Veränderung der Herzfrequenzvariabilität, der Blutdruckvariabilität und der Baroreflexsensitivität tagsüber und im Schlaf bei Kindern mit obstruktivem Schlafapnoesyndrom

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Abstract

Fragestellung

Blutdruck- und Herzfrequenzparameter bilden gemeinsam mit der Baroreflexsensitivität ein pathophysiologisch interessantes Untersuchungsfeld bei Patienten mit schlafbezogenen Atmungsstörungen. Uns interessierte, ob das kindliche OSAS gegenüber gesunden Probanden signifikante Unterschiede in autonomen Regulationsmechanismen zeigt.

Patienten und Methodik

14 Patienten mit OSAS im Alter von 9,6 ± 3,6 Jahren (Range: 5–15, 11 Jungen, 3 Mädchen) wurden mit 29 gesunden Kontrollen im Alter von 9,5 ± 3,4 Jahren (Range: 5–17, 20 Jungen, 9 Mädchen) mit normalem polysomnografischen Befund verglichen. Dabei wurde während der nächtlichen Polysomnografie und tagsüber der Blutdruck über Fingersensoren gemessen (Portapres, TNO Biomedicals, Amsterdam; 3-stündige nächtliche kontinuierliche Messung des Blutdrucks und der Herzfrequenz; tagsüber 7-minütige kontinuierliche Messung im Liegen sowie 5-minütige Messung im Stehen). Es wurden 2-minütige Messintervalle aus der ersten S4-Schlafphase außerhalb von Apnoen und Hypoventilationen sowie standardisierten Messungen im Wachzustand im Liegen und im Stehen für die neu entwickelte trigonometrisch-regressive Spektralanalyse mit gleitenden Zeitfenstern (MTRS) zur Berechnung der HRV-Parameter verwendet.

Ergebnisse

(i) Deutlich höherer Anteil der sympathischen Aktivität in der Patientengruppe während des Tiefschlafes für den systolischen und den diastolischen Blutdruck und für die Herzperiodendauer; (ii) verminderte parasympathische Komponente der Herzperiodendauer bei OSAS-Patienten im Tiefschlaf; (iii) tagsüber höhere sympathische Aktivität in der Kontrollgruppe, diastolisch im Stehen, systolisch im Stehen und im Liegen; (iv) verminderte Baroreflexsensitivität tagsüber im Stehen mit Herabsetzung des parasympathischen Anteils in der Patientengruppe.

Schlussfolgerung

Bei Kindern mit OSAS kommt es im Schlaf zu einer geringeren Absenkung der sympathischen Aktivität als bei gesunden Kindern. Tagsüber scheint die sympathische Komponente dagegen eher schwächer ausgeprägt zu sein. Offensichtlich liegt bei OSAS-Patienten schon im Kindesalter eine mangelnde Anpassungsfähigkeit der autonomen Regulation an den Schlaf- bzw. Wachzustand vor, welche sich aber noch nicht in absoluten Blutdruck- oder Herzfrequenzwerten ausdrückt. Eine leichte Absenkung der Baroreflexsensitivität zeigt sich beim kindlichen OSAS im Wachzustand, nicht jedoch im Tiefschlaf. Pathophysiologisch liegt beim OSAS im Kindesalter wohl eher eine Beeinträchtigung der vasomotorischen, d. h. sympathischen Komponente (Kurzzeiteffekt) als der überwiegend parasympathisch regulierten Baroreflexsensitivität (Langzeiteffekt) vor.

Question of the study

The assessment of blood pressure, heart rate parameters, and baroreflex sensitivity is an interesting and as yet little-known field of investigation in children with obstructive sleep apnoea syndrome (OSAS). We raised the question whether children with OSAS show changes of autonomic regulation compared to healthy probands.

Patients and methods

Fourteen patients with OSAS aged 9.6 ± 3.6 years (range: 5–15; 11 boys, 3 girls) were compared to 29 healthy controls aged 9.5 ± 3.4 years (range: 5–17; 20 boys, 9 girls) with negative polysomnographic findings. Continuous beat-to-beat finger pressure and heart rate were recorded by the volume clamp method (Portapres; TNO Biomedicals, Amsterdam) during NREM 4 sleep stage and at daytime (7 min supine position, 5 min upright position). From the recordings during NREM 4 sleep and during daytime, intervals of 2 min – excluding apnoea and hypoventilation – have been chosen for a newly developed spectral analysis method on the basis of trigonometric regression with moving time windows (MTRS) to gain HRV parameters.

Results

(i) Increase of sympathetic activity of systolic and diastolic BP and heart rate during NREM 4 sleep stage in the OSAS group; (ii) decrease of parasympathetic activity of the heart rate in OSAS patients in NREM sleep; (iii) higher diurnal sympathetic activity level in diastolic BP in the upright position and in systolic BP in both positions in the sleep-healthy group; (iv) Reduction of baroreflex activity at daytime in the upright position with decrease of the parasympathetic level in OSAS patients.

Conclusions

Obstructive sleep apnoea in children leads to a higher sympathetic activity during NREM 4 sleep, whereas the sympathetic level seems to be lower at daytime. Thus, young OSAS patients do present a disturbance of autonomic regulation mechanisms in NREM 4 sleep stage and at daytime. A decrease in baroreflex sensitivity is shown for the alert state but not in NREM 4 sleep. The results suggest that pathophysiology in OSAS patients is influenced by the vasomotoric, i.e. sympathetic, part (short-term effect) rather than by the parasympathetically regulated baroreflex sensitivity (long-term effect).

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