teilkomponente kann zukünftig Grundlage der individualisierten Therapie sein.
Das Schnarchen scheint mechanisch nicht nur motorische und sensorische Nervenfasern, sondern auch Gefäßstrukturen zu schädigen. Lee et al. verglichen das Ausmaß arteriosklerotischer Gefäßveränderungen an Karotiden und Femoralarterien. Die Autoren fanden mit zunehmender Intensität des Schnarchens stärkere Gefäßveränderungen ausschließlich an den Karotiden, wo sie bei starken Schnarchern in mehr als 60 % der Fälle nachgewiesen werden konnten, bei leichtem Schnarchen nur bei etwa 20 %. Der Verdacht liegt nahe, dass die Vibrationen direkt die Gefäßwand alterieren (Lee et al. 2008). Die intermittierenden Hypoxien, der ständige Wechsel zwischen Ischämie und Reperfusion, werden als Bindeglied zwischen Schlafapnoe und kardiovaskulären Veränderungen angesehen. Pialoux et al. (2009) zeigten, dass intermittierende Hypoxien zu oxidativem Stress führen und Entzündungsprozesse induzieren. Neben Inflammation und oxidativem Stress tragen auch Adipositas, sympathische Aktivierung und Schlaffragmentierung zur endothelialen Dysfunktion und konsekutiv zur Arteriosklerose bei (Garvey et al. 2009).
Bei der Pathophysiologie der zentralen Schlafapnoe liegt im Gegensatz zum OSAS keine mechanische Behinderung der oberen Atemwege vor. Vielmehr zeigen sich hyperventilatorische oder hypoventilatorische Störungen der Atmungsregulation. Der Impuls ein- und auszuatmen ist unterbrochen, die Patienten zeigen keine Atmungsanstrengung (Eckert et al. 2007; Skatrud und Dempsey 1983; Solin et al. 2000).
Bei den hypoventilatorischen Störungen sind der Atmungsantrieb oder seine Umsetzung am thorakoskelettalem System verringert. Sie gehen mit einer Verminderung des Atemminutenvolumens und damit einer Hyperkapnie einher. Typische Beispiele sind Erkrankungen der peripheren Nerven oder des thorakoskelettalem Systems (u. a. amyotrophe Lateralsklerose oder die Kyphoskoliose). Eine Verminderung des Atemantriebs spielt auch in der Pathophysiologie der opiatinduzierten Schlafapnoe eine Rolle (Walker et al. 2007; Wang et al. 2005), hat jedoch insgesamt bei der zentralen Schlafapnoe untergeordnete Bedeutung.
Typische Beispiele hyperventilatorischer Störungen sind die Cheyne-Stokes-Atmung, ZSA bei Niereninsuffizienz (Hanly und Pierratos 2001) oder ischämische Hirnerkrankungen. Wie von Wellman et al. im Modell des Regelkreises beschrieben, kommt es zu einer überschießenden Reaktion des Atmungssystems auf eine Störung (Wellman et al. 2003). Im Falle der Herzinsuffizienz wird eine Stimulation intrapulmonaler vagaler Afferenzen (z. B. durch Flüssigkeitseinlagerungen) beschrieben, die den Atmungsantrieb steigert. Die aus der Hyperventilation resultierende Absenkung des Kohlendioxidteildruckes (PCO2) wird an den peripheren und zentralen Chemorezeptoren wahrgenommen, die ihrerseits in dieser Krankheitssituation überempfindlich reagieren, also auf Verschiebungen der Blutgase verstärkt antworten. So führen Hypoxie und Hyperkapnie zu einer inadäquaten, überschießenden Reaktion, also zur Hyperventilation bzw. Suppression der Atmung. Damit schließt sich ein Teufelskreis (Brack et al. 2012; Bitter et al. 2009; Naughton et al. 1993).
Das obstruktive Schlafapnoesyndrom wird durch morphologische und funktionelle Einengungen der oberen Atemwege wesentlich bedingt. Demgegenüber liegt der ZSA eine Störung der Atmungsregulation, oft eine Steigerung des Regelkreises, zugrunde.
Zur Abgrenzung seien die Hypoventilationssyndrome erwähnt, die Verminderungen der Atmung über längere Zeitabschnitte darstellen. Im Gegensatz zur ZSA und zum OSAS handelt es sich also meist nicht um umschriebene Atempausen, die in die regelmäßige Atmung eingestreut werden (wie bei den Apnoen), sondern um Verminderungen der Atmung über Minuten oder sogar längere Abschnitte. Als Folge kommt es zum langstreckigen Sauerstoffabfall und zum Anstieg des PCO2 im Blut. Schon der Gesunde zeigt eine messbare Verminderung der Atmung im Schlaf. Diese kann bedeutsam werden, wenn Patienten z. B. unter chronischen Erkrankungen der Lunge, wie der chronisch-obstruktiven Lungenkrankheit, leiden. Eine Atmungsschwäche (Atmungsinsuffizienz) manifestiert sich somit zuerst im Schlaf. Das Obesitas-Hypoventilationssyndrom verknüpft das OSAS und die Atmungsinsuffizienz. Patienten mit krankhaftem Übergewicht (Body-Mass-Index > 30 kg/m2) neigen nicht nur zur Einengung der Atemwege, sondern auch zu einer Störung der Atmungssteuerung sowie zu hormonellen Stoffwechselbeeinträchtigungen (Leptin). Hypoventilationssyndrome können auch angeboren auftreten.
Symptomatik
Die Leitsymptome des OSAS sind lautes, oft unregelmäßiges Schnarchen, fremdbeobachtete Atempausen und eine vermehrte Tagesschläfrigkeit. Apnoen und Hypopnoen zerstören das Schlafprofil und lassen den Patienten morgens nicht ausgeruht erwachen. In monotonen Situationen kommt es zum ungewollten Einschlafen. Aufmerksamkeit und Konzentrationsfähigkeit sind reduziert, sodass es auch zu Gefahrsituationen, wie dem Einschlafen am Steuer oder am Arbeitsplatz, kommen kann. Die Unfallrate im Straßenverkehr betroffener Patienten kann um das Sechsfache erhöht sein, sodass Patienten mit SBAS und Tagesschläfrigkeit Kraftfahrzeuge nur führen dürfen, wenn die erfolgreiche Therapie nachgewiesen ist (Baldwin et al. 2001; Hoekema et al. 2007).
Neben diesen sehr typischen Beschwerden können die Patienten jedoch auch über Leistungsminderung, Erschöpfungsgefühl, psychische Verstimmungen bis hin zur Depression, Störungen in der Sexualität, nächtliche Luftnotanfälle, nächtliches Schwitzen und morgendliche Kopfschmerzen klagen. Gerade Frauen leiden häufig eher unter untypischen Symptomen, was zur Unterschätzung der Erkrankung bei ihnen führen kann (Baldwin et al. 2004; Budweiser et al. 2009).
Bei Patienten mit zentralen Atmungsstörungen fehlen häufig typische Symptome. Tagesschläfrigkeit scheint sogar geringer als in der Normalbevölkerung ausgeprägt zu sein (Arzt et al. 2006). Diese Unterschiede in der Symptomatologie können darauf beruhen, dass die Beschwerden der internistischen oder neurologischen Grundkrankheit ganz im Vordergrund stehen.
Diagnostik
Weiterführende Untersuchungsverfahren sollen das Krankheitsbild nachweisen und seine Auswirkungen, insbesondere auf die Vigilanz, erfassen. Dazu dienen Fragebögen, Aufmerksamkeitstests sowie nächtliche Untersuchungen des Schlafes und kardiorespiratorischer Parameter.
Fragbögen
Der Berlin-Fragebogen und der STOP-BANG-Fragebogen sind darauf ausgerichtet, Schlafapnoepatienten zu finden. Sie erfassen die oben genannten Leitsymptome und anthropometrische Parameter (z. B. Alter, Body-Mass-Index), um bei verdächtigem Ergebnis Zusatzuntersuchungen in die Wege leiten zu können. Demgegenüber dienen die Epworth Sleepiness Scale (ESS) und der Functional Outcome Sleep Questionaire (FOSQ) zur Abschätzung der Tagessymptomatik, besonders der Schläfrigkeit (Farney et al. 2011; Johns 1991; Netzer et al. 1999).
Fragebögen können helfen, unbekannte Schlafapnoepatienten zu finden und die subjektive Beeinträchtigung zu erfassen. Sie können die Erkrankung jedoch nicht sicher nachweisen oder ausschließen.
Polysomnografie
Die Polysomnografie (PSG) umfasst neurologische Parameter (Elektroenzephalografie, Elektromyografie, Elektrookulografie) sowie kardiorespiratorische Parameter (Atemfluss an Mund/Nase, Sauerstoffsättigung, Elektrokardiografie, Thorax- und Abdomenbewegung, Schnarchen [Kehlkopfmikrofon]). Sie erlaubt somit die Unterscheidung von Schlaf- und Wachzustand, die Einteilung der Schlafstadien N1 bis N3 (Non-REM-Schlaf Stadium I–III) und REM („rapid eye movement“) sowie die Analyse der Atmung im Schlaf. Sie stellt damit den diagnostischen Goldstandard in der Schlafmedizin dar, da sie nicht nur SBAS, sondern auch andere Erkrankungen des Schlafes, wie z. B. Insomnien oder periodische Extremitätenbewegungen im Schlaf, erfassen lässt. Sie ermöglicht auch, anders als die meisten Verfahren, die Zuordnung von Atmungsstörungen zum Schlaf per se sowie zu den unterschiedlichen Schlafstadien und zur Körperposition. Wird der Schlaf nicht erfasst, können SBAS überschätzt werden und inadäquate Reaktionen auf zentrale SBAS in Einschlafphasen erfolgen.
Eine sichere Differenzierung zentraler und obstruktiver Hypopnoen bedarf der Erkennung von Arousals und der Schlafstadienzugehörigkeit, was nur mit der PSG möglich ist. Das wesentliche Unterscheidungsmerkmal ist die bei der Obstruktion erhaltene Atmungsanstrengung, die am sichersten mittels der Ösophagusmanometrie nachweisbar ist – eine Methode, die jedoch im klinischen Alltag kaum angewandt wird (Luo et al. 2009). Während die Differenzierung obstruktiver und zentraler Apnoen meist problemlos in der PSG gelingt, werden Hypopnoen meist unreflektiert als obstruktiv eingeordnet, was zu Fehldiagnosen und ineffektiver Therapie führen kann. Eine zufriedenstellende Differenzierung der Hypopnoen kann jedoch auch nicht-invasiv anhand der folgenden polysomnografischen Kriterien erfolgen (Randerath et al. 2013):
Plötzlicher oder allmählicher Wiederbeginn der Atmung am Ende der Atmungsstörung
Auftreten der Atmungsstörung im REM- oder Non-REM-Schlaf.
Polygrafie der kardiorespiratorischen Parameter
Die Polygrafie (PG) bedient sich der gleichen kardiorespiratorischen Parameter wie die PSG, erfasst jedoch den Schlaf nicht. Sie kann zur Bestätigungsdiagnostik bei einer hohen Vortestwahrscheinlichkeit für das Vorliegen eines OSAS eingesetzt werden. Unter klar definierten Bedingungen kann dann auf eine PSG verzichtet werden:
Durchführung und Auswertung durch erfahrenen Schlafmediziner
Keine automatische, sondern visuelle/manuelle Bewertung
Fehlen internistischer oder neurologischer Grundkrankheiten, die zur zentralen Schlafapnoe prädisponieren oder die ein erhöhtes Risiko für den Patienten darstellen
Während die PSG als direkt (Nachtwache) und indirekt (Video) überwachtes Verfahren an ein Schlaflabor gebunden ist, kann die Polygrafie auch unüberwacht im häuslichen Umfeld durchgeführt werden (Abb. 9).
Abb. 9
Stratifizierung der diagnostischen Optionen
×
Screeninguntersuchung
Ein Suchtest (Screening) wird bei Personen angewandt, die zwar ein erhöhtes Risiko für das Vorliegen einer Erkrankung aufweisen, jedoch keine typischen Symptome zeigen. Ein Screening macht also Sinn bei Patienten mit arterieller Hypertonie, Herzinsuffizienz, Vorhofflimmern oder chronischer Niereninsuffizienz, die nicht unter den oben beschriebenen Symptomen von Schlafapnoe leiden. Angesichts extrem hoher Prävalenzraten für SBAS in diesen Risikogruppen (50 %) und der ungünstigen Prognose sollten Betroffene unabhängig von ihrer Symptomatik gefunden und behandelt werden. Beim Schlafapnoesyndrom stellen Screeninguntersuchungen z. B. Einkanalmessungen der Sauerstoffsättigung oder des Nasenflusses dar. Demgegenüber ist bei Patienten mit hoher Vortestwahrscheinlichkeit, also typischen Symptomen, ein Screeningtest unsinnig. Hier sollte eine Bestätigungsuntersuchung mittels Polygrafie erfolgen (Abb. 9).
Tagesschläfrigkeit/Vigilanz
Neben den Fragebögen können objektive Tests zur Erfassung der Vigilanz, Aufmerksamkeit und Schläfrigkeit am Tag eingesetzt werden. Dazu gehören Fahrsimulatoren, bildschirmgesteuerte Daueraufmerksamkeitstests, aber auch elektrophysiologische Untersuchungen, wie der multiple Schlaflatenztest (MSLT) oder der Maintenance of Wakefulness Test (MWT). Bei den beiden letzten Testverfahren wird der Patient an die Polysomnografie angeschlossen. In mehreren Sitzungen soll er dann am Tage versuchen, in einer schlaffördernden Umgebung einzuschlafen (MSLT) oder wach zu bleiben (MWT). Neben der Zeitdauer bis zum Einschlafen wird im MSLT auch die Spanne bis zum etwaigen Erreichen von REM-Schlaf gemessen. REM-Schlaf in Einschlafphase (Sleep-onset-REM) ist ein Zeichen der Narkolepsie.
Therapie, Verlauf und Prognose
Über die Therapie des OSAS wird anhand der klinischen Symptomatik, insbesondere der Einschränkung der neurokognitiven Leistungsfähigkeit, der Tagesschläfrigkeit, der Unfallgefährdung, den kardiovaskulären Begleiterkrankungen sowie dem Schweregrad der Erkrankung, gemessen an der Anzahl respiratorischer Störungen im Schlaf (Apnoe-Hypopnoe-Index, AHI) und der Beeinträchtigung der Schlafqualität, entschieden. Zu den Basismaßnahmen der Therapie gehört die intensive Beratung zur Reduktion von Risikofaktoren (Kara et al. 2008), insbesondere des Übergewichtes. Da die Gewichtsreduktion jedoch als alleinige Behandlung nur wenig effektiv ist, darf eine notwendige Therapie mit Positivdruckverfahren nicht verzögert werden (Abb. 10) (Harman et al. 1982; Johansson et al. 2009; Kajaste et al. 1994; Kansanen et al. 1998; Sampol et al. 1998). Die effektive Positivdrucktherapie normalisiert die Tagessymptomatik, die neurokognitiven Beeinträchtigungen, das Unfallrisiko und beeinflusst signifikant die kardiovaskulären Konsequenzen. Daher müssen sich alternative Verfahren an diesem Therapiestandard messen.
Abb. 10
Differenzialtherapie
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Die Positivdruckverfahren erhöhen den intraluminalen Druck in den Atemwegen, wirken also dem Druck der Umgebung entgegen und halten die oberen Atemwege so offen (Sullivan et al. 1981). Sie können mit einem individuell im Schlaf ermittelten Festdruck („continuous positive airway pressure“, CPAP), mit automatisch variierenden Drucken (automatisches CPAP [APAP]) (Randerath und Sanner 2004; Randerath et al. 2001) oder mit Bilevel-Druck (zwei für Inspiration und Exspiration unterschiedliche, jedoch festgelegte Druckwerte, BPAP [„bilevel positive airway pressure“]) durchgeführt werden (Buchner et al. 2007, 2011, 2012; Hoekema et al. 2007; Kajaste et al. 1994; Ayas et al. 2004; Barbe et al. 2010; Bazzano et al. 2007; Becker et al. 2003; Borgel et al. 2006; Bradley et al. 2005; Bravata et al. 2011; Campos-Rodriguez et al. 2007; Fein et al. 2013; Hsu et al. 2006; Hui et al. 2012; Kasai et al. 2008; Martinez-Garcia et al. 2005, 2009).
Bei zentralen SBAS (reine ZSA oder ZSA in Kombination mit OSAS) sollte ebenfalls ein CPAP-Versuch unternommen werden. Kann damit keine suffiziente Therapie erreicht werden, ist in der Regel bereits nach einer Nacht eine Umstellung auf die automatisch adaptierende Servoventilation (ASV) indiziert. Die Ergebnisse der SERVE-HF-Studie führten zu einer Einschränkung der Indikation der ASV-Therapie, die derzeit bei Herzinsuffizienz mit einer linksventrikulären Ejektionsfraktion unter 45 % und prädominanter CSA nicht eingesetzt werden kann (Cowie et al. 2015). In dieser Gruppe waren mehr Todesfälle als in der Vergleichsgruppe (Standardtherapie) aufgetreten. Diese Daten wurden jedoch in Kohortenstudien sowie in der jüngst vorgestellten ADVENT-HF-Studie nicht bestätigt (Iftikhar und Khayat 2022; Lévy et al. 2022; Perger et al. 2019).
Versuche mit BPAP, APAP oder nicht invasiver Beatmung sind nicht ausreichend wissenschaftlich fundiert und bieten keinen Vorteil. Bei Hypoventilationssyndromen wird demgegenüber meist die nicht invasive Beatmung genutzt (Brack et al. 2012; Farney et al. 2011; Arzt et al. 2007, 2013; Barcelo et al. 2011; Bourke et al. 2006; Budweiser et al. 2007; Dohi et al. 2008; Javaheri 2006b; Javaheri et al. 2011b; Johnson und Johnson 2005; Kasai et al. 2010; Kohnlein et al. 2002; Morgenthaler et al. 2007; Owada et al. 2013; Ramar et al. 2012; Randerath et al. 2009, 2012).
Die Einstellung der Therapie erfolgt unter Überwachung im Schlaflabor. Für die Langzeitbehandlung ist neben der optimalen Einstellung die regelmäßige Nutzung durch den Patienten von entscheidender Bedeutung. Allgemein werden vier Stunden pro Nacht an mindestens fünf Tagen pro Woche empfohlen (McArdle et al. 1999; Weaver et al. 2007). Für die langfristige Compliance ist die optimale Nutzung von Maske und System, die intensive Schulung der Betroffenen über Krankheitsbild, Auswirkungen und Therapie von entscheidender Bedeutung (Hoy et al. 1999). Technische Hilfsmittel können die lokalen Nebenwirkungen (Trockenheit oder Irritation von Schleimhäuten, Auflagedruck der Maske) mindern. Dazu gehören Warmluftbefeuchter (Randerath et al. 2002). Die Positivdruckbehandlung sollte unmittelbar nach der Diagnose beginnen, da die ersten Tage der Therapie für die Langzeitnutzung prädiktiv sind (Budhiraja et al. 2007). Die Akzeptanz hängt entscheidend von der Einschätzung des Krankheitsbildes durch den Patienten, seiner Wahrnehmung des Therapieerfolges und der Unterstützung des Partners/der Partnerin ab (Aloia et al. 2005; Baron et al. 2011; Cartwright 2008; Wolkove et al. 2008).
Bei Patienten mit leichtem bis mittlerem OSAS (AHI < 30), insbesondere bei Rückenlage-assoziiertem OSAS und nur mäßig erhöhtem Körpergewicht (BMI < 30), haben sich auch vom Zahnarzt individuell angefertigte Unterkieferprotrusionsschienen etabliert. Sie können in Einzelfällen bei schwererem OSAS auch bei fehlender Akzeptanz der Positivdrucktherapie erwogen werden (Barnes et al. 2004). Dabei darf der Begriff CPAP-Intoleranz jedoch nur unter intensiver schlafmedizinischer Betreuung (Schulung von Patient und Angehörigen, Optimierung der Geräteeinstellung, Optimierung der Maske, Warmluftbefeuchtung u. a.) und eventuell begleitender psychiatrischer Diagnostik und Therapie als gegeben angesehen werden. Die alleinige Präferenz des Patienten und die Indikationsstellung durch den Zahnarzt reichen dazu nicht aus, da ein Verzicht auf die Positivdrucktherapie bei Patienten mit schwerem OSAS (AHI > 30/h) eventuell die Prognose nur unzureichend verbessert. Die Schienen müssen vom spezialisierten Zahnarzt ausgewählt und angepasst werden. Eine schlafmedizinische Kontrolle sollte innerhalb der ersten vier Wochen nach Applikation der Schiene unter Einschluss einer Messung der Atmungsstörungen im Schlaf erfolgen. Auch eine effektive Therapie mit Protrusionsschienen kann Einfluss auf kardiovaskuläre Folgeerkrankungen nehmen (Chan et al. 2010; Ferguson et al. 2006; Gotsopoulos et al. 2004; Itzhaki et al. 2007; Schwarting et al. 2007; Trzepizur et al. 2009).
Bei Patienten*innen mit Rückenlage-abhängigen OSAS (AHI in Rückenlage mehr als doppelt so hoch wie in Seitenlage) können auch Verfahren erwogen werden, die die Rückenlage verhindern. Mechanische Hilfen (z. B. Westen, Tennisbälle, Polster) haben sich dabei langfristig als nicht effektiv erwiesen. Allerdings gibt es neuere Daten aus prospektiven randomisierten Studien, die in diesem Klientel zeigten, dass Vibrationsalarme APAP oder Unterkieferprotrusionsschienen nicht unterlegen waren.
Die Tonsillektomie ist bei vergrößerten Rachenmandeln bei Erwachsenen und Kindern eine effektive Therapie (Chervin et al. 2006; Friedman et al. 2009; Guilleminault et al. 2008; Kohler et al. 2009). Die maxillomandibuläre Osteotomie stellt sich der Positivdrucktherapie auch langfristig als vergleichbar wirksam dar. Andere operative oder konservative Behandlungsverfahren haben sich als wenig effektiv erwiesen, befinden sich noch in Erprobung oder können nur im Einzelfall erwogen werden. Neuere Daten zeigen eine effektive Therapie mittels einer Hypoglossusstimulation über implantierbare Elektroden, auch wenn nur ein Teil von Patienten als Responder angesehen werden kann. Insbesondere im Kindesalter können kieferorthopädische Maßnahmen für die langfristige Entwicklung Relevanz haben (Conradt et al. 1997; Marklund et al. 2012; Randerath 2009; Randerath et al. 2011; Smith et al. 2006; Van de Heyning et al. 2012).
Derzeit werden neue pharmakologische Möglichkeiten der OSAS-Therapie erforscht. So können Kombinationspräparate aus Noradrenalin-Wiederaufnahmehemmern und Antimuskarinergika die Aktivität der Atemwegsmuskulatur verbessern. Carboanhydraseinhibitoren können die Atmungsregulation günstig beeinflusse. Auch werden zentralwirksame Medikamente zur Beeinflussung der Weckbereitschaft (Arousability) untersucht. Auch wenn diese Ansätze derzeit noch nicht zum klinischen Einsatz kommen, zeigen sie doch die Möglichkeiten der gezielten pathophysiologisch orientierten Therapie auf. Dabei werden zukünftig auch mehr Kombinationstherapien zum Einsatz kommen, die – je nach individueller Relevanz – die mechanische Enge (CPAP, Unterkieferprotrusionsschiene, Lagetherapie), die Verbesserung der Muskelfunktion (Hypoglossusstimulation, Logopädie, Pharmakotherapie) und/oder die zentralnervösen Komponenten (Pharmakotherapie) adressieren werden.
Zusammenfassung
Obstruktive und zentrale Schlafapnoe stellen ein großes medizinisches Problem für den einzelnen dar. Aufgrund der hohen Prävalenz und der kardiovaskulären Morbidität und Mortalität ist ihre sozioökonomische Bedeutung kaum zu unterschätzen. Es stehen effektive diagnostische und therapeutische Maßnahmen zur Verfügung. Langfristig stellt die Sicherung der Patientencompliance das größte therapeutische Problem dar. Bei Patienten mit kardiovaskulären Erkrankungen sollten Screeninguntersuchungen auf schlafbezogene Atmungsstörungen erwogen werden.
Neben der Positivdrucktherapie stehen zunehmend mehr Nicht-PAP-Verfahren zur Verfügung, die Optionen auch für die Betroffenen bieten, die die Standardtherapie nicht anwenden können.
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