Uykuda Solunum ve Kardiyovasküler Sistemlerdeki değişiklikler Prof. Dr. Turan Acıcan AÜTF Göğüs Hastalıkları ABD
Uykuda Kardiyovasküler fizyoloji; Santral ve Otonomik Regülasyon Santral sinir sistemi(sss) ve kardiyopulmoner sistem arasında nörohumoral etkileşime bağlı olarak; kalp ritmi, kan basıncı,ventilasyon ve koroner kan akımı arasında dinamik bir iletişim vardır.
Santral ve Otonomik Regülasyon Uykunun NonREM dönemi daha çok otonomik dengeyi sağlar ve kalp-akciğer-kan akımı arasında fonksiyonel koordinasyonu sağlar. REM döneminde kalbin sempatikparasempatik aktivitelerine bağlı ani ritm değişiklikleri ortaya çıkabilir. Bu değişikliklerin ilişkili olduğu SSS bölümü ise ponto-genikulooksipital (PGO) aktivite ve theta ritmidir
Santral ve Otonomik Regülasyon Otonom sinir sistemindeki bu değişiklikler sağlıklı erişkinlerde iyi tolere edilir ancak ; kalp hastalığı olanlar, özellikle uykunun REM safhasında ciddi risk altındadırlar (aritmi ve myokard infarktusu gibi).
Uyku Fizyolojisi ve Kardiyovasküler Sistemin Nöral Kontrolü Uyku sırasında beynin dinamik değişikliklerinde rol alan nörotransmiterler Norepinefrin Seratonin ve Asetil kolin dir.
Uyanıklıkta hem aminerjik hem de kolinerjik sistem aktiftir. NREM uykuda her iki sistem daha az aktiftir. REM uykusunda ise yalnızca kolinerjik sistem aktiftir.
İnsan beyninin şematik sagittal kesiti, Uyanıklıkda aktif ve NREM uykuda kısmen aktif olan bölgeler, REM uykusunda deaktive olur.
Kalp ritmi değişkenliği (HRV) İnspirasyonda kalp hızı artar, venöz dönüş artar ve bu da kardiyak output artışına yol açar, buna karşılık ekspirasyonda kalp hızı yavaşlar.
Kalp ritmi değişkenliği (HRV) EKG de R-R arası mesafelerin değişkenliğinin ölçümü otonom sinir sistemi hakkında önemli bilgiler verir.
HRV-Frekans LF sempatik sistem etkinliğini HF parasempatik sistem etkinliğini yansıtır.
HRV HRV ölçümlerinde uyku apneli olgularda uyku verileri uyanıklığa yakındır. Sempatik hakimiyet fazladır.
KALP HIZI-NREM Kalp hızındaki normal sinüs değişkenliği özellikle NREM uyku sırasında oluşur ve kalbin sağlıklı olduğunun göstergesidir. Bu intrensek variabilitenin yokluğu kardiyak patoloji ve ileri yaşlarda görülmektedir. Normal kalp hızı değişkenliği(hrv) nin olamamasındaki en önemli etken N. Vagus fonksiyonunun bozukluğudur.
KALP HIZI-NREM NREM uyku sırasında uyanıklığa göre kardiyovasküler sempatik uyarı azalmıştır ve NREM evre IV de uyanıklığın yarısından azdır.
KALP HIZI-NREM Genel olarak NREM uykuda otonomik stabilite vardır; hipotansiyon, bradikardi, kardiyak out-put ve sistemik vasküler rezistans azalmıştır. Bradikardi, vagal sinir aktivitesindeki artışa Hipotansiyon ise sempatik vazomotor tonusteki azalmaya bağlıdır
KALP HIZI-REM NREM uykudan REM uykuya geçis sırasında vagus sinir aktivitesinde patlayıcı artışlar olur ve buna bağlı olarak kalp ritminde duraklamalar ve belirgin asistoliler meydana gelir. Bu duraklamalar 1-8 sn arasında olabilmektedir.
Evre 2 de Sinus duraklaması
REM REM uykusunda beynin eksitabilitesi artar, koronerlere ve iskelet-kas sistemine giden damarlara eşlik eden sempatik aktivite artar, iskelet kaslarında fasikülasyonlar olur, Kalp hızında belirgin değişiklikler olur, taşikardi ve bradikardi atakları olur. Periferik otonomik instabilite vardır.
Habitüel horlamalı hasta HR ve HRV
OSAS lı olgu HR ve HRV
Uykuda - Aritmiler Birinci derece AV Blok ve Wenckebach AV blok normal insanlarda uykuda sık görülür. Supraventriküler taşikardiler Ventriküler aritmi VT ve VF ani kardiyak ölüm nedeni olabilmektedir Ventriküler aritmiler özellikle REM de sempatik aktivite ani artışlarında olur.
Uyku REM dönemi-bigemine VPS ler
REM de VPS ler
KARDİYOPULMONER DENGE Uyku sırasındaki en önemli görevlerden biri iki motor sistem arasındaki dengeyi sağlamaktır: 1. Pulmoner sistem; gaz (O2, CO2)değişimini,) 2. Kardiyovasküler sistem; kanın taşınmasını sağlar.
Solunum-Tansiyon ilişkisi Respiratuvar mekanizmalar kardiyovasküler sistemi etkiler, TA azalınca solunum sayısı artar, TA artınca solunum sayısı azalır bu olay uykuda belirgindir. Kan basıncı regülasyonunu sağlar.
Solunum-Tansiyon ilişkisi Solunum ve arter kan basıncı arasındaki bu etkileşim OSAS da görülen hipertansiyonda ve tedavisinde önemlidir. Apnelerin CPAP ile ortadan kaldırılması Hipertansiyonu da hızla düzeltir.
Solunum-Tansiyon ilişkisi Kan basıncı kontrolünün sağlanmasında vestibüler mekanizma ve serebellumun da önemi vardır. Vestibüler mekanizma: pozisyonel değişikliklere ve statik uyaranlara karşı kan basıncı kompansasyonunu sağlar. Serebellum: serebellar fastigial nukleusu etkileyen hastalıklarda hipotansiyon kompanse edilemez.
Kan Basıncı Takibi Otomatik kola sarılan sfigmomanometre rutin uyku laboratuvarı için invazivdir. Manşon şişince hasta uyanabilir. Parmağa sarılarak devamlı kan basıncı moniterize edebilen minyatür cihazlar üretilmiş
Finapres Portapres
UYKUDA KORONER KAN AKIMI REGÜLASYONU Uykuda REM aracılı kalp hızı değişiklikleri ve miyokard iskemisi özellikle koroner arter darlığı olan hastalarda ortaya çıkmaktadır.
MİYOKARD İSKEMİSİ VE ENFARKTÜS OLANLARDA UYKUNUN ARİTMOJENİK ETKİSİ: Santral SS tarafından indüklenen aritmilerin en önemli merkezi POSTERİOR HİPOTALAMUS tur.
PERİFERİK DOLAŞIM: SEREBRAL DOLAŞIMDA UYKUDAKİ DEĞİŞMELER: Serebral dolaşım NREM uykuda hafif artar ya da azalır, REM uykusunda belirgin olarak artar(%80).
UYKUDA EKSTRASEREBRAL DOLAŞIM DEĞİŞİKLİKLERİ Kutanöz Dolaşım: Temel olarak nöral aktiviteye bağlıdır ve kan akımında farklılıklar ortaya çıkabilir. Renal Dolaşım: Böbrek kan akımı uykunun dönemlerinden bağımsızdır. Splanknik Dolaşım: KC ve dalakta anlamlı bir değişiklik olmaz. Kas Dolaşımı: Uyanıklıktan NREM e geçişte kan akımında anlamlı fark olmaz. REM döneminde ise çizgili kaslarda kan akımı azalır.
PULSE TRANSİT TIME (PTT) Bir çok oksimetre nabız basıncını izleyen çıkışa sahiptir. PTT kalpten (kardiyak EKG deki R) perifere giden nabız basıncı zamanıdır.
PTT solunumsal olaylarda intratorasik basınç çok azalır Flo w
Obstruktif apne-hipopne de PTT SpO2 Obs. Apnea Obs. Apnea Obs. Hypopnea Flow Ores PTT 30 Sec.
Santral apne de PTT SpO2 Ther Cent. Apnea Cent. Apnea Cent. Hypo Flow Oes PTT 30 Sec.
OUAS da Kardiyak Fonksiyonlar HR: OUAS da obstruksiyon sonunda kalp hızında yavaşlama olur Kalp hızındaki dalgalanmalar uyku apnesi için karakteristiktir. Apne ne kadar uzunsa bradikardi o kadar belirgindir.
Apne-recovery siklusu Erken apne: Kalp hızı en yavaş Geç apne: Progressif olarak artıyor Recovery:artmaya devam ediyor Daha sonra normal hızına ulaşıyor. Bu fluktuasyonlar apne-recovery siklusunda görülüyor.
UYKUDA SOLUNUM FİZYOLOJİSİ Uyanıklıkta solunumun kontrolü mükemmel denilebilir; minimal solunum işi ile arter kanında CO2 ve O2 yi optimal dengede tutmayı sağlar.
SOLUNUM KONTROLÜ Santral sinir sistemi; İstemli kontrol Otomatik denetim (M.Oblangata, pons)
SOLUNUMUN KONTROLÜ Solunum merkezi üç tip uyarı ile solunumu kontrol eder. a) Kimyasal uyarılar (PaO2, PaCO2, ph), b) Mekanik uyarılar (Akciğer ve göğüs duvarındaki reseptörler), c) Davranışsal uyarılar (Yüksek kortikal merkezler)
SOLUNUM KONTROLÜ; Kimyasal Uyarı Merkezi Reseptörler; ph ve CO2 duyarlı
Solunum Kontrolu Kimyasal Uyarı Periferik Kemoreseptörler; Kandaki O2 konsatrasyonuna duyarlıdırlar. a. Carotis communis b.aort kavsi
Solunum Kontrolu Kimyasal Uyarı PaO 2 <60mmHg olduğunda Ventilasyon artar.
Solunum Kontrolu Kimyasal Uyarı Karotid cisimciği ve medullada santral kemoreseptör alanı CO2 e duyarlıdır.
Solunum Kontrolu Kimyasal Uyarı Ventilasyon PaCO2 artmasına paralel olarak artar.
Solunum Kontrolu Akciğer reseptörleri; Gerilim, İrritan ve J reseptörleri Akciğer dışı reseptörler;
Solunum Kontrolu Davranışsal Uyarı (Yüksek Kortikal Merkezlerin Uyarısı) : Solunum sistemi, solunum aktivitesi olmayan, şarkı söyleme, gülme, ağlama ve konuşma gibi aktiviteleride yapar. Bunlar yüksek beyin merkezleri tarafından yapılır. Bu duyuların efferent yolu medulladan geçer.
UYKUDA SANTRAL NÖRAL KONTROL Uyku özellikle non respiratuvar uyarıları alan nöronları etkiler. Ritmik respiratuvar uyarılar ile aktive olan nöronlar NREM de önemli değişiklik göstermez
UYKUDA NÖRAL KONTROL Davranışsal kontrol Öksürme, kusma, hapşırma, konuşma, nefes tutma ya da nefesli çalgı çalma gibi istemli davranışlardaki solunum kontrol sistemleri NREM uykuda kaybolur. REM uykusunda özellikle rüyalarda solunumu etkiler.
UYKUDA NÖRAL KONTROL Aminerjik Sistem Serotonin ve Norepinefrin içeren beyin sapı nöronları uyku ilişkili solunum değişikliklerinin önemli kaynağıdır. Aktiviteleri uyku boyunca azalır. Bu iki aminerjik sistemle aktive olan nöron aktivitesi uyanıklıkta en yüksek, NREM de azalır, REM uykusunda ise minimaldir ya da kaybolur.
REM UYKUSUNDA RESPİRATUVAR AKTİVİTE REM uykusunda solunum frekansı artar, tidal volüm azalır ve dakika ventilasyonu azalır. Üst solunum kaslarının çoğu atonik ya da hipotoniktir. Santral apneler, hiperpneler REM de görülür, solunum çok düzensizdir. OSAS lı hastalarda obstruktif olaylar uzundur ve desatürasyon NREM e göre daha belirgindir. Benzer olarak KOAH ve Restriktif akciğer hastalıklarında desatürasyon belirgindir. Sonuç olarak REM döneminde motor nöron aktivitesi artmıştır, hızlı ve düzensiz bir solunum vardır.
REM uykusunda atoni: Spinal ve kranial motor nöronlarca innerve edilen interkostal ve bazı aksesuar solunum kasları atonik ya da hipotoniktir. Dar ve kollabe olmaya eğilimli üst hava yolu olan hastalarda ÜSY obstruksiyonu ortaya çıkabilir.
UYKU SIRASINDA VENTİLATUVAR KONTROL : Hipoksik Ventilatuvar Yanıt Yetişkinlerde uyku sırasında hipoksiye ventilatuvar yanıt azalır. NREM döneminde erkeklerde daha belirgin olarak bu yanıt azalır.
Hipoksik Ventilatuvar Yanıt: REM döneminde ise bu azalma daha belirgindir, erkek-kadın farkı daha azdır.
Hiperkapnik Ventilatör Yanıt Uyku sırasında deprese olur. Uyanıklıktan NREM e geçiş ile %50 azalma olur. REM döneminde ise bir miktar daha azalır.
AROUSAL YANITLARI İsokapnik hipoksi: Sağlıklı bireylerde arousal için zayıf bir uyarandır. Hiperkapni: Hiperkapni değişik seviyelerde arousal oluşturur. Direnç Artışı. İnspiratuvar bir direnç eklendiğinde ya da hava yolu tıkandığında insanlar arousal(uyanıklık) a yönelir.ancak arousal sıklığı NREM evre III ve IV de en azdır.
Uyku sırasında ventilatuvar yanıt azalmasının nedenleri; NREM uykusunda major neden; Uyanıklıktaki solunum dürtüsünün kaybı ve buna ilave olarak; Metabolik hızda azalma ve Hava akımı direncinde artmadır. REM uykusunda yukarıdakilere ilave olarak SSS fonksiyonlarındaki değişmeler ventilasyonu daha da azaltmaktadır.
NORMAL İNSANLARDA UYKUDA SOLUNUM: NREM uyku; Düzensiz(Kararsız) NREM: evre I ve arousallarla bölünen evre II uykusundan oluşur. Uyku başlangıcında solunumda bir düzensizlik vardır. Regüler yükselen ve zayıflayan bir solunum paterni vardır. Bunun için buna periyodik solunum denir. Dalgalanmaların en aşağı bölümlerinde apneler olabilir. Normal insanlarda uyku başlangıcında periyodik solunum %40-80 insanda görülür. Yaş ile bu insidans artar.
Düzenli(Kararlı)NREM uyku : Düzenli evre II ve derin uyku (III+IV)NREM uykusudur. Ventilasyon; NREM uyku sırasında solunum belirgin olarak hem amplitüd hem de frekans yönünden regülerdir.
NREM UYKU Uyanıklığa göre dakika ventilasyonunda 0.4-0.5 L azalma vardır. Ventilasyon Evre I den IV e doğru progressif olarak azalır. Bu azalma metabolik hızdaki azalma ve uyku mekanizmaları ile açıklanabilir
NREM UYKU Göğüs Kafesi ve Abdomen katkıları: NREM Uyku sırasında göğüs ve karın kasları aktivitesi artmıştır. Ancak artmış EMG aktivitesi ve azalmış hava akım hızları arasında çelişki vardır ve bu çelişki müsküler etkinliğin bozulması ya da üst solunum yolu direncinin artışı ile ilişkilidir. Üst Solunum Yolu Direnci: NREM uyku sırasında üst hava yolu direncinde büyük artış vardır(%230). Uykuya bağlı üst solunum yolu direnç artışı burundan ziyade ağız solunumunda oluşmaktadır.
NREM UYKU ARTER KAN GAZLARI. NREM uykuda alveolar ventilasyon azalır ve bu alveoler ve arteriyel PCO2 değerlerinde yükselmeye neden olur(3-7 mmhg yükselir). Pulmoner arter basıncı: Hafif uykuda 20-30 sn süren pulmoner basınç dalgalanmaları görülür. Basınç NREM de 4-5 mmhg artar. Arousalın etkisi:nrem de arousalda diafragma EMG aktivitesinde ve üst solunum yolu dilatör kas aktivitesinde(m. levator veli palatini aktivitesinde %250, M. genioglossus aktivitesinde %150 artış)artış ve beraberinde maksimum inspiratuvar akım ve tidal volüm (%160 artış) artışı olur.
REM UYKUSU: VENTİLASYON: REM uykusu sırasında solunum irregülerdir. Düzensizlik solunum amplitüdü ve frekansında ani değişikliklerden oluşur, 10-30 sn lik santral apnelerle bölünür. Solunum düzensizlikleri REM patlamaları ile ilişkilidir. NREM de olduğu gibi ventilasyonun kimyasal regülasyonu REM de de sürer.
REM UYKUSU Göğüs Kafesi ve Abdominal Katkılar: NREM in tersine REM uykusunda interkostal ve abdominal kas aktivitesinde azalma olduğundan solunuma katkıları azalır, ventilasyonda daha belirgin bir azalma olur. Üst Hava Yolu Direnci: NREM ile uyanıklık arası kadar direnç artışı REM uykusunda bulunmuştur. Arter Kan Gazları: REM ilişkili hipoventilasyona bağlı olarak, NREM e göre daha belirgin bir SaO2 düşmesi vardır. REM de görülen hipoksemi hipoventilasyona bağlı olarak gelişir.
Uyku Sırasında Solunum İlişkili Olaylar Horlama: 4713 kişilik bir çalışmada erkeklerin %41 i kadınların %28 inde horlama saptanmıştır. 60 yaş üzeri erkeklerde %60 kadınlarda %40 a yükselir. Serebral infarkt horlayanlarda sık bulunmuştur, kardiyak disfonksiyon, hipertansiyon horlayanlarda daha fazla bulunmuştur. Horlamada erkek/ kadın oranı 2/1 dir OSAS için ise bu oran 9/1 dir dolayısıyla horlama-osas arasında çok yakın ilişki olmasa gerektir. İç Çekme:Ortalama tidal volümden daha derin solunumdur. Uyanıklıkta iç çekme kollabe alveolleri açar, pulmoner komplians ve FRC yi arttırır. Uyku sırasında 1-25 iç çekme oluyor. Uyku sırasında önemli olabilir. En çok hafif NREM de olur.
NORMAL İNSANLARDA UYKUDA SOLUNUMU ETKİLEYEN FAKTÖRLER CİNSİYET: Dakika ventilasyon, tidal volüm ve solunum hızı, kadın-erkek arasında farklı değildir. Ancak üst solunum yolu direnç artışı erkekte daha çoktur. Oksijen desatürasyonları da erkeklerde daha sıktır YAŞ: Periyodik solunum ve oksijen desatürasyonları yaşlılarda daha sıktır. Yaşlılarda uykuda hem santral hem de obstruktif tipte apneler olabilir. GEBELİK: Progesteronun solunum stimulan etkisine bağlı olarak hipopne ve apne sıklığı azalır, ve ciddi hipoksemi görülmemiştir. Diğer yandan gebelerde horlama sıktır. İLAÇLAR: Alkol apne ve desatürasyon episodlarını arttırır. Bu etkiler erkekte belirgindir. Kadında daha azdır.benzodiazepinler alkole benzer etki yapar.