Uykuda Solunum Bozukluklarının Fizyopatolojisi

Prof.Dr.Sadık Ardıç

Kafkas Üniversitesi Tıp Fakültesi

Göğüs Hastalıkları AD

TUTD 17. Uyku Tıbbı Hekimliği Sertifikasyon Programına Hazırlık Kursu

26 Şubat - 02 MART 2014, ANTALYA

Dr. Ismet Karacan (1927 - 2009) Another Pioneer Lost BCM (Baylor College Of Medicine)

Normal Uykuda Solunum

o Uykuya gitmekle solunum hızı ve derinliği

yavaşlar.

o Normal bireyde uykuda PaO2 azalır,

o PaCO2 (Uykuda artar, 6-8mmHg dolayında).

o Sağlıklı erişkinde organizma bu değişiklikleri

kompanse eder.

Sleep Disorders Centers,Baylor College of Medicine, Nisan.1992

International Classification of Sleep Disorders-2 (ICSD- 2).

o 1.İnsomnialar,

o 2. Uykuya Bağlı Solunum Hastalıkları,

o 3. Solunumsal hastalıklara bağlı olmayan hipersomniler,

o 4. Uykunun Sirkadian Ritm bozuklukları,

o 5. Parasomniler,

o 6. Uykuya bağlı hareket bozuklukları,

o 7. İzole semptomlar,Görünüş olarak normal varyantlar ve çözümlenemeyen konular,

o 8. Diğer uyku hastalıkları.

International Classification of Sleep Disorders-2 (ICSD- 2).

• I. Uykuya bağlı solunum hastalıkları ; • A. Santral uyku apne sendromu: • 1. Primer sentral uyku apne sendromu, • 2. Tıbbı sorunlara bağlı diğer sentral uyku apneler; • a. Cheyne Stokes Solunumu, • b. Yüksekliğe bağlı peryodik solunum, • c. Bir medikal soruna bağlı Sentral uyku apne (a ve b dışı), • 3. İlaç ve Madde Bağımlılığına bağlı Sentral Uyku Apne sendromu • 4. İlaç ve Madde Bağımlılığına bağlı diğer uykuya bağlı solunum hastalıkları, • 5. İnfant primer uyku apnesi

• B. Obstruktif Uyku Apne Sendromu: • 1. Erişkin obstruktif uyku apne sendromu • 2. Çoçukluk obstruktif uyku apne sendromu

Uykuya Bağlı Solunum Hastalıkları (ICSD-2)

o II. Uykuya Bağlı Hipoventilasyon ve Hipoksemik Sendromlar;

1. Uykuya Bağlı Nonobstruktif Alveolar Hipoventilasyon,İdiyopatik

2. Kongenital Santral Alveolar Hipoventilasyon Sendromu,

o Medikal Durumlara Bağlı Uykuda Hipoventilasyon/Hipoksemik Sendromlar.

1. Akciğer Parankim ve Damar Hastalık. Uykuya Bağlı Hipov./Hipok.,

2. Alt Solunumyolu Obstruksiyonlarında Uykuya Bağlı Hipov./Hipok.,

3. Nöromuskuler ve Göğüs Duvarı Hastalıklarında Uykuya Bağlı

Hipoventilasyon/Hipoksemik Sendromlar

Uykuda Solunum Bozukluklarının Fizyopatolojisi

o Hipoventilasyon ve Hipoksi ile seyreden solunum bozukluklarında temel bozukluk:

o Organizmanın ürettiği CO2 ın akciğerden atılamaması; akciğerde birikmesine neden olur(Hipoventilasyon)

o O2 den zengin havanın akciğerlere alınamamasıdır (Hipoksi).

Uykuda Solunum Bozukluklarının Fizyopatolojisi

o Bunun sonucunda;

o PaCO2 ı artar, hiperkapni gelişir,

o PaO2 azalır (azalmış oksijen alımına bağlı) hipoksi gelişir.

International Classification of Sleep Disorders-2 (ICSD- 2)

o III. Uykuya Bağlı Diğer Solunumsal Hastalıklar;

o Uyku apne / Uykuya bağlı solunumsal Hastalıklar(Sınıflandırılamayanlar)(SRBD, NOS)

Obstruktif Apne

Üst Havayolu Direnç Artışı

Arousal

Abdomen

OUAS da Fizyopatoloji

• Genel Faktörler:

• Yaş

• Cinsiyet

• Obesite

• Horlama

• İlaçlar

• Genetik

OUAS da Fizyopatoloji

o Anatomik Faktörler:

o Spesifik anatomik lezyonlar

o Boyun çapı

o Baş boyun pozisyonu

o Nazal obstruksiyon

OUAS da Fizyopatoloji

o Mekanik Faktörler:

o Havayolu çapı ve şekli(normal, horlayan, apneik)

o Supin pozisyonu ( FRK düşer)

o ÜSY rezistansı (uykuda 2-3 kat artar )

o Transmural basınç (intraluminal basınç)

NORMAL HORLAYAN APNEİK

Üst Solunum Yolu Kesitsel Görünüm

OUAS da Fizyopatoloji

o Mekanik Faktörler:

o Farengeal komplians (UARS)

o Torasik kaudal traksiyon (inspiratuvar torasik aktivite)

o Vasküler faktörler (Venöz staz)

o Mukozal adheziv kuvvetler (Hava yolu ödemi)

OUAS da Fizyopatoloji

o Nöromuskuler Faktörler

o Yaygın görüş, üst hava yolu açıklığı,üst hava yolu

dilatör kas aktivitesi ile , inspirasyon sırasında

oluşan kollabe edici intraluminal basınç arasındaki

denge ile sağlanır .

OUAS da Fizyopatoloji

o Apne sırasında ÜSY kas aktivitesi diyafram aktivitesinin gerisinde kalmakta;

o Hava yolu açıldığında ÜSY kas aktivitesi diyafram aktivitesinin önüne geçmektedir.

Kapanma Basıncı

Morrell et al. 1998 AJRCCM 158: 1974-81

OUAS da Fizyopatoloji

Nöromuskuler Faktörler ÜSY dilatör kasları: 1. Nazofarenks ( Nazal koanalar ve sert damak

arasındaki bölge) 2. Orofarenks ( Retropalatal ve retroglossal bölgelere

ayrılır) 3. Hipofarenks( Dil tabanından larenkse uzanır). 4. ÜSY refleksleri

OUAS Patofizyolojisi

o Üst solunum yolu volumü,

o Farinks Kollapsibilitesi,

o ÜSY kas aktivitesi,

o Solunum kontrolü bozukluğu,

o Kimyasal duyarlılık değişmesi

o ÜSY savunma refleksinin azalması

OUAS Patofizyolojisi

o Üst solunum yolu volumü

Normal

Şişmanlık

Küçük Maksilla

ve Mandibula

Yumuşak Doku Kemik Çatı Havayolu Çapı

Çeşitli Klinik Durumlarda ÜSY de Geçiş ve Kitle Özellikleri

Fasiyal yapının ön kısmının kısalığı,

Mandibulanın vertikal pozisyon alması

Retromandibula ya da Bi-retromaxilla

OUAS Kranio-Fasiyal Morfoloji

OUAS Patofizyolojisi

o Üst solunum yolu volumü

o Farinks Kollapsibilitesi

o ÜSY Kas Aktivitesi o Solunum kontrol o instabilitesi o Kimyasal duyarlılığın o değişmesi o ÜSY savunma

refleksinin azalması

TIKANIKLIK SEGMENTİ

HİPOFARİNKS SEGMENTİ

BURUN SEGMENTİ

Üst Solunum Yolunda Tıkanıklığın Olduğu Segment

Farinks Kollapsı

Morrell et al. Eur Respir J. 2002; 20:451-7

OUAS Patofizyolojisi Gözden Geçirilmesi

oFarinks Kollapsibilitesi oKritik basınç

oÜSY çapına oÜSY şekline oElastik yapılara, oYüzey gerilim kuvvetleri, oPerifaringeal dokulara oÜSY kas aktivitesine bağlıdır.

BURUN

LARİNKS

OUAS Patofizyolojisi

o Üst solunum yolu volumü

o Farinks Kollapsibiliesi o ÜSY Kas Aktivitesi o Solunum kontrol o instabilitesi o Kimyasal duyarlılığın

değişmesi o ÜSY savunma

refleksinin azalması

Koruyucu Farinks Refleksi

Uykuda Refleksler Azalır

Paulsen et al. AJRCCM 2002;166:501-509

ÜSY Düzeyinde İnflamasyon

Farinks refleksinin fonksiyonunu değiştirebilir.

Horlamanın oluşturduğu travma ve vibrasyona bağlı gelişebilir.

Farinksin Koruyucu Refleksi Kaybolur

OUAS da periferal nöröpati oluşur. Nöröpatinin şiddeti AHI ile koreledir. Palatofaringeal kas ve bacak kasında biyopsiler.

Lokal faringeal nöral lezyon: Fassikular atrofi Friberg D. AJRCCM 1998;157:586-593

OUAS şiddetini, Laringeal ve Faringeal duyarlılığın yetmezliği belirler

12

10

8

6

4

2

0 0

20 40 60 80 100

Th

resh

old

of

vib

rato

ry s

en

sati

on

(mm

Hg

)

Apnea Hypopnea Index (events/hour)

OSA patients with abnormal sensory threshold r = 0,82 p < 0,001

Laryngeal sensation versus AHI

Mean + 1 SD

Kimoff et al 2005, Sleep,

OUAS da Farinksin Koruyucu Refleksi Kaybolur mu?

Mortimore AJRCCM 1997;156:867-73

OUAS da Negatif Basınca Düşük Cevap

Basınç (cm H2O)

E

MG

(%

max

)

Mekanik Faktörler Tek Başına OUAS ın Oluşmasına Yeterlimidir ?

o Normal bireylerin sub-atmosferik nazal basınçla karşılaşması,tekrarlayan apne, hipopnelere neden olur

o Uyku bozukluğu ve subjektif EDS ye neden olur.

• (King ED et al, AJRCCM, 2000;161:1979-84)

OUAS da Kimyasal Kontrol Değişir mi?

o Periferal kimyasal duyarlılık ve hiperkapnik ventilatuvar cevap, selektif dopamine D2-reseptör antagonisti aracılığı ile artırılır (domperidone).

o Dopaminerjik mekanizmalar nokturnal hipoksemiden etkilenir, buda kimyasal uyarının azalması ile sonuçlanır

o (Osanai et al, Eur Resp J 1999;13:418-23)

OUAS da Kimyasal Kontrol Değişir mi?

o OUAS da kimyasal duyarlılık normal ya da artmıştır.

o Gerçekte sempatik aktivasyon, periferal vaskuler direncin devamlı artmasında rol oynar.

o OUAS da periferal kemorefleks yanıt da, otonomik ve ventilatuvar etkinin birlikte global potensiyasyonu söz konusudur.

o (Narkiewicz et al, Circulation, 1999;99:1183-9)

OUAS da Solunumsal Kontrolde dengesizlik var mıdır?

o Kimyasal kontrolde dengesizlik, ventilatuvar pompa gücü ve üst havayolu kas aktivitesi arasında dinamik dengesizliğe neden olur.

o (Longobardo et al, Respir Physiol 1982;50:311-33)

oSistemde durağanlık bir çok faktörden etkilenir (Ventilatuvar cevaplar, Uyku etkileri, Dinamik gaz değiş tokuşu, Dolaşımsal gecikmeler, Kemorefleks geri yanıtı) o o (Khoo, AJRCCM 2001;163:1044-5)

Uyku Fonasyon Ruhsal Durum Kardiyovaskuler Isı Eksersiz

İntrinsik Osilatör

Patern Jeneratör

Pompa Motornöron

(Spinal cord)

Direnç

Motornöron(Kranial)

Bronş Düzkası Havayolu Kasları

(Larinks,farinks,

Hipolossal)

Pompa Kasları

(Diyafram,İnterkostal,

Abdominal)

Akciğer Havayolu Direnci Solunum PCO2,PO2, pH

Renal Metabolizması

Kemoreseptör Mekanoreseptor

Sonuçlar I

o Artmış kollapsibilite; üst solunumyolu(ÜSY) kaslarında mekanik faktörlerin etkisiyle olduğu kadar, yapısal ve fonksiyonel değişikliklere bağlı olarak ÜSY kapanmasına neden olur.

o OUAS da farinks koruyucu refleksi kaybolur.

Sonuçlar (II)

o OUAS da kimyasal kontrol azalmaz.

o OUAS da kardiyovaskuler sonuçların ortaya çıkması otonomik ve ventilatuvar kemorefleksin artmasıyla ilişkilidir .

o OUAS da solunum kontrolünde kararsızlık vardır.

Sleep Disorders Centers,Baylor College of Medicine, 10.9.1992

Obstüriktif Uyku Apne Sendromu

o Yüzeyel uykuda (NREM N1, N2) artma,

o Derin uyku (NREM N3) ve REM de azalma,

o Sık tekrarlayan apne, hipopne ve arousal’lar,

o Klinik önemi olan olgularda RDİ > 15

o Sık tekrarlayan O2 desatürasyonu epizodları

Toplam 394,1dk kayıt alındı, bu sürenin379,1 dakikası uykuda geçmiş olup,

WASO:40,1 dakikadır.Uyku latensi15 dakikadır.Uyku etkinliği ise %86 dir.

Uyku evrelerinin (UE)dağılımı aşağıdaki gibidir.

W N1 N2 N3 REM

UE Beklenen % 0-5 0-5 45-55 20-25 20-25

UE Saptanan % 10,6 1,6 65,7 12 10,3

UE Süresi 55,1 5,5 249 39 39

UE Süre Sap(%) 5,6 N 20,7 -13 -14,7

Uykuda tespit edilen solunumsal bozuklukların detayları da tabloda

görülmektedir:

Santral Obstr. Mikst Toplam

Apne 6 271 98 375

Hipopne 0 145 0 145

RERA 0 0 0 0

ODİ 6 402 95 504

Respiratuvar Disturbans İndeksi (RDİ): 92,3olay/saat

Oksijen Desaturasyon İndeksi (ODİ): 99,6 olay/ saat

Flow Limitation İndeks(422/ 2784) (FLİ): % 15,2

Obstüriktif Uyku Apne Sendromu

o REM uykusunda apne sıklığı, süresinde artma,

o O2 desatürasyonu derece ve süresinde artma

o Paradoksal göğüs ve karın hareketleri

o Apne sırasında bradikardi, postapneyik taşikardi ve aritmiler

o Ses kaydında; düzensiz, gürültülü horlama

Obstruktif Apne

OUAS’ da Kardiyak Bulgular

o Apne sırasında bradikardi, postapneik taşikardi ve aritmiler

o SaO2 < % 60 olgularda ventriküler ektopik atımlara sık rastlanır

o OSAS + Horlama = Anjina, MI, Stroke riski artar

Obstruktif Uyku Apne Sendromu

Arousal İntratorasik Basınç PaO2, PaCO2

Sempatik aktivite Katakolaminler

Myokardiyal O2 dağılımı

Kardiyak iskemi Kardiyak aritmi Kardiyak hipertrofi Kardiyak yetmezlik

Akut Kronik

KH KB

Hipertansiyon Atım volümü

LV duvar basıncı Kardiyak O2 ihtiyacı

OUAS da Polisomnografi Bulguları

OUAS Sonuçlarında Etken Olan Nedenler

o Asfiksi, o Artmış intratorasik negatif basınç, o Hipoksemi , Hiperkapni, Asidoz

o Apne ve arousallara bağlı otonom sinir

sistemi aktivasyonu; o Kardiyak aritmi, o GAUH,

Poes

Arousal-eşiği Solunum sürmesi Þ slope

Arousal Oluşumu

Artmış İntratorasik Negatif Basınç, (Sterotipik Solunum Çabası Bulgusu)

Artmış ÜSY basıncına cevap

Arousal

Abdomen

OUAS de Akciğer Mekanikleri Etkilenimi

o Asfiksi, apne, hipopneye bağlı olarak intratorasik negatif basınç artar.

o Buna bağlı olarak yardımcı solunum kasları devreye girer solunum işi artar. Hastanın göğüs kafesinde terleme olur.

o Apne ve hipopnelere bağlı olarak oksijen desatürasyonu, hipoksemi , hiperkapni, asidoz gelişir.

o Apne ve arousallara bağlı otonom sinir sistemi aktivasyonu; sistemik ve pulmoner vaskuler dirençte artma olur.

OUAS’da Hipoksi / Reoksijenasyon

o Hipoksi/reoksijenasyon peryodları OUAS nun karakteristiği olup,

o Serbest Oksijen Radikalleri (SOR) aracılığı ile tekrarlayan reperfüzyon injurisine neden olur.

o İskemi / Reperfüzyon SOR bağlı miyokard da hücre fonksiyon bozukluğu yapar .

ROS

Ksantine Oksidaz Mitokondriyal Disfonksiyon Homosistein

Transkripsiyon Faktörleri Aktivasyonu

Monosit Aktivasyonu

Lenfosit

Aktivasyonu Endotel Hücresi

Aktivasyonu

Adezyon Moleküli Expression

Monosit,Lenfosit / Endotel Adezyonu

Endotel Fonksiyon Bozukluğu

Damar Hastalığı

Intermitant Hipoksi

Sleep Med Rev

2003 7:35-51

•VEGF

•Endotelin-1

•Eritropoetin

•HSP70

•Glikolitik

enzimler

Lipoprotein oksidasyon

HIF- I

OUAS’da İnflamasyon

OUAS İnflamasyon

KlinikSonuçlar

OUAS

Asfiksi Tekrarlayan

Arousal

Hipoksi

Hiperkapni

Asidoz

Otonom Sinir

Aktivasyonu

Rekürren

Uyku Bölünmesi

Hipotalomo-Hipofizer

Testikuler Fonk. Kaybı Eritropoez Aterogenez Sist.Vazo

Konstrüksi

Pulm.Vazo

Konstrüksi

Bradikardi

Kardiak

İskemi

Azalmış

Libido Polisitemi Vaskuler

Hastalık Sistemik

HT

Pulmoner

HT

Kardiak

Aritmi

Ani ölüm

GAUH

Kognitif

Disfonk

OUAS da kardiyovaskuler sonuçların ortaya çıkması otonomik ve

ventilatuvar kemorefleksin potansiyalize olmasıyla ilişkilidir

Teşekkürler