Einleitung
Einleitung
Hinter der Bezeichnung „zentrale Schlafapnoe”
verbergen sich verschiedene Syndrome unterschiedlicher Genese und damit auch
unterschiedlicher klinischer Wertigkeit und Therapiebedürftigkeit. Diese
CME-Fortbildung zur zentralen Schlafapnoe basiert auf einem
Übersichtsartikel der Arbeitsgruppe Pathophysiologie Schlaf/Atmung der
Deutschen Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM)
[1 ]. Sie erklärt das aktuelle Klassifikationsschema,
zeigt die pathophysiologischen Hintergründe auf, nimmt Stellung zur
klinischen Relevanz der Syndrome und gibt einen Überblick über die
differenzialdiagnostischen und therapeutischen Möglichkeiten beim
Erwachsenen und bei Kindern und Jugendlichen.
Klassifikation
Klassifikation
Im Jahr 2005 erfolgte eine Neuauflage der 1990 publizierten
Internationalen Klassifikation von Schlafstörungen (ICSD) durch die
American Academy of Sleep Medicine (AASM [2 ]
[3 ]). Diese ICSD-2 hat das Ziel, die derzeit bekannten
Schlaf- und Aufwachstörungen wissenschaftlich fundiert und evidenzbasiert
zu beschreiben und anhand einer pragmatischen Einteilung der Schlaf- und
Aufwachstörungen in 8 Kategorien zu klassifizieren, kompatibel zu
international gebräuchlichen Systemen der Klassifikation von Krankheiten
(ICD-9, ICD-10). In der ICSD-2 werden definitive Diagnosekriterien
aufgeführt. Eine entsprechende Schlafstörung sollte nur bei
Erfüllung aller Kriterien diagnostiziert werden. Eine
Schweregradeinteilung wurde aufgrund des Fehlens einheitlicher Merkmale nicht
vorgenommen. Für den Kliniker wertvoll sind insbesondere die in
Tabellenform aufgeführten klaren Diagnosekriterien. Hierdurch wird eine
präzise und einheitliche Definition zentraler Schlafapnoe-Syndrome
ermöglicht. Es wird betont, dass verschiedene schlafbezogene
Atmungsstörungen bei ein und demselben Patienten vorkommen können und
entsprechend aufgeführt werden sollen. In der Kategorie II der ICSD-2
werden schlafbezogene Störungen der Respiration, darunter die in
[Tab. 1 ] aufgeführten zentralen
Schlafapnoe-Syndrome aufgeführt. Unter dem Begriff „zentrale
Apnoe” nach der ICSD-2 werden zentrale schlafbezogene
Atmungsstörungen subsummiert, die bei unterschiedlicher Genese durch
klinische Beschwerden und das Auftreten einer Apnoe von > 10 s
bei gleichzeitigem Fehlen von Thorax- und Abdomenbewegungen definiert sind.
Letzteres ist unter Berücksichtigung der diagnostischen Möglichkeiten
einer standardmäßigen Polysomnographie-Ableitung zunächst rein
deskriptiv. Die Phänomenologie einer zentralen Apnoe erlaubt nicht
zwangsläufig eine Aussage über deren Genese, so dass sich hinter
formal zentralen Apnoen durchaus obstruktive Ereignisse verbergen können.
Dies steht in direktem Zusammenhang mit den Gemeinsamkeiten, die in der Genese
und der Pathophysiologie der zentralen und obstruktiven Apnoe bestehen
[4 ].
Tab. 1 Zentrale
Schlafapnoe-Syndrome gemäß ICSD-2 [2 ].
Zentrale
Schlafapnoe-Syndrome (ICSD-2)
1.
Primäre zentrale
Schlafapnoe
2.
Zentrale Schlafapnoe mit
Cheyne-Stokes Atmungsmuster
3.
Zentrale Schlafapnoe bei
Höhenaufenthalt
4.
Zentrale Schlafapnoe bei
internistischen/neurologischen Erkrankungen (außer Cheyne-Stokes-Atmung)
5.
Zentrale Schlafapnoe bei
Drogen- oder Medikamentengebrauch
6.
Primäre Schlafapnoe
in der frühen Kindheit
Die Internationale Klassifikation von Schlafstörungen
(ICSD-2) beschreibt die derzeit bekannten Schlaf- und Aufwachstörungen und
listet zugehörige Diagnosekriterien auf. Sie unterscheidet 6 zentrale
Schlafapnoe-Syndrome.
Pathophysiologie zentraler Schlafapnoen
Pathophysiologie zentraler Schlafapnoen
Unterbleibt die zentralnervöse Innervation der
Atmungsmuskulatur im Schlaf vorübergehend, kommt es zu einem
Atemstillstand. Da dessen Ursache im Zentralnervensystem liegt, spricht man von
einer zentralen Schlafapnoe (ZSA). Dabei ist es unerheblich, ob die oberen
Atemwege offen, verengt oder kollabiert sind. Im Gegensatz hierzu ist die
obstruktive Schlafapnoe gekennzeichnet durch fortlaufende, aber frustrane
Atembewegungen, da die Lungenbelüftung durch einen passageren Verschluss
der oberen Atemwege verhindert ist.
Die Ursachen der ZSA sind in der Physiologie der Atmungsregulation
zu suchen. Nahezu jeder Gesunde entwickelt zentrale Schlafapnoen in Form
periodischer Atmung unter den hypoxischen Bedingungen der Höhenatmung. Es
fällt auf, dass ZSA sowohl infolge eines stark abgeschwächten
Atmungsantriebs wie auch als Resultat eines übersteigerten Atmungsantriebs
oder aufgrund bestimmter Atemreflexe auftreten können.
Zentrale Atmungssteuerung und Atmungsregulation
Der Atemrhythmus wird durch ein neuronales Netzwerk in der Medulla
oblongata und dem Pons erzeugt ([Abb. 1 ]). Da sich
dieses Netzwerk auf verschiedene Neuronengruppen verteilt, die sich gegenseitig
hemmen und fördern, vermeidet man besser den Ausdruck
„Atmungszentrum”, suggeriert doch dieser Begriff, dass es sich um
ein eng umschriebenes Gebiet des Hirnstamms handelt. Dieses neuronale Netzwerk
erzeugt zum einen den Atemrhythmus, bestehend aus der Inspirations-, der
Postinspirations- und der Exspirationsphase. Zum anderen erkennt man an den
neuronalen Efferenzen, z. B. an der Aktivität des N. phrenicus,
dass typische dynamische Muster der neuronalen Entladung erzeugt werden, so
etwa eine kontinuierliche Aktivitätssteigerung während der Einatmung
und eine zunächst rasche, dann langsam abnehmende Aktivität
während der Postinspirationsphase. Schädigungen des Hirnstamms durch
Ischämien, Blutungen oder Infektionen können das neuronale
respiratorische Netzwerk beeinträchtigen und zu Störungen des
Atemrhythmus führen.
Abb. 1 Ein verzweigtes
neuronales Netzwerk respiratorischer Neurone in der Medulla oblongata und im
Pons bildet den so genannten Rhythmusgenerator sowie den Mustergenerator, der
über efferente Nerven u. a. Atmungsmuskeln und Atemwege motorisch
innerviert. Angetrieben oder gebremst wird das Netzwerk durch Afferenzen, zu
denen die chemischen Atmungsantriebe Hypoxie, Hyperkapnie und Azidose
zählen sowie die nicht-rückgekoppelten orexinergen Wachheitsantriebe
und willkürliche Impulse.
Im Gegensatz zum Sinusknoten des Herzens arbeitet dieses Netzwerk
nicht autonom, sondern es ist auf eine externe Aktivierung angewiesen. Diese
Aktivierung erhält es von den so genannten Atmungsantrieben, bei denen wir
rückgekoppelte von den nicht-rückgekoppelten unterscheiden. Aus
höheren Hirngebieten kommen verhaltens- und wachheitsabhängige
Atmungsantriebe, die wahrscheinlich im orexinergen System des Gehirns
entstehen. Die Formatio reticularis des Hirnstamms erhält vielfältige
Afferenzen aus der Körperperipherie und treibt die Atmung an. Diese
genannten Atmungsantriebe sind unabhängig von der Blutgassituation und
können deren Homoiostase erheblich stören. Im Dienste der Homoiostase
dagegen stehen die chemischen Atmungsantriebe, die in Abhängigkeit von
Sauerstoff- und Kohlendioxidpartialdruck sowie vom pH-Wert des arteriellen
Blutes und des Liquor cerebrospinalis die Atmung antreiben oder hemmen. Als
Sensoren dienen die peripheren Chemorezeptoren in den Glomera carotica und die
zentrale Chemosensibilität, die im Hirnstamm lokalisiert ist.
Physiologischerweise kommt es mit dem Einschlafen zum Wegfall der
Wachheitsantriebe. Auch die chemischen Atmungsantriebe schwächen sich ab.
In der Folge steigt der arterielle CO2 -Partialdruck im Schlaf leicht
an, bleibt aber – abgesehen von geringen schlafstadienabhängigen
Schwankungen – stabil.
Störungen der chemischen Atmungsantriebe, insbesondere des
CO2 -empfindlichen Atmungsantriebs, der über die zentrale
Chemosensibilität in der Medulla oblongata vermittelt wird, können im
Schlaf zu schwerer Hypoventilation mit ausgeprägter Hyperkapnie und zu
wiederholten zentralen Apnoen führen, wie beim kongenitalen zentralen
Hypoventilationssyndrom zu beobachten ist [5 ].
Sehr viel häufiger gehen zentrale Schlafapnoen jedoch mit
Normokapnie oder sogar Hypokapnie einher. Überschießende
Atmungsantriebe sorgen passager für eine Hyperventilation, Kohlendioxid
wird verstärkt abgeatmet, der arterielle CO2 -Partialdruck
unterschreitet die so genannte Apnoeschwelle, der CO2 -empfindliche
Atmungsantrieb fällt weg, der Rhythmusgenerator des respiratorischen
Netzwerkes „bleibt stehen” oder läuft nur unterschwellig
weiter. Es kommt zu einer zentralen Apnoe, in deren Folge der
CO2 -Partialdruck wieder ansteigt (und der Sauerstoffpartialdruck
abfällt). Dies führt nach einer Latenz, die auf eine Hysterese im
Regelsystem schließen lässt, zu einer überschießenden
Reaktivierung des Atmungsrhythmus ([Abb. 2 ]). So
wechseln sich in oft periodischer Abfolge zentrale Atemstillstände und
kurze Phasen der Hyperventilation ab, die von einer Arousal-Reaktion im EEG
begleitet sind. Diese wiederholten Weckreaktionen stören den Schlaf
nachhaltig und können – ähnlich wie bei der obstruktiven
Schlafapnoe – zu einer ausgeprägten Tagesschläfrigkeit
führen.
Abb. 2 Wird der
PCO2 z. B. durch kurzzeitige Hyperventilation unter die
Apnoeschwelle gesenkt, kommen im Schlaf die Atembewegungen aufgrund des Fehlens
des dann führenden Atmungsantriebs PCO2 zum Stillstand. Sie
setzen erst wieder ein, wenn der PCO2 deutlich über den
ursprünglichen Wert angestiegen ist, was auf die Hysterese im
Atmungsregler hinweist. Diese beiden Mechanismen sind für die intrinsische
Instabilität der Atmung im Schlaf verantwortlich. Im Wachsein werden diese
von den Wachheitsantrieben und weiteren neuronalen Mechanismen überdeckt,
die für eine zusätzliche Stabilisierung der regelmäßigen
Atmung sorgen.
In mathematischen Modellen wurden die relevanten
Einflussgrößen des respiratorischen Regelsystems analysiert. Es
zeigte sich, dass ein erhöhter Atmungsantrieb durch Hyperkapnie und/oder
Hypoxie und eine verzögerte Rückmeldung der ventilationsbedingten
Blutgasveränderungen an das neuronale Netzwerk periodische Atmung mit
zentralen Apnoen initiieren und aufrechterhalten können [6 ]. Patienten mit idiopathischer zentraler Schlafapnoe
unterschieden sich von Gesunden durch eine gesteigerte
CO2 -Atmungsantwort und erniedrigte CO2 -Partialdrücke
[7 ].
Bei Patienten mit Herzinsuffizienz wird häufig eine besondere
Form zentraler Apnoen gefunden, die nach ihren Erstbeschreibern als
Cheyne-Stokes-Atmung bezeichnet wird [8 ]. Hierbei kommt
es zum periodischen Auftreten von zentralen Apnoen, zwischen denen die
Atemamplituden spindelförmig zu-, dann wieder abnehmen. Auch hier findet
man oft eine Hypokapnie bei gesteigertem Atmungsantrieb. Als Ursache wird die
Stimulation von Lungenafferenzen durch die herzbedingte Lungenstauung
angenommen [9 ]. Ähnliches ist im Rahmen einer
pulmonalen Hypertonie zu beobachten, bei der es auch zu zentralen Schlafapnoen
kommen kann.
Während zentraler Apnoen kann es zu vollständigem
Verschluss des Pharynx kommen, wie oszillografisch und endoskopisch
nachgewiesen werden konnte [10 ]. Offensichtlich geht die
passagere Atmungshemmung auch mit einer Hemmung der dilatatorischen
Pharynxmuskulatur und/oder einer Aktivierung der Konstriktoren einher, was zu
einer aktiven Obstruktion bei ausbleibenden Atmungsbewegungen führt.
Zentrale Apnoen können darüber hinaus durch zahlreiche
Reflexe, wie etwa den Tauchreflex, Wind- und Wetter-Reflexe, Schutzreflexe der
Atemwege, bei Irritation des Lungengewebes und durch weitere vagale Reflexe
ausgelöst werden.
Zentrale Apnoen können Folge eines abgeschwächten wie
auch eines übersteigerten Atmungsantriebs sein. Unterschreitet im Schlaf
der arterielle CO2 -Partialdruck durch kurzzeitige Hyperventilation
die so genannte Apnoeschwelle, kommt es zu einem zentralen Atemstillstand.
Diagnostik
Diagnostik
Die Diagnostik zentraler Apnoen aus der kardiorespiratorischen
Polysomnografie ist ganz wesentlich an eine optimale Aufzeichnung der Parameter
gebunden. Es muss eine Aufzeichnung des Luftflusses erfolgen, welche eine Apnoe
gut erkennen lässt. Und es muss eine Aufzeichnung der Atmungsanstrengung
erfolgen, aus der klar erkennbar ist, ob eine Obstruktion mit erhöhten
intrathorakalen Druckschwankungen oder deren Abwesenheit vorliegt
[11 ]. In den Forschungsempfehlungen der American
Association of Sleep Medicine 1999 wurden für die Forschung die optimalen
Messmethoden festgehalten [12 ]. Diese Messmethoden
bilden die Grundlage für eine quantitative Diagnostik der schlafbezogenen
Atmungsstörungen, wie sie zur zuverlässigen Erfassung der zentralen
Apnoe erforderlich sind.
Atemgasfluss
Der Goldstandard für den Atemfluss ist die Pneumotachografie.
Mit einem Widerstandsrohr und einem Differenzdrucksensor kann quantitativ exakt
das bei jedem Atemzug ein- und ausgeatmete Volumen aus dem Fluss berechnet
werden. Diese Methode ist jedoch in der klinischen Praxis nicht im Regelfall
benutzbar, da sie durch den Einsatz einer geschlossenen Nasenmund-Maske
belastend für den Patienten ist. Das Widerstandsrohr des Pneumotachografen
muss kontinuierlich geheizt werden, um exakte Messungen zu produzieren, die
nicht durch Kondenswasser verfälscht werden. In der Folge ist die
Apparatur relativ schwer und unhandlich vor dem Gesicht und zwingt den
Patienten in eine feste unflexible Position im Bett. Es gibt aktuelle
Ansätze, leichte Pneumotachografen ohne die Notwendigkeit einer Heizung zu
entwickeln. Jedoch sind diese Prototypen bisher nicht leicht erhältlich
und werden häufig nur in Kombination mit einer teuren apparativen
Installation zur Bestimmung des Atemflusses und von Atemwegswiderständen
angeboten.
Die nasale Staudruckmessung wurde vor einigen Jahren als
Alternative zu Thermistoren zur kontinuierlichen Erfassung des Luftflusses bei
der kardiorespiratorischen Polysomnographie eingeführt. Die
Staudruckmessung erfolgt mit einfachen Schlauchsensoren vor der Nase und einem
entfernten Drucksensor. Die Druckänderungen, die bei Ein- und Ausatmung
entstehen, werden erfasst. Die Druckänderungen sind quadratisch
proportional zum Luftfluss. Damit muss das Signal noch rechnerisch modifiziert
werden, ehe es als Äquivalent für den Luftfluss ausgewertet werden
kann. Die Staudruckmessung überschätzt eher das Vorkommen von Apnoen
in dem Sinne, dass Hypopnoen leichter als Apnoen bewertet werden. Es ist daher
von hoher Relevanz, dass angegeben wird, wie der Atemfluss gemessen wurde und
ob im Falle einer Staudruckmessung auch eine rechnerische Korrektur der
Amplituden erfolgt ist.
Thermistoren und Thermoelemente stellen die noch am weitesten
verbreitete Methode zur Messung des Atemflusses dar. Beide Verfahren messen die
Temperaturdifferenz zwischen eingeatmeter und ausgeatmeter Luft. Damit sind die
Amplituden der Signale erheblich von der Umgebungstemperatur abhängig.
Auch wenn sich die Umgebungstemperatur im Schlafraum wenig ändert, sind
diese Signale nur semiquantitativ zu bewerten. Sie sind auch
artefaktanfällig, wenn nämlich die Sensoren an der Haut anliegen,
können sie nicht mehr die Lufttemperatur-Differenzen erfassen und das
Signal ist erheblich abgeschwächt. Diese Sensortechnik wird heute nicht
mehr zur Erfassung des Atemflusses empfohlen.
Atemanstrengung
Der Goldstandard für die Atmungsanstrengung ist die
Ösophagusdruck-Messung. Dabei wird ein dünner Katheter mit einem
Piezo-Drucksensor zur Erfassung der intrathorakalen Druckschwankungen in den
Ösophagus eingeführt. Das Messverfahren ist weitgehend
unproblematisch und erlaubt die quantitative Bestimmung des intrathorakalen
Drucks bei jedem Atemzug und bei jeder Apnoe. In der klinischen
Routine-Diagnostik wird dieses Verfahren aufgrund der Belastung des Patienten
in der Regel jedoch nicht eingesetzt. Für Fragen der quantitativen
Ausschlussdiagnostik bleibt aber diese invasive Methode die Referenz.
Die Induktionsplethysmografie besteht aus 2 elastischen Gurten um
Thorax und Abdomen. In diese Gurte ist ein isolierter Draht eingenäht, der
als eine Spule mit einer Windung um den Körper wirkt. Änderungen der
Geometrie dieser Spule mit einer Windung führen zu einer Änderung
einer angelegten Hochfrequenzspannung. Nach den Regeln der Elektronik ist diese
induzierte Änderung proportional zur umschlossenen Fläche. Damit kann
die Induktionsplethysmografie optimal zur Bestimmung des ventilierten Volumens
eingesetzt werden. Es handelt sich bei den Gurten also nicht um eine Bestimmung
der Änderung der Länge, sondern tatsächlich des umschlossenen
Querschnitts. Die Induktionsplethysmografie kann auch gegen definierte Volumina
kalibriert werden und dann zur quantitativen Bestimmung der Atemvolumina
benutzt werden. Daher haben die Empfehlungen der AASM die
Induktionsplethysmografie als akzeptable Alternative zur Pneumotachografie
vorgesehen. In der Praxis ist die Kalibration jedoch sehr aufwendig, für
jede Körperlage notwendig, und nicht sehr stabil über den Verlauf
einer Nacht. Daher wird in der Praxis eine Kalibrierung nicht
durchgeführt. Eine gut angelegte Induktionsplethysmografie erlaubt auch
eine gute Bestimmung paradoxer Atmung und kann daher neben einer Bestimmung der
ventilierten Volumina auch zu einer Abschätzung der Obstruktion der oberen
Atemwege eingesetzt werden. Die Induktionsplethysmografie war lange Jahre ein
teures Verfahren. Da inzwischen der Patentschutz ausgelaufen ist, wird die
Induktionsplethysmografie von mehreren Herstellern angeboten und ist im Preis
erheblich moderater geworden.
Dehnungsmessverfahren mit Gurten, in denen piezoresistive Sensoren
eingelassen sind, werden am häufigsten bei der kardiorespiratorischen
Polysomnografie eingesetzt. Diese Sensoren reagieren auf Zug und
Dehnungsänderung an der Stelle des empfindlichen Sensors. Damit ist die
Qualität des Signals extrem abhängig von der Platzierung des Sensors.
Gerade bei adipösen Patienten kann ein Lagewechsel in der Nacht zu einem
kompletten Ausfall des Signals führen. Aufgrund der
Artefaktanfälligkeit, der wenig bestimmbaren Signalqualität und der
Begrenzung der Messstelle auf einen kleinen Ort am Gurt werden diese Sensoren
heute nicht mehr zur Messung der Atmungsanstrengung empfohlen. Gerade zur
Diagnostik zentraler Apnoen sind diese Sensoren schlecht geeignet, denn aus
einem Fehlen des Atmungssignals kann nicht auf ein Fehlen intrathorakaler
Druckschwankungen geschlossen werden.
Sauerstoffsättigung
Die Messung der Sauerstoffsättigung ist ein unabdingbarer
Bestandteil einer kardiorespiratorischen Polysomnografie und sollte mit einem
modernen Oximeter erfolgen, welches eine möglichst kurze Zeit für die
Aktualisierung der Sauerstoffsättigung eingestellt hat. Die
Sauerstoffsättigung wird optisch jeweils nur zu jedem Puls bestimmt und
dann gemittelt. Wenn über wenige Pulsschläge gemittelt wird,
können Schwankungen schneller und ausgeprägter dargestellt werden.
Allerdings sind kurze Mittelungszeiten auch stärker artefaktanfällig.
Die Aussagekraft der Sauerstoffsättigung ist prinzipiell aufgrund der
Sauerstoffbindungskurve bei der Diagnostik zentraler Apnoen begrenzt. Bei sehr
kurzen zentralen Apnoen wird häufig noch keine Veränderung der
Sauerstoffsättigung gesehen. Daher wird eine Entsättigung nicht zur
Definition der zentralen Apnoen mit herangezogen. Bei Patienten mit
zusätzlichen Lungenerkrankungen, z. B. im Sinne einer COPD, kann
die Ausgangssättigung bereits soweit erniedrigt sein, dass entweder
große Schwankungen auch bei kurzen Apnoen beobachtet werden können,
oder aber die apnoebezogenen Schwankungen der Sauerstoffsättigung gar
nicht mehr richtig abgegrenzt werden können. Die Sauerstoffsättigung
ist somit für die Diagnostik obstruktiver Apnoen von höherer
Bedeutung als für die Diagnostik zentraler Apnoen. Eine mittlere
Sauerstoffsättigung sollte aber dennoch notiert werden.
CO2 -Bestimmung
Im Unterschied zur Sauerstoffsättigung kommt der
CO2 -Bestimmung mit einem Kapnografen bei der zentralen Schlafapnoe
eine höhere Bedeutung bei. Leider ist die Bestimmung des CO2
mit einem Kapnografen noch nicht das optimale Verfahren, da bei einem Aussetzen
der Atmung kein endtidales CO2 bestimmt werden kann. Außerdem
existieren noch keine Normwerte für die endtidale CO2 -Messung
bei obstruktiver und zentraler Apnoe. Zentrale Apnoe geht häufig mit einer
veränderten Blutgassituation in der Nacht einher. Daher ist die Erfassung
des CO2 die folgerichtige Methode. Inwieweit die
CO2 -Messung prädiktive Aussagen bei zentraler Apnoe erlaubt und
inwieweit sich eine Diagnostik der zentralen Apnoen auf eine
CO2 -Messung verlassen kann, ist jedoch noch offen.
Polysomnografie
Bei einer digitalen Polysomnografie sollen die Atmungsparameter
mit 25 Hz digitalisiert werden, um eine gute zeitliche Auflösung
der Kurven zu ermöglichen, die auch schnelle Signaländerungen, wie
bei Seufzern oder bei Artefakten darstellen können [13 ]. Die Amplitudenauflösung sollte so eingestellt
sein, dass die Atmungssignale auch bei Hyperventilation nicht übersteuert
oder abgeschnitten werden. Nur dann ist eine qualitativ hochwertige Auswertung
der Atmungsamplitude möglich. Das Signal des Ösophagusdruckes und der
nasalen Druckmessung sollte nach Möglichkeit mit 100 Hz
digitalisiert werden, um so auch Obstruktionen im Rahmen eines so genannten
Flattenings zu erfassen. Bei zentralen Apnoen sollte ein Flattening,
häufig assoziiert mit Schnarchen, nicht beobachtet werden.
Goldstandard zur Differenzialdiagnostik der zentralen
Apnoesyndrome ist eine Polysomnografie, die die Aufzeichnung des
Atemluftflusses, der Atembewegungen, der arteriellen Sauerstoffsättigung
und des CO2 -Partialdruckes beinhalten sollte.
Klinische Relevanz zentraler Apnoen beim Erwachsenen
Klinische Relevanz zentraler Apnoen beim Erwachsenen
Epidemiologie
Allgemeingültige Angaben zur Häufigkeit der zentralen
Apnoe sind im Schrifttum im Gegensatz zur obstruktiven Schlafapnoe nur
spärlich vorhanden. Nach vorliegenden Daten [14 ]
beträgt die Häufigkeit zentraler Apnoen in einem Patientengut mit
Verdacht auf schlafbezogene Atmungsstörungen 4,3 %. Bei
älteren Patienten (Durchschnittsalter 72,4 Jahre) steigt sie auf
6 % [15 ]. Bezogen auf die Häufigkeit
obstruktiver Apnoen wird bislang [16 ] von einer
10 %igen Inzidenz zentraler Apnoen ausgegangen. Aktuelle Daten
[17 ] ergeben eine Häufigkeit zentraler Apnoen von
7,2 % und der Untergruppe zentraler Non-Cheyne-Stokes-Apnoen von
4,1 % in einem Gesamtkollektiv von Patienten mit schlafbezogenen
Atmungsstörungen. Die überwiegende Mehrzahl (90 %) der
Patienten mit zentralen Apnoen wies gleichzeitig obstruktive Apnoen auf, so
dass auch bei der Behandlung vorherrschend zentraler Apnoen zwangsläufig
begleitende obstruktive Apnoen berücksichtigt werden müssen. Eine
Extrapolation dieser Häufigkeiten auf die Allgemeinbevölkerung ist
angesichts der in allen Kollektiven vollzogenen Vorselektion nur
eingeschränkt möglich.
Klinische Symptomatik
Das klinische Bild zentraler Apnoen kann sowohl durch die von
ihnen direkt verursachte Beschwerdesymptomatik bestimmt sein, als auch ganz
hinter der Symptomatik der auslösenden Grunderkrankungen oder einer
begleitenden obstruktiven Schlafapnoe zurücktreten. Als typische Symptome
der reinen zentralen Apnoe gelten insomnische wie hypersomnische Beschwerden,
gehäuftes Erwachen, unruhiger Schlaf und Tagesschläfrigkeit
[14 ]
[18 ]
[19 ]
[20 ]. Diese werden im
Wesentlichen hervorgerufen durch die schlaffragmentierende Wirkung
apnoeterminierender Arousals und/oder die Auswirkungen der Apnoen auf die
Sauerstoffsättigung. Zentrale Apnoen können sowohl über
apnoeterminierende Arousals als auch als Folge von primären Arousals
perpetuieren [21 ]
[22 ].
Wie die obstruktiven Schlafapnoen führen auch die zentralen
Apnoen zu häufigen Weckreaktionen, unruhigem, nicht erholsamem Schlaf und
zu Tagesschläfrigkeit.
Primäre zentrale Schlafapnoe
Die primäre zentrale Schlafapnoe (CSA) weist erhebliche
Überlappungen mit der „komplexen Schlafapnoe” (siehe unten)
auf [19 ]
[21 ]
[23 ]
[24 ]
[25 ]
[26 ]
[27 ].
Die Häufigkeit wird mit einer CSA auf 100 obstruktive
Schlafapnoe-Fälle beziffert. Die CSA definiert sich durch den Ausschluss
anderer Ursachen einer zentralen Apnoe. Zugrunde liegt wie bei der
Cheyne-Stokes-Atmung (CSA-CSR) eine erhöhte
CO2 -Empfindlichkeit, die zu einem periodischen Atemmuster mit
zentralen Apnoen prädisponiert. Der bei Patienten nach Herztransplantation
beobachtete Wandel von einer CSA-CSR in eine primäre CSA
[28 ] deutet auf eine primäre und von der
Herzinsuffizienz unabhängige Atemregulationsstörung, die lediglich
durch die hämodynamischen Veränderungen bei Herzinsuffizienz eine
Modulation erfährt. Charakteristisch für die CSA, die gehäuft
bei Älteren diagnostiziert wird, sind polysomnografisch gesicherte
wiederholte nächtliche zentrale Apnoen (> 10 Sekunden) mit einem
Apnoe-Index (AI) größer oder gleich 5 zentrale Apnoen/Stunde ([Tab. 2 ]). Die Beobachtung einer höheren
Prävalenz von Vorhofflimmern bei idiopathischer zentraler Schlafapnoe im
Vergleich zu OSAS-Patienten [29 ] bedarf der weiteren
Klärung. Für die Therapie ist bedeutsam, dass mit bisherigen
konventionellen Therapieverfahren wie CPAP, BiPAP oder O2 -Gabe nur
eine geringe therapeutische Beeinflussbarkeit der primären CSA besteht.
Dies wiederum ähnelt der komplexen Schlafapnoe, woraus sich für die
Zukunft die Notwendigkeit einer exakten Klassifikation dieser Entitäten
ergibt.
Tab. 2 Diagnosekriterien
für die primäre zentrale Schlafapnoe (ICSD-2 [2 ]).
Diagnosekriterien: Primäre zentrale Schlafapnoe (ICSD-2)
A.
Anamnese (mindestens
eines der folgenden Kriterien): exzessive
Tagesmüdigkeit nächtliche Weckreaktionen/Erwachen oder
Beschwerden einer Insomnie nächtliches Erwachen mit Atemnot
B.
Polysomnographie:
≥ 5 zentrale Apnoen/h
C.
Erkrankung nicht besser
beschrieben durch andere Schlafstörung, eine internistische oder
neurologische Erkrankung, Medikamenten-/Drogengebrauch
Cheyne-Stokes-Atmung
Im Gegensatz zur primären zentralen Schlafapnoe, bei der
abrupte Apnoe- und kurze Hyperpnoephasen auftreten, weisen Patienten mit
zentraler Schlafapnoe mit Cheyne-Stokes-Atmungsmuster ein charakteristisches
Crescendo-Decrescendo-Muster ihrer Atmung mit verlängerten Hyperpnoephasen
auf. Typischerweise tritt die Cheyne-Stokes-Atmung im non-REM
(rapid-eye-movement) Schlaf auf und kann zu exzessiver Tagesmüdigkeit,
insomnischen Beschwerden oder nächtlichen Atemnotbeschwerden führen
([Tab. 3 ]). Die Erkrankung steht in
ursächlichem Zusammenhang mit unterschiedlichen Formen der
Herzinsuffizienz, Apoplex oder einem Nierenversagen. In seltenen
Einzelfällen kann eine zentrale Apnoe in Form periodischer Atmung, aber
auch bei Patienten mit Hyperkapnie gesehen werden. Nach aktuellen Daten liegt
bei etwa 28 – 37 % der Patienten mit
medikamentös leitliniengerecht behandelter Herzinsuffizienz und einer
linksventrikulären EF < 40 % eine zentrale Apnoe
(CSA-CSR) vor [20 ]
[29 ]. Abgesehen
von einer Publikation [30 ] mit einer Prävalenz von
55 %, existieren kaum Daten zur Häufigkeit zentraler Apnoen
bei Patienten mit asymptomatischer LV-Funktionsstörung und einer EF
< 40 %. Ebenso sind Daten zur CSA-CSR bei Patienten mit
rein diastolischer Herzinsuffizienz rar. Die Häufigkeitsangabe von
10 % [7 ] bezieht sich lediglich auf eine
kleine Patientengruppe. Eine klinische Relevanz einer schlafbezogenen
Cheyne-Stokes-Atmung besteht in ihrer Markerfunktion für eine
gestörte autonome Funktion bei Herzinsuffizienz und der damit verbundenen
Erhöhung der Letalität im Vergleich zu Patienten ohne
Cheyne-Stokes-Atmung [30 ]
[31 ]
[32 ]
[33 ]. Dabei stellt eine auch am
Tage auftretende bzw. persistierende Cheyne-Stokes-Atmung einen weiteren
unabhängigen Mortalitäts-Prädiktor (relatives Risiko: 3,8) dar
[34 ].
Tab. 3 Diagnosekriterien
für die zentrale Schlafapnoe mit Cheyne-Stokes-Atmung (ICSD-2
[2 ]).
Diagnosekriterien: Zentrale Schlafapnoe mit
Cheyne-Stokes-Atmungsmuster (ICSD-2)
A.
Polysomnografie: ≥ 10 zentrale Apnoen/h mit
Crescendo-Decrescendo-Muster der Atmung assoziiert mit gehäuften
Weckreaktionen und gestörter Schlafstruktur Fakultativ:
exzessive Tagesmüdigkeit, insomnische Beschwerden, nächtliches
Erwachen mit Atemnot
B.
Assoziation mit schwerer
internistischer/neurologischer Erkrankung (Herzinsuffizienz,
Niereninsuffizienz, Apoplex)
C.
Erkrankung nicht besser
beschrieben durch andere Schlafstörung oder Medikamenten-/Drogengebrauch
Für die CPAP-Therapie der CSA-CSR konnte insgesamt keine
Senkung der Mortalität bewiesen werden [35 ], wohl
aber für eine Subgruppe, die unter CPAP eine Normalisierung des AHI erfuhr
[36 ]. Aktuell werden multizentrisch angelegte
randomisierte Untersuchungen zur Therapie der CSA-CSR mit modernen
Therapieverfahren wie z. B. der adaptiven Servoventilation (siehe unten)
durchgeführt. Cheyne-Stokes-Atmung kann ebenfalls bei Patienten mit
primärer pulmonaler Hypertonie beobachtet werden. In einem kleinen
Patientenkollektiv wurde eine Häufigkeit von annähernd einem Drittel
[37 ] beschrieben. Die Inzidenz wird von der Schwere der
begleitenden Herzinsuffizienz und den Auswirkungen auf den Gasaustausch
(Hypoxie, Grad der Perfusionsstörung) beeinflusst. Wie für die
primär zentralen Apnoen konnte auch für die Cheyne-Stokes-Atmung eine
Zunahme der Apnoen in Rückenlage [38 ]
[39 ] festgestellt werden. Differenzialdiagnostisch wichtig
ist die Abgrenzung der CSA von einer Pseudo-CSA, die zwar formal das Bild einer
CSA bietet, der aber dennoch eine obstruktive Schlafapnoe zugrunde liegt
[38 ]
[40 ].
Die periodische Cheyne-Stokes-Atmung bei Patienten mit
eingeschränkter linksventrikulärer Pumpleistung geht oft mit einem
gesteigerten Atmungsantrieb und niedrigen arteriellen
CO2 -Partialdrücken einher. Sie ist verbunden mit einer
erhöhten Letalität.
Zentrale Schlafapnoe bei Höhenaufenthalt
Essenzielles Kennzeichen der zentralen Schlafapnoe bei
Höhenaufenthalt ist der klare Bezug zu einem Aufstieg in Höhen
oberhalb von ca. 4000 Metern. Die Erkrankung tritt üblicherweise
während der ersten Nacht in entsprechender Höhe auf und spiegelt die
gesteigerte Atmungsantwort bei Hypoxie wider, wobei die Geschwindigkeit des
Aufstiegs, die erreichte Höhe und eine individuelle Prädisposition
modulatorisch wirken ([Tab. 4 ]).
Tab. 4 Diagnosekriterien
für die zentrale Schlafapnoe bei Höhenaufenthalt (ICSD-2
[2 ]).
Diagnosekriterien: Zentrale Schlafapnoe bei Höhenaufenthalt
(ICSD-2).
A.
Kürzlicher Aufstieg
in Höhen oberhalb von 4000 Metern
B.
Polysomnografie:
≥ 5 zentrale Apnoen/h im NREM-Schlaf Zykluslänge:
12 – 34 s.
Zentrale Schlafapnoe bei internistischen/neurologischen
Erkrankungen (außer Cheyne-Stokes-Atmung)
In der Rubrik zentrale Schlafapnoe bei
internistischen/neurologischen Erkrankungen werden vorwiegend Erkrankungen mit
Stammhirnläsionen vaskulären, degenerativen, demyelinisierenden oder
traumatischen Ursprungs subsummiert, die eine zentrale Apnoe ohne
Cheyne-Stokes-Atmung bedingen. Störungen der kardialen oder renalen
Funktion können ebenfalls in dieser Gruppe aufgeführt werden.
Zentrale Apnoen bei Patienten mit TIA und Schlaganfall stehen in
direktem zeitlichen Zusammenhang mit dem Akutereignis. So konnten Bassetti u.
Mitarb. [41 ] bei 67 % der
Schlaganfallpatienten am 2. Tag nach Apoplex schlafbezogene
Atmungsstörungen mit einem Anteil einer rein zentralen Schlafapnoe von
10 % nachweisen. In 18 % lagen sowohl zentrale als
auch obstruktive Apnoen vor. Im weiteren Verlauf über
2 – 3 Monate nimmt die Zahl zentraler Apnoen auf
annähernd 7 % ab [28 ]
[32 ]. Daraus resultiert die Notwendigkeit der weiteren
Verlaufsdiagnostik und Entscheidung über therapeutische Konsequenzen. In
Einzelfällen kann noch Jahre nach einem zerebral embolischen Ereignis eine
zentrale Atmungsregulationsstörung mit Bradypnoe und zentralen Apnoen
fortbestehen. Die klinische Relevanz ist individuell anhand sekundärer
Auswirkungen der zentralen Apnoe in Form von Desaturationen, Arousals und
Tagessymptomatik zu beurteilen.
Zerebrale Blutungen oder Ischämien werden in der Akutphase
häufig von zentralen Apnoen gefolgt. Diese nehmen im Laufe der
Rehabilitation in der Regel wieder ab.
Unter den übrigen neurologischen Erkrankungen treten
schlafbezogene Atmungsstörungen in den meisten Fällen als
nächtliche Hypoventilationen auf. Auch bei Hirntumoren sind zentrale
Apnoen eher Raritäten. Somit gibt es nur wenige neurologische
Erkrankungen, für die nicht-hyperkapnische zentrale Apnoen eine Relevanz
haben. Beim Arnold-Chiari-Syndrom wurde in bis zu 72 % der
Fälle ein AHI > 5/h mit Prädominanz zentraler Apnoen
nachgewiesen. Diese sind mitunter einziges Zeichen der zugrunde liegenden
Hirnstammsymptomatik, bessern sich nach operativer Behandlung und deuten bei
Wiederauftreten auf eine erneute Hirnstammkompression hin [42 ]
[43 ]
[44 ]
[45 ]. Für die Myotone
Dystrophie wurde insbesondere im japanischen Schrifttum eine Prävalenz
nächtlicher Apnoen von 90 % beschrieben, mit Vorherrschen
zentraler Formen, einschließlich einer Cheyne-Stokes-Atmung
[46 ]
[47 ].
Nur für wenige endokrinologische Erkrankungen wie die
Akromegalie und den Diabetes mellitus liegen Untersuchungen zur Inzidenz
zentraler Apnoen vor. Während Grunstein u. Mitarb. [48 ] bei Akromegalie noch in 81 %
schlafbezogene Atmungsstörungen mit einem Anteil zentraler Apnoen von
20 % beschrieben haben, ist nach aktuellen Untersuchungen die
Häufigkeit als eher selten einzustufen [49 ]
[50 ]. Für Diabetiker besteht nach der Sleep Heart
Health Study [51 ] ein erhöhtes Risiko (Odds-Ratio
1,8) für zentrale Apnoen in Form periodischer, d. h.
Cheyne-Stokes-Atmung.
Zentrale Schlafapnoe bei Drogen- oder
Medikamentengebrauch
Unter einer zentralen Schlafapnoe bei Drogen- oder
Medikamentengebrauch werden in erster Linie durch Morphium oder dessen Derivate
induzierte nächtliche Atmungsstörungen verstanden ([Tab. 5 ]). Bei Methadon-Substituierten wurden in
30 % zentrale Apnoen sowohl mit als auch ohne Auftreten eines
periodischen Musters beschrieben [52 ]
[53 ]
[54 ]. Eine Morphinpumpentherapie
kann ebenfalls zu zentralen Apnoen führen [55 ].
Tab. 5 Diagnosekriterien
für die zentrale Schlafapnoe bei Drogen- oder Medikamentengebrauch (ICSD-2
[2 ]).
Diagnosekriterien: Zentrale Schlafapnoe bei Drogen- oder
Medikamentengebrauch
A.
Regelmäßige
Einnahme eines langwirksamen Opioids 2 Monate
B.
Polysomnografie:
≥ 5 zentrale Apnoen/h oder ≥ 10 zentrale Apnoen oder
Hypopnoen/h mit Crescendo-Decrescendo-Muster der Atmung assoziiert mit
gehäuften Weckreaktionen und gestörter Schlafstruktur
C.
Erkrankung nicht besser
beschrieben durch andere Schlafstörung oder eine
internistische/neurologische Erkrankung
Weitere sekundäre Formen der zentralen Schlafapnoe
Im schlafmedizinischen Alltag spielen zentrale Apnoen auf dem
Boden funktioneller Veränderungen eine relevante Rolle. Hierzu
gehören Apnoen bei nasaler Obstruktion, Apnoen nach Arousals ohne und mit
Hyperventilation sowie Apnoen im Schlaf-Wach-Übergang. Letztere sind durch
eine respiratorische Instabilität im Schlafbeginn mit Änderungen der
Atemtiefe im Rahmen der Schlafstadienübergänge bedingt
[56 ], während nasale Obstruktion über eine
Zunahme von Arousals und des NREM-1-Schlafstadiums zu einer Zunahme der
zentralen Apnoen führen [57 ].
Besondere Relevanz im klinischen Alltag besitzen
rückenlageabhängige zentrale Apnoen. Als Auslöser sind ein
Kollaps der oberen Atemwege mit nachfolgender Reflexinhibition der Atmung
[58 ] und eine veränderte pharyngeale Compliance
[59 ] anzuschuldigen. Diese Form der Apnoe ist komplexer
Natur, weil eine begleitende obstruktive pharyngeale Komponente vorliegen kann.
Sie ist im Prinzip durch Lagerungstherapie behandelbar, ohne dass dies jedoch
immer adäquat gelingt, und sie kann auch bei Fehlen einer pharyngealen
Obstruktion mit einer laryngealen Obstruktion vergesellschaftet sein. Das
Auslösen einer zentralen Apnoe durch eine Obstruktion bei zugrunde
liegendem OSAS deutet auf eine erhöhte pharyngeale Empfindlichkeit hin,
die in ähnlicher Weise auch die Reaktion auf eine CPAP-Therapie bei der
„komplexen Schlafapnoe” beeinflussen kann.
Komplexe Schlafapnoe
CPAP-induzierte zentrale Apnoen treten im Rahmen der Titration
einer primär obstruktiven Schlafapnoe auf und werden vorwiegend zu
Schlafbeginn oder nach Arousals gesehen [60 ]. Eine
Abhängigkeit vom CPAP-Druck konnte in der Studie von Ayappa u. Mitarb.
[60 ] nicht festgestellt werden. Die Bedeutung des
zugrundeliegenden CPAP-Titrations- und Therapieverfahrens für die Relevanz
CPAP-induzierter Apnoen ist allerdings nicht hinreichend geklärt. Das
Problem dürfte im klinischen Alltag aber häufiger sein, als es sich
bislang in der Literatur widerspiegelt. Insbesondere bei Vorbestehen zentraler
Apnoen besteht ein erhöhtes Risiko, auch unter CPAP-Therapie obstruktive
Ereignisse vermehrt zentrale Apnoen zu entwickeln. In diesem Zusammenhang
konnte gezeigt werden, dass 50 % der Patienten mit
Rückenlage-assoziierten zentralen Apnoen auch unter einer CPAP-Therapie
zentrale Apnoen [17 ] entwickelten. Das skizzierte
Krankheitsbild, das sich nach Thomas u. Mitarb. [61 ]
durch das Auftreten, mitunter auch durch eine Zunahme zentraler Apnoen unter
der CPAP-Therapie einer obstruktiven Schlafapnoe definiert, und insbesondere
durch Fehlen oder nur diskrete Atemstörungen im REM-Schlaf gekennzeichnet
ist, wurde nachfolgend von derselben Arbeitsgruppe [62 ]
aufgrund der diagnostischen und therapeutischen Besonderheiten als komplexe
Schlafapnoe bezeichnet. Als ein wesentliches Charakteristikum im Rahmen der
CPAP-Titration wurde die Induktion zentraler Apnoen auf einem Druckniveau
beschrieben, das noch unterhalb des effektiven Therapiedrucks obstruktiver
Ereignisse liegt. Besondere Beachtung erlangte die komplexe Schlafapnoe jedoch
erst durch die nachfolgenden Untersuchungen von Morgenthaler u. Mitarb.
[61 ] an einem größeren Patientenkollektiv.
Genau betrachtet handelt es sich bei der komplexen Schlafapnoe um ein in der
Schlafmedizin durchaus schon länger bekanntes und aufgrund seines hohen
therapeutischen Anspruchs häufig diskutiertes Krankheitsbild, das nun mit
einer neuen Namensgebung und genaueren Beschreibung gegenüber den
bisherigen Entitäten der Schlafapnoe klarer abgegrenzt worden ist. Die mit
15 % angegebene Prävalenz der komplexen Schlafapnoe muss vor
dem Hintergrund der in den USA üblichen Praxis der Diagnostik und Therapie
des obstruktiven Schlafapnoesyndroms kritisch hinterfragt werden, zumal die aus
derselben Arbeitsgruppe [63 ] berichteten Verlaufsdaten
zeigen, dass die Hälfte der „komplexen
Schlafapnoe”-Fälle nach einer durchschnittlichen CPAP-Therapiedauer
von 195 Tagen nicht mehr nachweisbar war.
Da die in den Kapiteln „Weitere
sekundäre Formen der zentralen Schlafapnoe” und
„Komplexe Schlafapnoe” aufgeführten
Formen der zentralen Schlafapnoe bislang nicht als eigenständige
schlafbezogene Störungen der Respiration klassifiziert sind, wäre
hier eine Subsummierung in der Rubrik „Andere schlafbezogene
Atmungsstörungen” der ICSD-2 in der Kategorie II (schlafbezogene
Störungen der Respiration) vorzunehmen.
Treten unter der CPAP-Behandlung der obstruktiven Schlafapnoe
zentrale Apnoen auf oder in den Vordergrund, spricht man von „komplexer
Schlafapnoe”.
Zusammenfassend wird die klinische Relevanz der zentralen Apnoe
bestimmt durch:
die Häufigkeit der zentralen Schlafapnoe
die Apnoeform
die zugrunde liegenden Erkrankungen
die apnoebegünstigenden pathophysiologischen
Veränderungen
die klinische Symptomatik der zentralen Apnoe
den Einfluss der Apnoe auf Morbidität und Prognose
die Markerfunktion/den Signalcharakter der zentralen Apnoe
für den Schweregrad einer Erkrankung
die Therapiebedürftigkeit und die therapeutische
Beeinflussbarkeit
Der diagnostische und therapeutische Aufwand bei zentralen
Schlafapnoeformen ist deutlich höher als bei der obstruktiven Schlafapnoe.
Dies spiegelt die bedeutende klinische Relevanz der zentralen Schlafapnoe
wider.
Therapie zentraler Apnoen
Therapie zentraler Apnoen
Im Gegensatz zum obstruktiven Schlafapnoe-Syndrom (OSAS), welches in
der Mehrzahl der Fälle unter einer eingeleiteten CPAP (continuous positive
airway pressure)-Therapie eine sofortige Ansprechrate aufweist und eine rasche
Besserung der vom Patienten beklagten Beschwerden erreicht werden kann,
gestaltet sich die Therapie der zentralen schlafbezogenen Atmungsstörungen
(SBAS) wesentlich schwerer. Ursache hierfür sind wahrscheinlich die
unterschiedlichen pathophysiologischen Entstehungsmechanismen der zentralen
Apnoen. Die Mehrzahl der zentralen Apnoen resultiert auf dem Boden einer
Linksherzinsuffizienz unterschiedlicher Genese. Gerade bei diesen Patienten
zeigt die klinische Erfahrung, dass trotz nachgewiesenen Therapieerfolges in
Form einer deutlichen Reduzierung der Apnoe/Hypopnoephasen bzw. der
Cheyne-Stokes-Atmung dieser sich nicht in einer deutlichen Besserung der
Tagesbefindlichkeit widerspiegelt. Letzteres ist der Compliance in der
Anwendung der Therapie abträglich.
Allgemeine Therapiemaßnahmen
Die Therapie der zentralen SBAS ist eine Stufentherapie, bei der
die exakte Diagnostik der zugrunde liegenden Erkrankung und das konsekutive
Management der jeweiligen Grunderkrankung die vordringlichste
Therapiemaßnahme darstellen. Die häufigste Ursache von zentralen
SBAS in Form von zentralen Apnoen bzw. Hypopnoen und/oder Cheyne-Stokes-Atmung
ist die Linksherzinsuffizienz, die auf dem Boden unterschiedlicher kardialer
Erkrankungen (z. B. koronare bzw. hypertensive Herzerkrankung,
entzündliche Herzerkrankungen, Klappenvitien) entstehen kann. In Europa
beträgt die Prävalenz der chronischen Herzinsuffizienz
0,4 – 2 % [64 ]. Die
Fortschritte der pharmakologischen Therapie der Herzinsuffizienz (u. a.
durch β-Blocker, ACE-Hemmer), aber auch mechanische Interventionen wie
biventrikuläre Schrittmachersysteme haben daher einen wesentlichen
Stellenwert auch für die Reduktion der SBAS bei diesen Patienten
[65 ].
Medikamentöse Therapieansätze
Versuche der pharmakologischen Therapie zentraler Apnoen bzw. der
Cheyne-Stokes-Atmung wurden u. a. mit Theophyllin bzw. Acetazolamid
unternommen. Anzumerken ist, dass die jeweiligen Untersuchungen an sehr kleinen
Patientenkollektiven und nur über kurze Therapiedauern (ca. 1 Woche)
durchgeführt wurden. Unter Theophyllingabe konnte in einer doppelblinden,
randomisierten Studie an 15 Patienten mit einer Linksherzinsuffizienz und
zentralen Apnoen nach 5-tägiger Gabe eine Reduktion der zentralen Apnoen
und eine Besserung der arteriellen Sauerstoffsättigung nachgewiesen
werden. Kritisch angemerkt werden muss jedoch, dass keine Besserung des
Schlafprofils eintrat [66 ]. Darüber hinaus ist die
proarrhythmogene Nebenwirkung des Theophyllins bei Patienten mit kardialer
Grunderkrankung unerwünscht. Die Wirkung von Acetazolamid beruht auf der
Induktion einer metabolischen Azidose, die wiederum die Chemorezeptoren
(Carotissinus, zentrale Rezeptoren) stimuliert und einen atmungssteigernden
Effekt nach sich zieht. Positive Effekte konnten bei Patienten mit
primären zentralen Apnoen und bei Patienten mit Höhen-Apnoen belegt
werden [14 ]
[67 ]. Fernerhin konnte
bei Patienten mit stabiler Linksherzinsuffizienz (doppelblind, randomisiert,
cross-over) die Anzahl der zentralen Apnoen sowie die Zeit der
Entsättigungen unter 90 Sättigungsprozent signifikant
(p < 0,01) unter einwöchiger Applikation von Acetazolamid
abgesenkt werden bei gleichzeitiger Besserung der Schlafqualität und der
Tagesbefindlichkeit [68 ]. Nebenwirkungen bei
Acetazolamidgabe sind Parästhesien und subjektives Dyspnoeempfinden,
welche aus der durch Acetazolamid induzierten Hyperventilation resultieren.
Sauerstoff, Kohlendioxid
Sauerstoffgabe bei zentralen Apnoen bzw. Cheyne-Stokes-Atmung
bewirkt einerseits eine Erhöhung des arteriellen
Sauerstoffpartialdruckwertes, insbesondere jedoch eine Anhebung des bei diesen
Atmungsstörungen zugrunde liegenden unter die Apnoeschwelle erniedrigten
Kohlendioxidpartialdruckwertes [31 ] und somit eine
Stabilisierung der Atmungsregulation. Unter Sauerstoffgabe kann bei Patienten
mit chronischer Linksherzinsuffizienz und Cheyne-Stokes-Atmung im Vergleich zu
Raumluftgabe eine signifikante Reduktion der Atmungsstörung nachgewiesen
werden [69 ]
[70 ]. Hinsichtlich der
Besserung der Schlafqualität, der Tagessymptomatik oder gar der kognitiven
Funktionen ist die Studienlage nicht eindeutig [69 ]
[70 ]
[71 ]. Dennoch sollte im Rahmen
der Stufentherapie der zentralen SBAS zunächst ein Therapieversuch mit
Sauerstoffgabe unternommen werden, zumal sie eine nebenwirkungsarme und vom
Patienten gut tolerierte Therapieform darstellt.
Mithilfe einer Kombinationstherapie aus Sauerstoff- und
Kohlendioxidgabe konnte die Dauer der Cheyne-Stokes-Atmung verkürzt,
jedoch keine Besserung des Schlafprofils und der Anzahl der Weckreaktionen
erzielt werden. Darüber hinaus bewirkt die Gabe von Kohlendioxid eine
vermehrte Sympathikusaktivation, gemessen an erhöhten
Plasma-Noradrenalinspiegeln, die bei der Herzinsuffizienz ebenfalls nicht
erwünscht ist [72 ].
Apparative Therapie
Als apparative Therapieformen der zentralen Apnoen bzw.
Cheyne-Stokes-Atmung stehen neben der Sauerstofftherapie in der Stufentherapie
druckunterstützende Verfahren wie CPAP, Beatmungsverfahren wie Bilevel-ST
sowie moderne Therapieverfahren wie die adaptive Servoventilation oder andere
Formen der antizyklisch modulierten Ventilation zur Verfügung. Unter
CPAP-Applikation konnte eine wesentliche Reduktion der Apnoeereignisse sowie
eine Besserung der linksventrikulären Funktion, eine Reduktion der
sympathikotonen Aktivität und eine Besserung der Tagessymptomatik
nachgewiesen werden [73 ]
[74 ]
[75 ]. Durch den erhöhten intrathorakalen Druck werden
die Last der Inspirationsmuskulatur und die linksventrikuläre Nachlast
gemindert, ohne den Herzindex einzuschränken [76 ].
Die klinische Erfahrung zeigt eine hohe Variabilität des Therapieerfolges,
wobei insbesondere Patienten mit einer Kombination aus obstruktiven und
zentralen Apnoen von CPAP zu profitieren scheinen.
Bei der adaptiven Servoventilation (ASV) handelt es sich um ein
neueres Beatmungsverfahren, welches speziell zur Therapie der
Cheyne-Stokes-Atmung entwickelt wurde. Der Patient erhält antizyklisch zu
seiner eigenen Atmung eine variable Druckunterstützung, deren Niveau nach
Analyse durch einen integrierten Pneumotachografen über einen
Mikroprozessor für jeden Atemzug neu berechnet wird. Atmet der Patient
spontan, erhält er nur eine minimale Druckunterstützung von
5 cm H2 O. Bei nachlassender Spontanatmung wird der
Inspirationsdruck erhöht, bis der maximal mögliche inspiratorische
Druck erreicht ist oder die aktuelle Druckunterstützung eine Steigerung
der Ventilation bewirkt, die 90 % des durchschnittlichen
Atemminutenvolumens der letzten 10 Minuten entspricht. Im umgekehrten Fall der
zunehmenden Spontanatmung wird die Druckunterstützung pro Atemzug
reduziert. In einer Untersuchung an 14 Patienten mit stabiler
Linksherzinsuffizienz wurden die Therapieeffekte von Sauerstoff, CPAP, Bilevel
und ASV verglichen. Mit allen Therapieoptionen konnte eine signifikante
Reduktion der zentralen Apnoen und der Weckreaktionen erzielt werden, am
deutlichsten waren diese Effekte jedoch unter der ASV-Ventilation, welche auch
die höchste Akzeptanz seitens der Patienten fand [77 ]
[78 ].
Zur Therapie der zentralen Schlafapnoesyndrome empfiehlt sich
eine Stufentherapie, deren Möglichkeiten von der Behandlung der
Grunderkrankung über die Gabe von Sauerstoff bis zur Anwendung komplexer
Beatmungsmodi reicht.
Zusammenfassend stellt die Therapie der zentralen SBAS eine
Herausforderung an den Therapeuten dar, die im Gegensatz zum OSAS einen
wesentlich höheren personellen, zeitlichen und auch therapeutischen
Einsatz im stationären Setting erforderlich macht.
Zentrale Schlaf-Apnoe im Säuglings- und Kindesalter
Zentrale Schlaf-Apnoe im Säuglings- und Kindesalter
Gesondert betrachtet wird die primäre Schlafapnoe in der
frühen Kindheit ([Tab. 6 ]), die zentrale,
gemischte und auch obstruktive Apnoenphasen oder Hypopnoen beinhaltet.
Insbesondere bei Frühgeborenen ist diese Erkrankung gehäuft
anzutreffen (Prävalenz ca. 25 % bei einem Geburtsgewicht
< 2500 Gramm; ca. 84 % bei einem Geburtsgewicht
< 1000 Gramm) und auf eine Unreife des Atmungszentrums im Stammhirn
zurückzuführen (daher auch unter „Zentrale
Schlafapnoe-Syndrome” aufgelistet). Das Spektrum dieser Erkrankung
umfasst jedoch auch den Zeitraum nach der Neugeborenenphase (bis 4 Wochen nach
der Geburt) zeitgerecht geborener Kinder. Ein Zusammenhang mit dem
plötzlichen Kindstod wird gesehen (near-miss sudden infant death syndrome
[near-SIDS]; apparent life-threatening event [ALTE]), die
primäre Schlafapnoe in der frühen Kindheit ist jedoch klar von den
Begriffen ALTE/SIDS abzugrenzen und ist auch nicht als unabhängiger
Risikofaktor des plötzlichen Kindstodes bewiesen. Trotz der
Heterogenität der zugrunde liegenden Pathophysiologie wird in den meisten
Studien eine progressive Abnahme der Krankheitsprävalenz mit zunehmendem
Alter der Kinder beschrieben.
Tab. 6 Diagnosekriterien
für die primäre Schlafapnoe in der frühen Kindheit (ICSD-2
[2 ]).
Diagnosekriterien: Primäre Schlafapnoe in der frühen
Kindheit (ICSD-2).
A.
Apnoe
bei Frühgeborenen: Prolongierte zentrale Apnoen
(≥ 20 s) oder kürzere Apnoen (einschließlich
gemischter und obstruktiver Apnoen) mit signifikantem Abfall der Herzfrequenz,
Hypoxämie, klinischen Symptomen oder Interventionsnotwendigkeit; Kind
< 37 Wochen Konzeptionsalter
A.
Apnoe in
der frühen Kindheit: Prolongierte zentrale Apnoen
(≥ 20 s) oder kürzere Apnoen (einschließlich
gemischter und obstruktiver Apnoen) mit Bradykardie, Zyanose, Blässe oder
ausgeprägter Hypotonie; Kind ≥ 37 Wochen Konzeptionsalter
B.
Erkrankung nicht besser
beschrieben durch andere Schlafstörung, eine internistische/neurologische
Erkrankung oder Medikamente
Während der ersten Lebensjahre vollziehen sich deutliche
Entwicklungsschritte in Bezug auf das kardiorespiratorische System, die von der
Reifung des zentralen Nervensystems und dem Wachstum vorgegeben werden. Die
Definition „Apnoe” im Säuglings- und Kindesalter bezieht
sich auf die in unterschiedlichen Altersstufen veränderte Atemfrequenz.
Nach der Definition wird ein Sistieren des Luftstroms für mehr als 2
Atemzüge als Apnoe bezeichnet [79 ], sie kann also
bei Säuglingen ab 3 s (Atemfrequenz um 30/min) lang sein, bei
Kleinkindern ab 5 s und bei Jugendlichen ab 10 s (Atemfrequenz
12/min).
Nach dem AASM Manual for the Scoring of Sleep [80 ] wird eine zentrale Apnoe im Kindesalter
folgendermaßen definiert:
Das Ereignis dauert 20 s oder länger. Derartige
Ereignisse werden gewertet, auch wenn kein Arousal, kein Aufwachen oder keine
Sauerstoffentsättigung > 3 % folgt.
Das Ereignis dauert mindestens 2 ausfallende Atemzüge und
ist mit einem Arousal, einem Aufwachen oder einer > 3 %
Sauerstoffentsättigung verbunden.
Der Apnoeindex, d. h. die Anzahl von Apnoen pro Stunde
Schlafzeit, bei Erwachsenen ein Maß für eine Störung der
Atmung, variiert in verschiedenen Alters- und Entwicklungsstufen. Angaben
sollten deshalb stets altersabhängig dargestellt und bewertet werden.
Methodische Aspekte sollten berücksichtigt werden, z. B. Messung
der Apnoelänge vom Ende der Exspiration des vorherigen Atemzuges bis zum
Beginn der Inspiration des nachfolgenden Atemzuges (insbesondere bei kurzen
Apnoen im Säuglingsalter wichtig), Messmethode (Induktionsplethysmografie
kontra Impedanzpneumografie), Bewertung in Schlaf- und Wachphasen (Polygrafie)
oder nur in Schlafzeiten (Polysomnografie). Nur bei Beachtung derartiger
Aspekte kann eine Vergleichbarkeit gesichert sein. Während Normwerte
für das 1. Lebensjahr in entsprechender Qualität vorliegen
[81 ], sind bei älteren Kindern nur kleinere Studien
vorgestellt worden ([Tab. 7 ]).
Tab. 7 Studien zu
Häufigkeit und Charakteristika von zentralen Apnoen im Kindesalter (CAI
– Central Apnoea Index).
Autor
n
Alter
Ergebnis
Marcus u. Mitarb. 1992
[91 ]
50
9,7 ± 4,6 J.
30 % der
Kinder hatten zentrale Apnoen ab 10 s, 1 Kind hatte bei CA
SaO2 -Abfall < 90 %
McNamara u. Mitarb. 1996
[92 ]
15
1 – 14
J. (4,6 ± 1,1 J.)
CAI
3,1 ± 0,5/h
Li u. Mitarb. 2004
[93 ]
62
11,19 ± 2,23 J.
1. Nacht
1,36 ± 3,13/h, 2. Nacht
0,42 ± 0,57/h
Uliel u. Mitarb. 2004
[94 ]
70
1 – 15
J. (8,02 ± 4,57 J.)
CAI 0,9/h TST (CA
> = 10 s) CA 82 % aller
Apnoen, nur 19 % gefolgt von milder
Hypoxie CA mit Abnahme der Sauerstoffsättigung unter
89 % abnormal
Moss u. Mitarb. 2005
[95 ]
50
10,1 ± 0,7 J.
CAI
1,5 ± 1,1/h mittl. Dauer CA
12,7 ± 1,9 sec, längste CA
17,7 ± 4,0 sec (polygrafische
Untersuchung)
Traeger u. Mitarb. 2005
[96 ]
66
2 – 9
J.
CAI
0,08 ± 0,14/h
Montgomery-Downs u.
Mitarb. 2006 [97 ]
542
3,2 – 8,6 J.
CAI: 0,82/h TST
3 – 5 Jahre, 0,45/h > 5 Jahre
Zentrale Apnoen im Säuglingsalter
Das Atemmuster frühgeborener und reifgeborener Säuglinge
während der ersten 6 Lebensmonate ist irregulär und schließt
Episoden von Apnoen unterschiedlicher Dauer ein. Zentrale Atempausen der
Länge 3 – 12 s, bei denen es zum Sistieren
sowohl des oronasalen Luftstroms wie auch der Atembewegungen an Brust und Bauch
kommt, sind ein Normalbefund im Säuglingsalter, wenn ihre Häufigkeit
bestimmte Grenzwerte nicht überschreitet. Zentrale Atempausen im
Säuglingsalter sind Ausdruck der Unreife des ZNS. Diese bedingt eine
verringerte Empfindlichkeit gegenüber Hypoxie und Hyperkapnie. Die
Unfähigkeit, auf Veränderungen der Blutgase sofort zu reagieren, kann
zur Entstehung von periodischer Atmung führen. Verzögerte Antworten
der Chemoreflexe können auch zu charakteristischem Ansteigen und Abfallen
des Atemzugvolumens und deutlichen Variationen des alveolären
PCO2 führen, der bei zunehmender Atmung abfällt und
während Apnoephasen ansteigt. Bei Kindern mit einer Apnoehäufung
besteht eine Divergenz zwischen peripherer und zentraler Reflexfunktion. Die
verminderte zentrale CO2 -Empfindlichkeit sowie die verzögerte
Antwortzeit weisen darauf hin, dass ursächlich die zentrale Störung
Apnoen verursacht und weniger die peripheren Chemorezeptoren
[82 ]. Obwohl die Säuglings-Schlafapnoe vor allem
zentral bedingt ist, können Atmungsinstabilitäten durch periphere
Faktoren erhöht werden, z. B. durch einen engen, hypotonen oberen
Luftwegsbereich, einen nachgiebigen Brustkorb, eine schwache
Interkostalmuskulatur und starke affarente Impulse von den
Lungendehnungsrezeptoren. Weiterhin wird eine Muskelermüdung bei hoher
Atemfrequenz als Ursache der Entstehung der Säuglings-Schlafapnoe
diskutiert. Um das Zwerchfell zu entlasten, wird mehr Thorakalatmung geleistet
und schließlich die Atmung eingestellt, um Erholungsphasen zu haben
[83 ].
Zentrale Atempausen treten insbesondere im Aktiven REM-Schlaf und
in Leichtschlafstadien auf. Im 1. Lebenshalbjahr nimmt die Häufigkeit der
Apnoen signifikant ab. Die klinische Relevanz zentraler Apnoen im
Säuglingsalter ist nach wie vor in Diskussion.
Entscheidend sind die
Häufigkeit der zentralen Apnoen,
ihre Länge (> 12, 15, 20 s?) und
die begleitenden
Sauerstoffsättigungsabfälle/CO2 -Anstiege
begleitende Herzfrequenzabfälle
Auftreten von Mikroarousals.
Periodische Atmung, ein Atemmuster, das bei 85 %
aller gesunden Frühgeborenen zwischen der 32. und 36. Gestationswoche
auftritt, ist auf eine grenzwertig stabile Atmungsregulation
zurückzuführen [84 ]. Der Definition nach ist
es eine Folge von mindestens 3 Atempausen über 2 s Länge,
unterbrochen durch Atemzyklen von maximal 20 s Dauer. Theoretische
Modelle erklären das Entstehen der periodischen Atmung durch eine die
Atmung beeinflussende Imbalance zwischen zentraler und peripherer
Chemorezeption [85 ]. Insbesondere sind 2 Mechanismen
für die Entstehung periodischer Atmung verantwortlich: Die verzögerte
Rückmeldung über Veränderungen der zu regelnden
Größen und die überschießende Gegenregulation. Das Muster
„periodische Atmung” ist sowohl im Aktiven REM-Schlaf als auch im
Ruhigschlaf anzutreffen [86 ]. Periodische Atmung ist
eine physiologisch sinnvolle Adaptation zur Reduktion von Atemarbeit bei
verbesserter Oxygenierung [84 ]. Die Reduktion der
Atemfrequenz bei Vergrößerung der mittleren Atemamplitude führt
zu einer Reduktion der Totraumventilation und damit zu einem gesteigerten
Gasaustausch bei verringerter Atemarbeit. Zur Beurteilung der Wertigkeit der
periodischen Atmung ist die Erfassung assoziierter Parameter, wie
Sauerstoffsättigung des Blutes, Sauerstoffpartialdruck und Herzfrequenz
nötig. Periodische Atmung ist im Einzelfall als Symptom einer
therapiebedürftigen Störung des respiratorischen Kontrollsystems
anzusehen. Mit zunehmender Reife der peripheren Chemorezeptoren nimmt die
Häufigkeit von periodischer Atmung ab [86 ]
[87 ].
Medikamentöse Therapie der
Frühgeborenen-/Säuglingsapnoe
Unter einer Therapie mit Theophyllin 3-mal
3 – 4 mg/kg Körpergewicht (Spiegel
3 – 5 µg/ml) alle 8 Stunden werden
Apnoelänge und die Zahl der Atempausen signifikant gemindert. Die Wirkung
soll über eine Steigerung der Empfindlichkeit des Atemzentrums
gegenüber Hypoxie und Hyperkapnie, eine Senkung des Ruhetonus der
Atemmuskulatur, einen positiven Effekt auf die Inspirationsmuskulatur sowie
eine Steigerung der Kontraktilität des Zwerchfells bedingt sein. Auch
Koffein als Abbauprodukt des Theophyllins in einer Anfangsdosis von
10 mg/kg, und einer Erhaltungsdosis von 1,25 mg/kg alle 12
Stunden wird ein Effekt auf zentrale Apnoen zugeschrieben, wobei störende
Nebenwirkungen des Theophyllins (erhöhte Herzfrequenz, vermehrte
gastroösophageale Refluxe) gemindert sein sollen [88 ]. Philippi u. Mitarb. [89 ]
empfahlen Acetazolamid 7 mg/kg/Tag in 3 Einzeldosen zur Minderung von
periodischer Atmung insbesondere im Ruhigschlaf. Über eine
Veränderung des pH-Werts des Bluts kommt es insbesondere zu einer
Beeinflussung peripherer Chemorezeptoren.
Zentrale Apnoen im Kindesalter
Die Ursachen zentraler Apnoen sind komplex und individuell
unterschiedlich. Die Ätiologie umfasst sowohl anatomische und
neuromuskuläre Ursachen als auch Störungen des zentralen
Nervensystems. Zentrale Apnoen im Kindesalter treten oft reflektorisch nach
Seufzern oder Bewegungen auf (Lungendehnungsreflex). Im Kindesalter können
sie dabei häufig > 20 sec andauern und von
Sauerstoffentsättigungen begleitet sein [90 ].
Bei Patienten mit obstruktiven Atmungsstörungen im
Kindesalter lassen sich neben obstruktiven Apnoen und Hypopnoen sowie seltener
gemischten Apnoen oft gehäuft auftretende zentrale Apnoen nachweisen.
Diese verschwinden unter nCPAP-Therapie [25 ]. Zum
anderen können im Kindesalter mit der nCPAP-Applikation vermehrt zentrale
Apnoen auftreten [87 ]. Bei niedrigeren Druckstufen ist
dies rückläufig. Dies erklärt Marcus [79 ]
mit einem altersabhängig verstärkten Hering-Breuer-Reflex.
Zentrale Apnoen können durch unterschiedliche Faktoren, wie
Infekte, metabolische Störungen, gastroösophagealen Reflux,
Anämie, Hypoxie, Medikamente (Drogen!) oder eine Narkose
ausgelöst werden. Weiterhin ist eine Induktion von zentralen Apnoen durch
Trigeminusreize, durch Kälte- oder Wärmereize, bei Schmerz, Schreck
oder sonstigen Emotionen möglich. Bei zentralen Atmungsstörungen im
Kindesalter, begleitet von neurologischen Ausfällen oder Dysfunktionen,
sollte an die Möglichkeit einer Hirnstammerkrankung gedacht werden ([Tab. 8 ]). Die Therapie erfolgt vergleichbar der
Therapie zentraler Apnoen beim Erwachsenen.
Tab. 8 Ursachen vermehrt
auftretender zentraler Apnoen im Kindesalter.
Primär:
kongenitales zentrales
Hypoventilationssyndrom
Sekundär:
Obesitashypoventilationssyndrom zentrale Hypoventilation
im Zusammenhang mit Hirnstammerkrankungen Arnold-Chiari-Malformation
Typ I oder II Hydrozephalus Achondroplasie mit einer
Stenose des Foramen magnum hypoxisch-ischämische
Enzephalopathie Trauma Hämorrhagie Tumor angeborene
Anomalien (einschließlich
Möbius-Sequenz) Meningoenzephalitis Poliomyelitis zentrale
Hypoventilation in Verbindung mit anderen neurologischen
Syndromen obstruktive schlafbezogene Atmungsstörung
Zentrale Apnoen und periodische Atmung treten häufig bei
Frühgeborenen auf und gelten als Zeichen der zentralnervösen
Unreife.