Metabolische Erkrankungen Schlaf und schlafbezogene Atmungsstörungen

Sebastian Böing, Winfried J. Randerath Institut für Pneumologie an der Universität Witten Herdecke, Klinik für Pneumologie und Allergologie, Schlaf- und Beatmungsmedizin, Bethanien Krankenhaus Solingen

 

Einleitung:
Das metabolische Syndrom ist eine in der westlichen Welt weit verbreitete Stoffwechselstörung. Charakteristika dieser Stoffwechselstörung sind die bauchbetonte Fettleibigkeit (Adipositas), erhöhte Blutfettwerte (Dyslipidämie), Bluthochdruck (arterielle Hypertonie) und Störungen des Zuckerstoffwechsels. Die Störungen des Zuckerstoffwechsels führen im Verlauf vielfach zu einer Zuckerkrankheit, dem Diabetes mellitus Typ 2. Hauptursachen des metabolischen Syndroms sind Ernährungsgewohnheiten und der Lebensstil in den Indust-rienationen. Zahlreiche Studien belegen heute die Rolle des metabolischen Syndroms als Risikofaktor für Folgeerkrankungen wie den Herzinfarkt und Schlaganfall. Aufgrund dieses Zusammenhanges wird im angloamerikanischen Sprachraum das metabolische Syndrom auch als „tödliches Quartett“ bezeichnet. Zwischen den Komponenten des metabolischen Syndroms, Schlaf und schlafbezogenen Atmungsstörungen bestehen interessanterweise zahlreiche wechselseitige Beziehungen. Diese sollen im Folgenden für die jeweiligen einzelnen Komponenten dargestellt werden.

Übergewicht, Fettleibigkeit, Schlaf und schlafbezogene Atmungsstörungen:
In erheblichem Masse beeinflussen Faktoren des modernen Lebens die körpereigene „Innere Uhr“, den sogenannten Zirkadianrhythmus. Dies hat relevante Auswirkungen auf das Schlafverhalten sowie auf Dauer und Qualität des Schlafes. Die „Innere Uhr“ spielt gleichzeitig eine wichtige Rolle bei der Regelung von Stoffwech-selprozessen und hat Einfluss auf unser Ernährungsverhalten. Als Konsequenz hieraus lassen sich Zusammenhänge zwischen Schlaf und Körpergewicht beobachten.
Eine große europäische Bevölkerungsstudie mit über 3300 Menschen wies nach, dass eine kurze Schlafdauer bei Erwachsenen mit einem erhöhten Körperfettanteil sowie vergrößertem Hüft- und Taillenumfang vergesellschaftet ist [1]. Auch ein unregelmäßiger Wach-Schlafrhythmus, wie er sich bei Schichtarbeit findet, beeinflusst das Körpergewicht. Schichtarbeiterinnen sind im Vergleich mit alleinig am Tage arbeitenden Frauen deutlich häufiger übergewichtig oder fettleibig [2].
Fettleibigkeit als Komponente des metabolischen Syndroms tritt vielfach selber auch in Wechselwirkung mit dem Schlaf. Etwa 40% der von Fettleibigkeit Betroffenen leiden an schlafbezogenen Atmungsstörungen. Die häufigste schlafbezogene Atmungsstörung ist das obstruktive Schlafapnoe-Syndrom (OSAS). Bei dieser Stö-rung treten während des Schlafes Verengungen und Verschlüsse der oberen Atemwege auf. Diese führen zu einer Minderbelüftung der Lunge und somit zu wiederholt abfallenden Sauerstoffwerten im Blut. Fettleibigkeit gilt als begünstigender Faktor für das Auftreten dieser Atemaussetzer im Schlaf. So steigert eine Gewichtszu-nahme von 10 kg das Risiko an einem OSAS zu erkranken um mehr als das Fünffache [3]. Wenig verwunderlich findet sich bei ungefähr 70% der an Atemaussetzern im Schlaf Erkrankten Übergewicht oder Fettleibigkeit.

Fettstoffwechselstörungen, Schlaf und schlafbezogene Atmungsstörungen:
Fettstoffwechselstörungen (Dyslipidämien) können in laborchemischen Untersuchungen durch Veränderungen von Menge und Zusammensetzung der Blutwertfettwerte nachgewiesen werden. Sie Teil des metabolischen Syndroms und erwiesenermaßen Risikofaktor für die Gefäßverschlüsse, die zu Herzinfarkt und Schlaganfall führen.
Zahlreiche wissenschaftliche Studien haben sich insbesondere mit den Zusammenhängen von Atmungsstö-rungen im Schlaf und Fettstoffwechselstörungen beschäftigt. Einige Studien kamen zu dem Ergebnis, dass das OSAS ein Risikofaktor für Fettstoffwechselstörungen ist. Aufgrund der vielfach bei Atmungsstörungen im Schlaf auftretenden Fettleibigkeit sehen andere Studien die Fettstoffwechselstörungen eher in der Fettleibig-keit begründet. Unabhängig von der zugrunde liegenden Ursache führt eine Überdrucktherapie im Schlaf (CPAP) bei OSAS-Patienten zu einer Verbesserung der Fettstoffwechselstörungen. Nutzten OSAS-Patienten mit einer Fettstoffwechselstörung regelmäßige nächtlich die Überdrucktherapie mehr als vier Stunden, kam es zu einer deutlichen Abnahme des Gesamtcholesterinwerts. Gleichzeitig stieg der Anteil des sogenannten HDL-Cholesterins, das als gefäßschützend angesehen wird [4].

Bluthochdruck, Schlaf und schlafbezogene Atmungsstörungen:
Der Blutdruck schwankt je nach körperlicher Aktivität und seelischer Anspannung im Verlauf von 24 Stunden und hängt auch von Wach- und Schlafzustand ab. Körperliche Aktivität oder seelische Anspannung wie zum
Beispiel bei empfundenem Stress steigern den Blutdruck. In Ruhe oder während des Schlafes liegen die
Messwerte hingegen deutlich niedriger. Zeichnet man über 24 Stunden den Blutdruck auf (Langzeitblutdruck-messung) finden sich bei körperlich Gesunden in den Nachstunden erniedrigte Blutdruckwerte. Dieses Phänomen bezeichnet man als „Nachtabsenkung“. Einige Schlafstörungen wie zum Bespiel das OSAS führen zu Änderungen des normalen Blutdruckverhaltens. Durch die bei Atemaussetzern auftretenden Sauerstoffabfälle im Blut kommt es zur Ausschüttung von Stresshormonen. Diese lassen den Blutdruck ansteigen und heben die beim Gesunden normalerweise beobachtbare „Nachtabsenkung“ auf. Die Folgen eines einzelnen Atemaussetzers im Schlaf sind nur von kurzfristiger Dauer. Kommt es allerdings wie beim OSAS typisch über Jahre hinweg zu Atemaussetzern im Schlaf, kann dies zu einer dauerhaften Erhöhung des Blutdrucks (arterielle Hy-pertonie) führen. In diesem Fall kann eine Überdrucktherapie (CPAP), die die Atemaussetzer therapiert zu einer Blutdrucksenkung beitragen [5]. Auch die „Nachtabsenkung“ des Blutdrucks kann unter einer Überdrucktherapie teilweise wieder erreicht werden [6].
Auch Ein- und Durchschlafstörungen, die in der Schlafmedizin als Insomnien bezeichnet werden, haben Aus-wirkungen auf das Blutdruckverhalten im Schlaf. Insomnie-Patienten zeigen auch ohne das Vorliegen einer arteriellen Hypertonie erhöhte nächtliche systolische Blutdruckwerte sowie ein geringere „Nachtabsenkung“ im Vergleich zu normal Schlafenden [7].

Störungen des Zuckerstoffwechsels, Schlaf und schlafbezogene Atmungsstörungen:
Der Zuckerstoffwechsel und die Aufrechterhaltung des Blutzuckergleichgewichts (Homöostase) werden ent-scheidend durch die körpereigene „Innere Uhr“ reguliert. Verändert sich der Rhythmus von Schlafen und Wachheit oder ist der Schlaf gestört, dann wirkt sich dies auf den Blutzucker aus.
Spiegel et al. konnten nachweisen, dass gesunde Probanden mit einem über 6 Tage künstlich verkürztem Nachtschlaf von 4 Stunden Probleme mit dem Zuckerstoffwechsel hatten [8]. Auch Schlafstörungen beeinflussen den Zuckerstoffwechsel. Die bei OSAS auftretenden Sauerstoffabfälle und Hirnaktivierungen im Schlaf lösen im Körper zahlreiche Prozesse aus. Diese wirken sich auf die Freisetzung von Zuckerspeichern sowie auf die Produktion und Wirkung des Zuckerhormons Insulin aus. So kann bei ansonsten Stoffwechselgesunden bei Vorliegen eines OSAS eine verminderte Wirksamkeit des Zuckerhormons Insulin nachgewiesen werden. In diesen Fällen versucht der Körper, der geminderten Wirkung durch eine gesteigerte Insulinproduktion entgegen zu treten [9]. Die verminderte Insulinwirkung, die sogenannte Insulinresistenz ist seit langem als wichtiger Faktor für die Entwicklung eines „Alterszuckers“ (Diabetes mellitus Typ 2) bekannt.  Zumindest mittel- bis schwergradige Ausprägungen des OSAS sind als ein Risikofaktor für die Entwicklung eines Diabetes an-zusehen [10].
Die wechselseitigen Beziehungen zwischen der Zuckerkrankheit und Schlaf werden dadurch ersichtlich, dass die Zuckerkrankheit ihrerseits einen Risikofaktor für schlafbezogene Störungen darstellt. Zuckerkranke zeigen deutlich höhere Erkrankungsraten für das Syndrom der unruhigen Beine (Restless-Legs-Syndrom) [11]. Diese kann zu einer erheblichen Störung des Schlafes und zu einem hohen Leidensdruck der Betroffenen führen. Insbesondere die diabetische Nervenerkrankung (Polyneuropathie) stellt einen Risikofaktor für das Restless-Legs-Syndrom dar. Ebenfalls treten bei einer schlecht eingestellten Zuckerkrankheit vielfach vermehrte Weck-reaktionen und nächtliche Wachphasen –zum Beispiel durch häufiges nächtliches Wasserlassen- auf.

Zusammenfassung:
Fettleibigkeit, Fettstoffwechselstörungen, Bluthochdruck und Störungen des Zuckerstoffwechsels sind Komponenten des metabolischen Syndroms und weisen zahlreiche wechselseitige Beziehungen mit dem Schlaf und schlafbezogenen Atmungsstörungen auf. Gleichzeitig führen sowohl das metabolische Syndrom, als auch das obstruktive Schlafapnoesyndrom (OSAS) zu einem gesteigerten Risiko für Herz-Kreiserkrankungen. Diese Zusammenhänge sollten dazu veranlassen, nach jeweilig wechselzeitigen Erkrankungen zu fahnden und diese entsprechend zu therapieren. Nur hierdurch kann eine optimale medizinische Betreuung und auch eine Verbesserung des Schlafes erreicht werden.

 

 

Literatur:

 

  1. Garaulet M, Ortega FB, Ruiz JR, et al. Short sleep duration is associated with increased obesity markers in European adolescents: effect of physical activity and dietary habits. The HELENA study. Int J Obes (Lond). 2011;35:1308-17.
  2. Zhao I, Bogossian F, Song S, Turner C. The association between shift work and unhealthy weight: a cross-sectional analysis from the Nurses and Midwives' e-cohort Study. J. Occup. Env. Med. 2011;53:153-8.
  3. Newman AB, Foster G, Givelber R, et al. Progression and regression of sleep-disordered breathing with changes in weight: the Sleep Heart Health Study. Arch Intern Med. 2005;165:2408-13.
  4. Steiropoulos P, Tsara V, Nena E, et al. Effect of continuous positive airway pressure treatment on serum cardiovascular risk factors in patients with obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome. Chest. 2007;132:843-51.
  5. Becker HF, Jerrentrup A, Ploch T, et al. Effect of nasal continuous positive airway pressure treatment on blood pressure in patients with obstructive sleep apnea. Circulation. 2003;107:68-73.
  6. Akashiba T, Minemura H, Yamamoto H, et al. Nasal continuous positive airway pressure changes blood pressure "non-dippers" to "dippers" in patients with obstructive sleep apnea. Sleep. 1999;22:849-53.
  7. Lanfranchi PA, Pennestri MH, Fradette L, et al. Nighttime blood pressure in normotensive subjects with chronic insomnia: implications for cardiovascular risk. Sleep. 2009;32:760-6.
  8. Spiegel K, Leproult R, Van Cauter E. Impact of sleep debt on metabolic and endocrine function. Lancet. 1999;354:1435-9
  9. Pamidi S, Wroblewski K, Broussard J, et al. Obstructive sleep apnea in young lean men: impact on insulin sensitivity and secretion. Diabetes Care. 2012;35:2384-9.
  10. Wang X, Bi Y, Zhang Q, Pan F. Obstructive sleep apnoea and the risk of type 2 diabetes: A meta-analysis of prospective cohort studies. Respirology. 2012 [Epub ahead of print].
  11. Merlino G, Fratticci L, Valente M, et al. Association of restless legs syndrome in type 2 diabetes: a case-control study. Sleep. 2007;30:866-71.