Uykuda Solunum ve Dolaşım Sistemindeki değişiklikler

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
Flow
Ores
PTT
30 Sec.
Obs. Apnea
Obs. Hypopnea
Santral apne de PTT
SpO2
Ther
Cent. Apnea
Flow
Oes
PTT
30 Sec.
Cent. Apnea
Cent. Hypo
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
PaO2<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
„ 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.
uyku;
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.