Pneumologie 2007; 61(8): 509-516
DOI: 10.1055/s-2007-959244
Originalarbeit
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Einfluss der CPAP-Therapie auf die ventilatorische Effizienz am Tage bei Patienten mit obstruktivem Schlafapnoe-Syndrom

Daytime Ventilatory Efficiency in Obstructive Sleep Apnea Syndrome - Influence of CPAP-TherapyH.-W.  Duchna1 , B.  Hauptmeier1 , M.  Orth1 , G.  Schultze-Werninghaus1 , T.  Schäfer2
  • 1Berufgenossenschaftliche Kliniken Bergmannsheil, Klinikum der Ruhr-Universität Bochum, Medizinische Klinik III; Pneumologie, Allergologie, Schlaf- und Beatmungsmedizin; Bochum; (Univ.-Prof. Dr. G. Schultze-Werninghaus)
  • 2Institut für Physiologie, Ruhr-Universität Bochum, UHW 10/1013, Bochum (Univ.-Prof. Dr. U. Eysel)
Further Information

Publication History

eingereicht 19.1.2007

akzeptiert 9.4.2007

Publication Date:
05 June 2007 (online)

Zusammenfassung

Hintergrund: Das obstruktive Schlafapnoe-Syndrom (OSAS) bedingt eine Störung der nächtlichen Respiration, die sich negativ auf die Regulation der Atmung am Tage auswirken könnte. Wir untersuchten daher die ventilatorische Effizienz, definiert als Quotient aus Ventilation und CO2-Abatmung (VšE/VšCO2), bei Patienten mit OSAS vor und unter nasaler Überdruck (CPAP)-Therapie unter spiroergometrischer Belastung am Tage. Patienten und Methodik:E/VšCO2 unter Belastung, beschrieben als Steigung (ΔVšE vs. VšCO2) und als niedrigstes Verhältnis (VšE/VšCO2 min.), wurde im Bereich der linearen VšE/VšCO2-Korrelation unterhalb der anaeroben Schwelle bei 21 Patienten mit polysomnographisch gesichertem OSAS untersucht. Eine Verlaufsuntersuchung wurde bei 16 dieser Patienten nach mindestens 6-monatiger CPAP-Therapie und bei 5 Patienten, die CPAP ablehnten und daher als Kontrollgruppe dienten, durchgeführt. Ergebnisse: Das Gesamtkollektiv (n = 21) wies eine im Vergleich zu 2 gesunden Normkollektiven bessere ventilatorische Effizienz auf, wobei die Unterschiede bezüglich ΔVšE vs. VšCO2 statistische Signifikanz erreichten. Nach durchschnittlich 308,8 ± 104,0 Tagen zeigten die 16 CPAP-therapierten Patienten keine signifikante Änderung ihrer ventilatorischen Effizienz unter Belastung im Vergleich zur Kontrollgruppe. Schlussfolgerungen: Patienten mit einem OSAS zeigen keine Hinweise für eine Einschränkung der ventilatorischen Effizienz unter Belastung. Die Langzeittherapie mit CPAP führt bei Patienten mit einem OSAS zu keiner signifikanten Änderung der ventilatorischen Effizienz unter Belastung. Die im Vergleich zu gesunden Kontrollkollektiven verbesserte ventilatorische Effizienz bei Patienten mit OSAS ist am ehesten durch Unterschiede bei den anthropometrischen Daten (z. B. Adipositas) und bei der spiroergometrischen Ableitung (z. B. halbliegende Position) erklärbar.

Abstract

Background: Obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) is a nocturnal breathing disorder with possibly negative consequences on daytime control of ventilatory drive. We therefore investigated ventilatory efficiency, defined as the ventilatory equivalent for CO2 (VšE/VšCO2), in patients with OSAS during exercise before and under treatment with continuous positive airway pressure (CPAP). Patients and Methods: In 21 patients with untreated OSAS, ventilatory efficiency, described as the slope (ΔVšE vs. VšCO2) and the lowest ratio (VšE/VšCO2 min) of the ventilatory equivalent for CO2, was determined below the anaerobic threshold using spiroergometry. A follow-up after at least 6 months of CPAP therapy was performed in 16 of these patients and in 5 CPAP-neglecting patients with OSAS, who served as controls. Results: In 21 patients with untreated OSAS, ΔVšE vs. VšCO2 was significantly and VšE/VšCO2 min non-significantly lower, revealing better ventilatory efficiency, compared to normal values. In 16 patients, ventilatory efficiency did not change after on average 305.7 ± 104.8 nights of CPAP-therapy, compared to 5 controls. Conclusions: OSAS is not associated with a disturbed ventilatory efficiency during exercise. Long-term CPAP-therapy does not change ventilatory efficiency during exercise in patients with OSAS. The improved ventilatory efficiency during exercise compared to normal controls may be due to differences concerning anthropometric data (e. g., obesity, hypertension) and cardiopulmonary exercise-test (45° lying position).

Literatur

  • 1 Reindl I, Kleber F X. Exertional hyperpnoea in patients with chronic heart failure is a reversible cause of exercise intolerance.  Basic Res Cardiol. 1996;  91 (Suppl 1) 37-43
  • 2 Habedank D, Reindl I, Vietzke G. et al . Ventilatory efficiency and exercise tolerance in 101 healthy volunteers.  Eur J Appl Physiol. 1998;  77 421-426
  • 3 Sun X G, Hansen J G, Garatachea N. et al . Ventilatory efficiency during exercise in healthy subjects.  Am J Respir Crit Care Med. 2002;  166 1443-1448
  • 4 Tafil-Klawe M, Raschke F, Becker H. et al . Diagnostik der Atmungsregulation bei Patienten mit obstruktivem Schlafapnoe-Syndrom.  Pneumologie. 1989;  43 (Suppl 1) 572-575
  • 5 Pillar G, Schnall R P, Peled N. et al . Impaired respiratory response to resistive load during sleep in healthy offspring of patients with obstructive sleep apnea.  Am J Respir Crit Care Med. 1997;  155 1602-1608
  • 6 Osanai S, Akiba Y, Fujiuchi S. et al . Depression of peripheral chemosensitivity by a dopaminergic mechanism in patients with obstructive sleep apnoea syndrome.  Eur Respir J. 1999;  13 418-423
  • 7 Fuse K, Satoh M, Yokota T. et al . Regulation of ventilation before and after sleep in patients with obstructive sleep apnoea.  Respirology. 1999;  4 125-130
  • 8 Weitzenblum E, Chaouat A, Kessler R. et al . Daytime hypoventilation in obstructive sleep apnoea syndrome.  Sleep Med Rev. 1999;  3 79-93
  • 9 Laaban J P, Chailleux E. Daytime hypercapnia in adult patients with obstructive sleep apnea syndrome in France, before initiating nocturnal nasal continuous positive airway pressure therapy.  Chest. 2005;  127 710-715
  • 10 De Miguel J, Sanchez-Alarcos J M, Alvarez-Sala R. et al . Long-term effects of treatment with nasal continuous positive airway pressure on lung function in patients with overlap syndrome.  Sleep Breath. 2002;  6 3-10
  • 11 Klinnert W, Orth M, Rasche K. et al . Verändert die nCPAP-Therapie die Lungenfunktion bei Patienten mit obstruktivem Schlafapnoe-Syndrom?.  Pneumologie. 2004;  58 712-717
  • 12 Chaouat A, Weitzenblum E, Kessler R. et al . Five-year effects of nasal continuous positive airway pressure in obstructive sleep apnoea syndrome.  Eur Respir J. 1997;  10 2578-2582
  • 13 Taguchi O, Hida W, Okabe S. et al . Improvement of exercise performance with short-term nasal continuous positive airway pressure in patients with obstructive sleep apnea.  Tohuku J Exp Med Sep. 1997;  183 (1) 45-53
  • 14 Schlosser B, Walther J W, Rasche K. et al . Verbesserung der kardiopulmonalen Leistungsfähigkeit bei Patienten mit obstruktivem Schlafapnoe-Syndrom unter CPAP-Langzeittherapie.  Med Klin. 2006;  101 107-113
  • 15 Siegrist J, Peter J, Himmelmann J. et al . Erfahrungen mit einem Anamnesebogen zur Diagnostik der Schlafapnoe.  Prax Klin Pneumol. 1987;  41 357-363
  • 16 Johns M W. Daytime Sleepiness, Snoring, and Obstructive Sleep Apnea: The Epworth Sleepiness Scale.  Chest. 1993;  103 30-36
  • 17 American Sleep Disorders Association . Practice parameters for the treatment of snoring and obstructive sleep apnea.  Sleep. 1995;  18 511-513
  • 18 Kribbs N, Pack A, Klein L. et al . Objective measurement of patterns of nasal CPAP use by patients with obstructive sleep apnea.  Am Rev Respir Dis. 1993;  147 887-895
  • 19 Weber K T, Kinasewitz G T, Janicki J S. et al . Oxygen utilization and ventilation during exercise in patients with chronic heart failure.  Circulation. 1982;  56 1213-1223
  • 20 Wasserman K. Principles of Exercise Testing and Interpretation. Philadelphia, USA: Lea & Febiger 1999
  • 21 Kleber F X, Reindl I, Wernecke K D. et al .Dyspnea in heart failure. In: Wasserman K (Hrsg). Exercise gas exchange in heart disease. New York, USA: Futura; Armonk 1995: 95-107
  • 22 Metra M, Dei Cas L, Panina G. et al . Exercise hyperventilation in chronic congestive heart failure and its relation to functional capacity and hemodynamics.  Am J Cardiol. 1992;  70 622-628
  • 23 Wasserman K, Zhang Y Y, Riley M. Ventilation during exercise in chronic heart failure.  Basic Res Cardiol. 1996;  91 1-11
  • 24 Rühle K-H. Praxisleitfaden der Spiroergometrie. Stuttgart: Kohlhammer Verlag 2001
  • 25 Young T, Peppard P E, Gottlieb D J. Epidemilogy of obstructive sleep apnea: A population health perspective.  Am J Respir Crit Care Med. 2002;  165 1217-1239
  • 26 Trzebski A, Tafil M, Zoitowski M. et al . Increased sensitivity of the arterial chemoreceptor drive in young men with mild hypertension.  Cardiovasc Res. 1982;  16 163-172
  • 27 Matsumoto H, Osanai S, Nakano H. et al . Ventilatory responses in patients with essential hypertension.  Jpn J Physiol. 1991;  41 831-842
  • 28 Burki N K, Baker R W. Ventilatory regulation in eucapnic morbid obesity.  Am Rev Respir Dis. 1984;  129 538-543
  • 29 El-Gamal H, Khayat A, Shikora S. et al . Relationship of dyspnea to respiratory drive and pulmonary function tests in obese patients before and after weight loss.  Chest. 2005;  128 3870-3874
  • 30 Marinov B, Kostianev S, Turnovska T. Ventilatory efficiency and rate of perceived exertion in obese and non-obese children performing standardized exercise.  Clin Physiol Funct Imaging. 2002;  22 254-260
  • 31 Sun X G, Hansen J G, Oudiz R J. et al . Exercise pathophysiology in patients with primary pulmonary hypertension.  Circulation. 2001;  104 429-435
  • 32 Sun X G, Hansen J G, Oudiz R J. et al . Gas exchange detection of exercise-induced right-to-left shunt in patients with primary pulmonary hypertension.  Circulation. 2002;  105 54-60
  • 33 Eschenbacher W L, Mannina A. An algorithm for interpretation of cardiopulmonary exercise tests.  Chest. 1990;  97 263-267
  • 34 Hansen J E, Wasserman K. Pathophysiology of activity limitation in patients with interstitial lung disease.  Chest. 1996;  109 1566-1576
  • 35 Medinger A E, Khouri S, Rohatgi P K. Sarcoidosis: the value of exercise testing.  Chest. 2001;  120 93-101
  • 36 Gitt A K, Wasserman K, Kilkowski C. et al . Exercise anaerobic threshold and ventilatory efficiency identify heart failure patients for high risk of early death.  Circulation. 2002;  106 3079-3084
  • 37 Dimoloulos K, Okonko D O, Diller G P. et al . Abnormal ventilatory response to exercise in adults with congenital heart disease relates to cyanosis and predicts survival.  Circulation. 2006;  113 2796-2802
  • 38 Arzt M, Schulz M, Wensel R. et al . Nocturnal continuous positive airway pressure improves ventilatory efficiency during exercise in patients with chronic heart failure.  Chest. 2005;  127 794-802
  • 39 Hudgel D W, Gordon E A, Thanakitcharu S. et al . Instability of ventilatory control in patients with obstructive sleep apnea.  Am J Respir Crit Care Med. 1998;  158 1142-1149
  • 40 Espinoza H, Thornton A T, Sharp D. et al . Sleep fragmentation and ventilatory responsiveness to hypercapnia.  Am Rev Respir Dis. 1991;  144 1121-1124
  • 41 Han F, Cheng E, Wei H. Breathing control of patients with obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) during sleep.  Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi. 1998;  21 471-476
  • 42 Lin C C. Effect of nasal CPAP on ventilatory drive in normocapnic and hypercapnic patients with obstructive sleep apnoea syndrome.  Eur Respir J. 1994;  7 2005-2010
  • 43 Moura S M, Bittencourt L R, Bagnato M C. et al . Acute effect of nasal continuous positive air pressure on the ventilatory control of patients with obstructive sleep apnea.  Respiration. 2001;  68 243-249
  • 44 Bradley T D, Floras J S. Sleep apnea and heart failure part II: Central sleep apnea.  Circulation. 2003;  107 1822-1826
  • 45 Arzt M, Harth M, Luchner A. et al . Enhanced ventilatory response to exercise in patients with chronic heart failure and central sleep apnea.  Circulation. 2003;  107 1998-2003

Priv. Doz. Dr. med. Hans-Werner Duchna

Berufgenossenschaftliche Kliniken Bergmannsheil Klinikum der Ruhr-Universität-Bochum Medizinische Klinik III Pneumologie, Allergologie, Schlaf- und Beatmungsmedizin

Bürkle-de-la-Camp-Platz 1

44789 Bochum

Email: hans-werner.duchna@rub.de

    >