Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und Diabetes mellitus und obstruktivem Schlafapnoe-Syndrom

Der Artikel präsentiert Literaturdaten aus klinischen Studien, in denen das obstruktive Schlafapnoe-Syndrom (OSAS) als Risikofaktor für die Entwicklung von Kohlenhydratstoffwechselstörungen, einschließlich Typ-2-Diabetes mellitus, betrachtet wird. Der Zusammenhang zwischen den wichtigsten Faktoren, die das Fortschreiten von Kohlenhydratstoffwechselstörungen bei Patienten mit obstruktiver Schlafapnoe beeinflussen, wird analysiert. Es wird eine Analyse der Daten zum Zusammenhang zwischen obstruktiver Schlafapnoe und diabetischer autonomer Neuropathie sowie Insulinresistenz durchgeführt. Die Möglichkeit des Einsatzes einer CPAP-Therapie zur Korrektur von Stoffwechselstörungen bei Patienten mit Diabetes mellitus wird erörtert.

Typ-2-Diabetes mellitus (DM) ist die häufigste chronische endokrine Erkrankung. Laut Diabetes Atlas gab es im Jahr 2000 weltweit 151 Millionen Patienten mit Typ-2-Diabetes. In verschiedenen Ländern liegt die Zahl dieser Patienten zwischen 3 und 10 % der Bevölkerung. Laut WHO-Prognosen wird sich die Zahl der Patienten mit Typ-2-Diabetes mellitus bis 2025 voraussichtlich verdreifachen.

Die gefährlichsten Folgen der globalen Typ-2-Diabetes-Epidemie sind systemische Gefäßkomplikationen, die zu Behinderungen und vorzeitigem Tod der Patienten führen. Kürzlich wurde festgestellt, dass Patienten mit Typ-2-Diabetes häufiger an Schlafapnoe leiden als die Allgemeinbevölkerung. Die SHH-Studie ergab, dass Personen mit Typ-2-Diabetes häufiger an Schlafapnoe und schwerer Hypoxämie litten.

Die Prävalenz des obstruktiven Schlafapnoe-Syndroms (OSAS) beträgt 5–7 % der Gesamtbevölkerung über 30 Jahren, wobei schwere Formen der Erkrankung etwa 1–2 % betreffen. Bei Menschen über 60 Jahren tritt obstruktive Schlafapnoe bei 30 % der Männer und 20 % der Frauen auf. Bei Menschen über 65 Jahren kann die Inzidenz der Erkrankung 60 % erreichen.

Zur Charakterisierung der obstruktiven Schlafapnoe werden folgende Begriffe verwendet: Apnoe – vollständiger Atemstillstand für mindestens 10 s; Hypopnoe – Abnahme des Atemflusses um 50 % oder mehr bei Abnahme der Blutsauerstoffsättigung um mindestens 4 %; Entsättigung – Abfall der Blutsauerstoffsättigung (SaO2). Je höher der Entsättigungsgrad, desto schwerer verläuft die obstruktive Schlafapnoe. Eine Apnoe gilt als schwerwiegend bei einem SaO2-Wert < 80 %.

Die von der American Academy of Sleep Medicine vorgeschlagenen Diagnosekriterien für obstruktive Schlafapnoe lauten:

• A) starke Tagesmüdigkeit (DS), die nicht durch andere Gründe erklärt werden kann;
• B) zwei oder mehr der folgenden Symptome, die nicht durch andere Ursachen erklärt werden können:
  • Ersticken oder Atembeschwerden im Schlaf;
  • wiederkehrende Episoden des Aufwachens;
  • „nicht erholsamer“ Schlaf;
  • chronische Müdigkeit;
  • verminderte Konzentration.
• C) Bei einer polysomnographischen Untersuchung werden während einer Stunde Schlaf fünf oder mehr Episoden einer obstruktiven Atemstörung festgestellt. Diese Episoden können eine beliebige Kombination von Apnoe-, Hypopnoe- oder ERE-Episoden (effektive Atemanstrengung) umfassen.

Um die Diagnose eines obstruktiven Schlafapnoe-/Hypopnoe-Syndroms stellen zu können, muss Kriterium A oder B in Kombination mit Kriterium C vorliegen.

Die durchschnittliche Anzahl von Apnoe-/Hypopnoe-Episoden pro Stunde wird durch den Apnoe-Hypopnoe-Index (AHI) angegeben. Ein Wert dieses Indikators unter 5 gilt bei gesunden Menschen als akzeptabel, obwohl dies nicht die Norm im eigentlichen Sinne ist. Nach den Empfehlungen einer Sonderkommission der American Academy of Sleep Medicine wird das Apnoe-Syndrom je nach AHI-Wert in drei Schweregrade eingeteilt. AHI < 5 ist normal; 5 < AHI < 15 ist leicht, 15 < AHI < 30 ist mittelschwer und AHI > 30 ist schwer.

Obstruktive Schlafapnoe ist das Ergebnis des Zusammenspiels anatomischer und funktioneller Faktoren. Der anatomische Faktor wird durch die Verengung der oberen Atemwege (URT) verursacht, der funktionelle Faktor ist mit der Entspannung der Muskeln verbunden, die die URT während des Schlafs erweitern, was oft mit einem Kollaps der oberen Atemwege einhergeht.

Der Mechanismus der Atemwegsobstruktion bei Apnoe läuft wie folgt ab. Wenn der Patient einschläft, entspannen sich die Rachenmuskeln allmählich und die Beweglichkeit der Rachenwände nimmt zu. Einer der nächsten Atemzüge führt zu einem vollständigen Kollaps der Atemwege und zum Stillstand der Lungenventilation. Gleichzeitig bleiben die Atemanstrengungen erhalten und nehmen bei Hypoxämie sogar zu. Die Entwicklung von Hypoxämie und Hyperkapnie stimuliert Aktivierungsreaktionen, d. h. einen Übergang zu weniger tiefen Schlafphasen, da in oberflächlicheren Schlafphasen der Aktivitätsgrad der Dilatationsmuskeln der oberen Atemwege ausreicht, um ihr Lumen wiederherzustellen. Sobald die Atmung jedoch wiederhergestellt ist, vertieft sich der Schlaf nach einiger Zeit wieder, der Tonus der Dilatationsmuskeln nimmt ab und alles wiederholt sich. Akute Hypoxie führt auch zu einer Stressreaktion, die von einer Aktivierung des sympathischen Nebennierensystems und einem Anstieg des Blutdrucks begleitet wird. Infolgedessen treten bei solchen Patienten während des Schlafs Bedingungen für die Entwicklung einer chronischen Hypoxämie auf, deren Auswirkungen die Vielfältigkeit des Krankheitsbildes bestimmen.

Die häufigste Ursache für eine Verengung der Atemwege im Rachenraum ist Fettleibigkeit. Daten aus einer Umfrage der amerikanischen National Sleep Foundation zeigten, dass etwa 57 % der fettleibigen Menschen ein hohes Risiko für obstruktive Schlafapnoe haben.

Bei schwerer Schlafapnoe ist die Synthese von somatotropem Hormon und Testosteron gestört. Die Sekretion erreicht ihren Höhepunkt in den Tiefschlafphasen, während sie bei obstruktiver Schlafapnoe praktisch fehlt. Dies führt zu einer unzureichenden Produktion dieser Hormone. Bei einem Mangel an Wachstumshormonen ist die Fettverwertung gestört und es entsteht Fettleibigkeit. Darüber hinaus sind alle diätetischen und medikamentösen Maßnahmen zur Gewichtsabnahme wirkungslos. Darüber hinaus führen Fettablagerungen im Nackenbereich zu einer weiteren Verengung der Atemwege und dem Fortschreiten der obstruktiven Schlafapnoe. Dadurch entsteht ein Teufelskreis, der ohne eine spezielle Behandlung des Apnoe-Syndroms kaum zu durchbrechen ist.

Schlafapnoe ist ein unabhängiger Risikofaktor für Bluthochdruck, Herzinfarkt und Schlaganfall. Eine Studie an Männern mit Bluthochdruck ergab, dass die Prävalenz obstruktiver Schlafapnoe bei Patienten mit Typ-2-Diabetes mellitus 36 % betrug, verglichen mit 14,5 % in der Kontrollgruppe.

Die Prävalenz von OSA bei Personen mit Typ-2-Diabetes liegt zwischen 18 % und 36 %. In einem Bericht von SD West et al. wurde die Inzidenz von Schlafapnoe bei Patienten mit Diabetes auf 23 % geschätzt, verglichen mit 6 % in der Allgemeinbevölkerung.

Eine Analyse der Daten einer multizentrischen Studie zeigte eine extrem hohe Prävalenz nicht diagnostizierter obstruktiver Schlafapnoe bei adipösen Patienten mit Typ-2-Diabetes mellitus. Andererseits zeigte sich, dass etwa 50 % der Patienten mit Apnoe-Syndrom an Typ-2-Diabetes mellitus oder an Störungen des Kohlenhydratstoffwechsels leiden. Bei Personen mit starker Tagesmüdigkeit korrelierte der Schweregrad der obstruktiven Schlafapnoe mit dem Vorliegen von Typ-2-Diabetes mellitus. Die Prävalenz von Typ-2-Diabetes mellitus bei Patienten mit Atemstörungen steigt mit steigendem AHI, da bei Personen mit einem AHI von über 15 pro Stunde die Inzidenz von Diabetes mellitus 15 % betrug, verglichen mit 3 % bei Patienten ohne Apnoe. Die beobachteten Zusammenhänge legten nahe, dass Schlafapnoe ein neuer Risikofaktor für Typ-2-Diabetes mellitus ist und umgekehrt, dass chronische Hyperglykämie zur Entwicklung einer obstruktiven Schlafapnoe beitragen kann.

Zu den Faktoren, die das Risiko einer Schlafapnoe erhöhen, gehören männliches Geschlecht, Übergewicht, Alter und ethnische Zugehörigkeit. Eine Studie von S. Surani et al. zeigte eine im Vergleich zu anderen europäischen Ländern sehr hohe Prävalenz von Diabetes in der spanischen Bevölkerung mit obstruktiver Schlafapnoe.

Fettleibigkeit ist ein häufiger Risikofaktor für obstruktive Schlafapnoe und Insulinresistenz (IR), wobei die viszerale Fettverteilung besonders wichtig ist. Etwa zwei Drittel aller Patienten mit Apnoe-Syndrom sind fettleibig, und ihr Einfluss als Prädiktor für obstruktive Schlafapnoe ist viermal größer als das Alter und doppelt so groß wie das männliche Geschlecht. Dies belegen die Ergebnisse einer Umfrage unter Patienten mit Diabetes und Fettleibigkeit. Bei 86 % der Patienten wurde Schlafapnoe diagnostiziert, was 30,5 % einer mittelschweren und 22,6 % einer schweren obstruktiven Schlafapnoe entspricht. Der Schweregrad der Apnoe korrelierte mit einem Anstieg des Body-Mass-Index (BMI).

Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren spielen Schlaffragmentierung, erhöhte sympathische Aktivität und Hypoxie eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung von IR und Stoffwechselstörungen bei obstruktiver Schlafapnoe.

Querschnittsstudien haben einen Zusammenhang zwischen zunehmendem Schweregrad der Apnoe und Störungen des Glukosestoffwechsels sowie einem erhöhten Diabetesrisiko festgestellt. Die einzige prospektive 4-Jahres-Studie konnte keinen Zusammenhang zwischen anfänglichem Schweregrad und Diabetes feststellen. Daten einer kürzlich durchgeführten großen bevölkerungsbasierten Studie mit über 1.000 Patienten deuten darauf hin, dass Schlafapnoe mit Diabetes assoziiert ist und dass ein zunehmender Schweregrad der Apnoe mit einem erhöhten Diabetesrisiko einhergeht.

Bei Patienten mit normalem Körpergewicht (BMI < 25 kg/m2), bei denen somit kein wesentlicher Risikofaktor für die Entwicklung eines Diabetes mellitus vorlag, waren häufige Schnarchepisoden mit einer verringerten Glukosetoleranz und höheren HbA1c-Werten verbunden.

Bei gesunden Männern wurde festgestellt, dass AHI und der Grad der nächtlichen Sauerstoffentsättigung unabhängig von Adipositas mit einer gestörten Glukosetoleranz und einer gestörten Glukosetoleranz assoziiert sind. Konkrete Belege lieferte schließlich die SHH-Studie. In einer Population von 2656 Probanden waren AHI und mittlere Sauerstoffsättigung im Schlaf mit erhöhten Nüchternblutzuckerwerten und 2 Stunden nach einem oralen Glukosetoleranztest (OGTT) assoziiert. Der Schweregrad der Schlafapnoe korrelierte mit dem Grad der Glukosetoleranz, unabhängig von BMI und Taillenumfang.

Es gibt Hinweise darauf, dass anhaltende intermittierende Hypoxie und Schlaffragmentierung die Aktivität des sympathischen Nervensystems erhöhen, was wiederum zu Störungen des Glukosestoffwechsels führt. Eine aktuelle Studie von AC Peltier et al. ergab, dass 79,2 % der Patienten mit obstruktiver Schlafapnoe eine beeinträchtigte Glukosetoleranz aufwiesen und bei 25 % neu Diabetes mellitus diagnostiziert wurde.

Basierend auf den Ergebnissen der Polysomnographie und des OGTT wurde festgestellt, dass Diabetes mellitus bei 30,1 % der Patienten mit obstruktiver Schlafapnoe und bei 13,9 % der Personen ohne Atemstörungen auftrat. Mit zunehmendem Schweregrad der Apnoe stiegen unabhängig von Alter und BMI der Nüchtern- und postprandiale Blutzuckerspiegel an, und die Insulinsensitivität nahm ab.

Pathophysiologische Mechanismen, die zu Veränderungen des Glukosestoffwechsels bei Patienten mit obstruktivem Schlafapnoe-Syndrom führen

Es gibt höchstwahrscheinlich mehrere pathophysiologische Mechanismen, die zu Veränderungen im Glukosestoffwechsel bei Patienten mit OSA führen.

Hypoxie und Schlaffragmentierung können zur Aktivierung der Hypothalamus-Hypophysen-Achse (HPO) und zu erhöhten Cortisolspiegeln führen, was sich negativ auf die Insulinsensitivität und -sekretion auswirkt.

Intermittierende Hypoxie

Studien in großen Höhen haben gezeigt, dass anhaltende Hypoxie die Glukosetoleranz und die Insulinsensitivität negativ beeinflusst. Akute, anhaltende Hypoxie führte bei gesunden Männern zu einer Beeinträchtigung der Glukosetoleranz. Eine Studie stellte außerdem fest, dass 20 Minuten intermittierender Hypoxie bei gesunden Menschen eine anhaltende Aktivierung des sympathischen Nervensystems verursachten.

Schlaffragmentierung

Obstruktive Schlafapnoe geht mit einer verkürzten Gesamtschlafzeit und Schlaffragmentierung einher. Es gibt zahlreiche Hinweise darauf, dass Kurzschlaf und/oder Schlaffragmentierung ohne Atemstörungen den Glukosestoffwechsel negativ beeinflussen. Mehrere prospektive epidemiologische Studien belegen die Rolle der Schlaffragmentierung bei der Entstehung von Diabetes. Die Ergebnisse stimmten mit dem erhöhten Diabetesrisiko bei Personen überein, die zu Beginn keinen Diabetes hatten und an Schlaflosigkeit litten. Eine andere Studie berichtete, dass Kurzschlaf und häufiges Schnarchen mit einer höheren Diabetesprävalenz in Zusammenhang stehen.

Die durchgeführten Studien haben eine unabhängige Beziehung zwischen Apnoe und mehreren Komponenten des metabolischen Syndroms, insbesondere IR- und Fettstoffwechselstörungen, festgestellt.

Der Zusammenhang zwischen obstruktiver Schlafapnoe und IR ist noch wenig erforscht, und die Ergebnisse sind widersprüchlich. IR, gemessen am Home Oxygen Management Association Index (HOMA-IR), steht in einem unabhängigen Zusammenhang mit dem Schweregrad der Apnoe. Mehrere Studien berichteten jedoch über negative Ergebnisse. 1994 zeigten Davies et al. bei einer kleinen Anzahl von Patienten mit Apnoe-Syndrom keinen signifikanten Anstieg des Insulinspiegels im Vergleich zu Kontrollpersonen mit gleichem Alter, BMI und Rauchverhalten. Darüber hinaus fanden zwei 2006 veröffentlichte Fall-Kontroll-Studien mit einer größeren Patientenzahl keinen Zusammenhang zwischen obstruktiver Schlafapnoe und IR.

Vgontzas et al. vermuteten, dass IR ein stärkerer Risikofaktor für Schlafapnoe ist als BMI und Plasmatestosteronspiegel bei Frauen vor der Menopause. Später wurde bei einer Population gesunder, leicht adipöser Männer festgestellt, dass der Grad der Apnoe mit dem Nüchtern- und dem Insulinspiegel 2 Stunden nach der Blutzuckermessung korrelierte. Ein zweifacher Anstieg der IR wurde auch bei Probanden mit einem AHI > 65 nach Berücksichtigung von BMI und Körperfettanteil berichtet. Es wurde festgestellt, dass bei Probanden mit obstruktiver Schlafapnoe AHI und minimale Sauerstoffsättigung (SpO2) unabhängige Determinanten der IR waren (der Grad der IR stieg mit jeder stündlichen AHI-Erhöhung um 0,5 %).

Wiederholte Apnoe-Episoden gehen mit der Freisetzung von Katecholaminen einher, deren erhöhte Konzentrationen tagsüber den Cortisolspiegel erhöhen können. Katecholamine begünstigen die Entwicklung einer Hyperinsulinämie, indem sie die Glykogenolyse, die Gluconeogenese und die Glukagonsekretion stimulieren. Erhöhte Cortisolspiegel können zu einer gestörten Glukosetoleranz, IR und Hyperinsulinämie führen. Hohe Insulinkonzentrationen im Blut von Patienten mit IR können durch Interaktion mit dem insulinähnlichen Faktor-Rezeptor-Effektor-System spezifische Gewebewachstumsfaktoren aktivieren. Diese Befunde deuten auf einen Mechanismus für den Zusammenhang zwischen obstruktiver Schlafapnoe und Insulinsensitivität hin, der auf Faktoren wie Schlafunterbrechungen und Hypoxämie beruht.

Körperliche Inaktivität aufgrund von Tagesmüdigkeit und Schlafmangel können ebenfalls wichtige Faktoren sein. Es wurde gezeigt, dass Tagesmüdigkeit mit erhöhter IR assoziiert ist. Patienten mit Apnoe-Syndrom und starker Tagesmüdigkeit wiesen zum Zeitpunkt der Untersuchung höhere Plasmaglukose- und Insulinwerte auf als Personen, die keine Tagesmüdigkeit berichteten.

Obstruktive Schlafapnoe ist zudem durch einen entzündungsfördernden Zustand und erhöhte Zytokinspiegel, wie beispielsweise Tumornekrosefaktor-α (TNF-α), gekennzeichnet, die zu einer IR führen können. TNF-α ist typischerweise bei Personen mit Adipositas-bedingter IR erhöht. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass Personen mit Schlafapnoe höhere IL-6- und TNF-α-Konzentrationen aufwiesen als adipöse Personen ohne obstruktive Schlafapnoe.

IR wird auch durch erhöhte Lipolyse und das Vorhandensein von Fettsäuren verursacht. Die mit Apnoe-Episoden verbundene Aktivierung des SNS erhöht die Zirkulation freier Fettsäuren durch Stimulation der Lipolyse und trägt so zur Entwicklung von IR bei.

Leptin, IL-6 und Entzündungsmediatoren wurden ebenfalls mit der Pathogenese der IR und anderer Komponenten des metabolischen Syndroms in Verbindung gebracht. Bei Patienten mit Schlafapnoe war der Leptinspiegel über dem Normalwert erhöht, und der Adipokinspiegel war erniedrigt.

Die zyklischen Hypoxie-Reoxygenierungsphänomene, die bei Patienten mit obstruktiver Schlafapnoe auftreten, sind ebenfalls eine Form von oxidativem Stress und führen zu einer erhöhten Bildung reaktiver Sauerstoffspezies während der Reoxygenierung. Dieser oxidative Stress führt zur Aktivierung adaptiver Prozesse, einschließlich einer verringerten NO-Bioverfügbarkeit und einer erhöhten Lipidperoxidation. Erhöhte oxidative Prozesse haben sich als wichtiger Mechanismus bei der Entstehung von IR und Diabetes mellitus erwiesen.

Die Ergebnisse zahlreicher Studien zeigen, dass obstruktive Schlafapnoe unabhängig von anderen Risikofaktoren wie Alter, Geschlecht und BMI mit der Entstehung und dem Fortschreiten von Diabetes mellitus assoziiert ist. Eine Zunahme des Schweregrads der obstruktiven Schlafapnoe geht mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung von Diabetes mellitus einher, was durch chronische Hypoxie und häufige Mikroerwachen erklärt werden kann. Anders ausgedrückt: Es gibt eine große Anzahl von Patienten, deren Störungen des Kohlenhydratstoffwechsels als Komplikationen des Apnoesyndroms angesehen werden können. Als behandelbare Erkrankung ist obstruktive Schlafapnoe somit ein modifizierbarer Risikofaktor für die Entwicklung von Typ-2-Diabetes mellitus.

Auch eine umgekehrte Kausalität ist möglich, da eine diabetische autonome Neuropathie (DAN) die Kontrolle der Zwerchfellbewegung beeinträchtigt. Einige Forscher vermuten, dass IR und chronische Hypoxämie wiederum zur Entwicklung einer obstruktiven Schlafapnoe führen können.

Diabetische Neuropathie

In den letzten zehn Jahren haben sich klinische und experimentelle Belege für den Zusammenhang zwischen IR und obstruktiver Schlafapnoe bei nicht adipösen Diabetikern mit AON angesammelt. Eine Laborstudie hat gezeigt, dass diese Patienten häufiger an obstruktiver und zentraler Apnoe leiden als Diabetiker ohne AON.

Bei Patienten mit DAN kommt es häufig zu plötzlichen Herztoden, insbesondere im Schlaf. Mehrere Studien untersuchten die mögliche Rolle schlafbezogener Atmungsstörungen und die Atembeeinträchtigung bei diesen Patienten. Bei Patienten mit Diabetes mellitus und autonomer Neuropathie ohne anatomische Veränderungen und/oder Adipositas scheinen funktionelle Faktoren von entscheidender Bedeutung zu sein. Dies wird durch die Tatsache gestützt, dass kardiovaskuläre Ereignisse in der REM-Schlafphase häufiger auftraten, da die tonische und phasische Aktivität der Muskeln, die die oberen Atemwege erweitern, selbst bei Probanden ohne Apnoe deutlich reduziert ist.

JH Ficker et al. untersuchten das Vorliegen einer obstruktiven Schlafapnoe (AHI 6–10) bei einer Gruppe von Diabetikern mit und ohne DAN. Sie fanden heraus, dass die Prävalenz des Apnoesyndroms bei Diabetikern mit DAN 26 % erreichte, während Patienten ohne DAN nicht an obstruktiver Schlafapnoe litten. In einer anderen Studie lag die Inzidenz von Schlafapnoe bei Patienten mit DAN, unabhängig vom Schweregrad ihrer autonomen Neuropathie, bei 25–30 %.

S. Neumann et al. zeigten einen engen Zusammenhang zwischen nächtlicher Entsättigung und dem Vorhandensein von DAN. Eine Studie zu klinischen Symptomen der obstruktiven Schlafapnoe bei Patienten mit DAN zeigte, dass diese Patientengruppe eine ausgeprägtere Tagesmüdigkeit aufwies, die mit der Epfort Sleepiness Scale gemessen wurde.

Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass DAN selbst zur Entstehung von Apnoe bei Patienten mit Diabetes mellitus beitragen kann. Darüber hinaus weisen diese Ergebnisse auf die Notwendigkeit hin, die Reflexe der oberen Atemwege bei Patienten mit DAN zu untersuchen und ihre Rolle in der Pathogenese der obstruktiven Schlafapnoe zu bestätigen.

Bei der Untersuchung des Einflusses des Apnoesyndroms und des Diabetes mellitus auf die Endothelfunktion zeigte sich, dass beide Erkrankungen die endothelabhängige Vasodilatation der Arteria brachialis gleichermaßen beeinträchtigten. Bei isolierter obstruktiver Schlafapnoe wurde jedoch im Gegensatz zum Diabetes mellitus keine Schädigung des mikrovaskulären Bettes beobachtet.

Neben den Auswirkungen auf die Gefäßwand verschlimmert obstruktive Schlafapnoe nachweislich auch die diabetische Retinopathie. Eine aktuelle Studie in Großbritannien ergab, dass bei mehr als der Hälfte der Patienten mit Diabetes und Schlafapnoe eine diabetische Retinopathie diagnostiziert wurde, verglichen mit 30 % der Diabetiker ohne Apnoe. Die Ergebnisse waren unabhängig von Alter, BMI, Diabetesdauer, Blutzuckerkontrolle und Blutdruck. Schlafapnoe war ein besserer Prädiktor für diabetische Retinopathie als Glykohämoglobin oder Blutdruck. Die CPAP-Therapie verbesserte das Fundusbild.

So entsteht ein Teufelskreis: Komplikationen des Diabetes mellitus tragen zur Entwicklung einer obstruktiven Schlafapnoe bei, und obstruktive Schlafatmungsstörungen wiederum eine gastrointestinale Störung (IR) und eine gestörte Glukosetoleranz hervorrufen. In diesem Zusammenhang und unter Berücksichtigung der nachgewiesenen negativen Auswirkungen der obstruktiven Schlafapnoe auf die Betazellfunktion und die IR veröffentlichte die Internationale Diabetes-Föderation klinische Leitlinien, in denen Ärzten empfohlen wird, Patienten mit Diabetes auf das Vorhandensein einer obstruktiven Schlafapnoe zu untersuchen und umgekehrt. Die Korrektur der Schlafapnoe ist bei diesen Patienten ein wesentlicher Bestandteil einer adäquaten Diabetestherapie.

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Einfluss der CPAP-Therapie auf den Glukosestoffwechsel und die Insulinresistenz

Kontinuierliche positive Atemwegsdrucktherapie (CPAP) ist eine der wirksamsten Behandlungen für Patienten mit mittelschwerer bis schwerer obstruktiver Schlafapnoe. Sie hat sich als wirksam erwiesen, um obstruktive Atemereignisse im Schlaf und Tagesmüdigkeit zu beseitigen und so die Schlafstruktur und Lebensqualität zu verbessern. CPAP wird häufig zur Behandlung von obstruktiver Schlafapnoe eingesetzt und sorgt für konstanten Druck während der Ein- und Ausatmung, um den Tonus der Atemwege während des Schlafs aufrechtzuerhalten. Das Gerät besteht aus einem Generator, der dem Patienten über eine Maske und ein Schlauchsystem einen kontinuierlichen Luftstrom zuführt.

Die CPAP-Therapie dient nicht nur der Behandlung obstruktiver Schlafapnoe, sondern kann auch positive Auswirkungen auf die IR und den Glukosestoffwechsel dieser Patienten haben. Es wird vermutet, dass CPAP intermittierende Hypoxie und sympathische Hyperaktivität reduzieren kann. Dieser zusätzliche therapeutische Nutzen von CPAP stößt derzeit auf großes Interesse, wird jedoch kontrovers diskutiert. Zahlreiche Studien zu den Auswirkungen von CPAP auf den Glukosestoffwechsel bei Diabetikern und Nichtdiabetikern liefern widersprüchliche Ergebnisse.

Es gibt Hinweise darauf, dass Stoffwechselstörungen durch eine CPAP-Therapie teilweise korrigiert werden können. In einer solchen Studie wurden 40 Patienten ohne Diabetes, aber mit mittelschwerer bis schwerer obstruktiver Schlafapnoe untersucht. Dabei wurde der Euglykämie-Hyperinsulin-Clamp-Test verwendet, der als Goldstandard zur Beurteilung der Insulinsensitivität gilt. Die Autoren zeigten, dass die CPAP-Therapie die Insulinsensitivität nach zwei Behandlungstagen signifikant verbesserte und diese Ergebnisse über einen dreimonatigen Nachbeobachtungszeitraum ohne signifikante Gewichtsveränderungen aufrechterhalten wurden. Interessanterweise war die Verbesserung bei Patienten mit einem BMI > 30 kg/m² minimal. Dies kann daran liegen, dass bei Personen mit offensichtlicher Adipositas die IR weitgehend durch überschüssiges Fettgewebe bestimmt wird und das Vorhandensein einer obstruktiven Schlafapnoe in diesem Fall möglicherweise nur eine geringe Rolle bei der beeinträchtigten Insulinsensitivität spielt.

Nach sechs Monaten CPAP-Therapie zeigten Patienten ohne Diabetes mellitus im Vergleich zur Gruppe ohne CPAP-Therapie einen Rückgang des postprandialen Blutzuckerspiegels. In einer ähnlichen Patientengruppe wurden jedoch keine signifikanten Veränderungen der IR und des Glukosestoffwechsels festgestellt.

Dawson et al. verwendeten ein kontinuierliches Glukoseüberwachungssystem während der Polysomnographie-Aufzeichnungen bei 20 Patienten mit Diabetes mellitus und mittelschwerer bis schwerer obstruktiver Schlafapnoe vor der Behandlung und anschließend nach 4–12 Wochen CPAP-Behandlung. Bei adipösen Patienten reduzierte sich die nächtliche Hyperglykämie, und die interstitiellen Glukosewerte schwankten während der CPAP-Behandlung weniger stark. Der mittlere Glukosespiegel im Schlaf sank nach 41 Tagen CPAP-Therapie.

Eine weitere Studie untersuchte die Insulinsensitivität bei adipösen Patienten mit Diabetes mellitus nach zwei Tagen und drei Monaten CPAP-Therapie. Eine signifikante Verbesserung der Insulinsensitivität wurde erst nach drei Monaten CPAP-Therapie festgestellt. Ein Rückgang des HbA1c-Spiegels wurde jedoch nicht beobachtet.

AR Babu et al. maßen den HbAlc-Wert und führten eine 72-stündige Blutzuckermessung bei Patienten mit Diabetes mellitus vor und nach dreimonatiger CPAP-Therapie durch. Die Autoren stellten fest, dass der Blutzuckerspiegel eine Stunde nach den Mahlzeiten nach dreimonatiger CPAP-Anwendung signifikant sank. Auch der HbAlc-Spiegel wurde signifikant gesenkt. Darüber hinaus korrelierte die Senkung des HbAlc-Spiegels signifikant mit der Anzahl der CPAP-Anwendungstage und der Therapietreue von mehr als vier Stunden pro Tag.

Eine bevölkerungsbasierte Studie zeigte eine Senkung des Nüchterninsulins und des HOMA-Index nach 3-wöchiger CPAP-Therapie bei Männern mit OSA im Vergleich zu einer passenden Kontrollgruppe (AHI < 10) ohne CPAP-Therapie. Eine positive Reaktion auf die CPAP-Therapie wurde auch mit verbesserter Insulinsensitivität, verringertem Nüchtern- und postprandialen Blutzucker in Patientengruppen mit und ohne Diabetes nachgewiesen. Bei 31 Patienten mit mittelschwerer/schwerer obstruktiver Schlafapnoe, denen eine CPAP-Therapie verschrieben wurde, war die Insulinsensitivität im Vergleich zu 30 Kontrollpersonen, die eine Schein-CPAP-Behandlung erhielten, verbessert. Weitere Verbesserungen wurden nach 12-wöchiger CPAP-Therapie bei Patienten mit einem BMI über 25 kg/m2 beobachtet. In einer anderen Studie konnten jedoch bei Patienten ohne Diabetes nach 6-wöchiger CPAP-Therapie keine Veränderungen des Blutzuckerspiegels und der IR (bewertet mit dem HOMA-Index) festgestellt werden. Laut den Autoren war der Studienzeitraum kurz genug, um signifikantere Veränderungen festzustellen. Die jüngsten Ergebnisse weisen darauf hin, dass die relative Reaktionszeit auf die CPAP-Behandlung bei kardiovaskulären und metabolischen Parametern unterschiedlich sein kann. Auch die Analyse einer anderen randomisierten Studie zeigt keine Verbesserung der HbA1c-Werte und der IR bei Patienten mit Diabetes mellitus und obstruktiver Schlafapnoe nach 3-monatiger CPAP-Therapie.

L. Czupryniak et al. stellten fest, dass bei nichtdiabetischen Probanden während einer CPAP-Nacht ein Anstieg des Blutzuckerspiegels beobachtet wurde, wobei nach CPAP ein Anstieg des Nüchterninsulins und der IR zu beobachten war. Dieser Effekt wurde auf sekundäre Effekte im Zusammenhang mit dem Anstieg des Wachstumshormonspiegels zurückgeführt. Mehrere Studien berichteten von einer Abnahme des viszeralen Fetts nach CPAP-Anwendung, während eine andere keine Veränderung feststellte.

Es gibt Hinweise darauf, dass die CPAP-Therapie bei Patienten mit Tagesmüdigkeit zur Verringerung der IR beiträgt, während bei Personen, die keine Schläfrigkeit melden, die Behandlung der obstruktiven Schlafapnoe diesen Indikator nicht beeinflusst. Vor dem Hintergrund der CPAP-Therapie wurde bei Personen mit DS ein Rückgang der Cholesterin-, Insulin- und HOMA-Indexwerte sowie ein Anstieg des insulinähnlichen Wachstumsfaktors festgestellt, während die CPAP-Therapie bei Patienten ohne DS keinen Einfluss auf die aufgeführten Parameter hatte.

Widersprüchliche Ergebnisse in Studien zu den Auswirkungen der CPAP-Therapie können teilweise durch Unterschiede bei den untersuchten Populationen (Diabetiker, Adipositas, Nicht-Diabetiker und Nicht-Adipositas), den primären Ergebnissen, den Methoden zur Messung des Glukosestoffwechsels (Nüchternblutzucker, HbA1c, hyperinsulinämische glykämische Klemme usw.), der Dauer der CPAP-Therapie (von 1 Nacht bis 2,9 Jahren) und der Einhaltung der CPAP-Anwendung durch die Patienten erklärt werden. Eine CPAP-Therapiedauer von bis zu 6 Monaten galt als ausreichende Therapietreue, sofern das Gerät > 4 Stunden pro Tag verwendet wurde. Es ist derzeit nicht bekannt, ob eine längere Therapiedauer und eine bessere Therapietreue bei der CPAP-Behandlung wirklich notwendig sind, um Stoffwechselstörungen zu korrigieren.

Aktuelle Forschungsergebnisse belegen zunehmend die Rolle der CPAP-Therapie bei der Verbesserung der Insulinsensitivität. Derzeit laufen mehrere Studien, die hoffentlich Licht in dieses hochrelevante und komplexe Thema bringen werden.

So verbessert die CPAP-Therapie bei Patienten mit schwerer obstruktiver Schlafapnoe, Fettleibigkeit und Diabetes mellitus offenbar die Insulinsensitivität und den Glukosestoffwechsel und kann daher die Prognose von Erkrankungen mit multiplen Organfunktionsstörungen beeinflussen.

Im Gegensatz dazu gibt es bei Personen mit normalem BMI und leichter bis mittelschwerer obstruktiver Schlafapnoe derzeit keine überzeugenden Beweise für die Wirkung der CPAP-Therapie auf den Kohlenhydratstoffwechsel.

Prof. V. E. Oleynikov, N. V. Sergatskaya, Assoc. Prof. Yu. A. Tomashevskaya. Der Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und Störungen des Kohlenhydratstoffwechsels beim obstruktiven Schlafapnoe-Syndrom // International Medical Journal - Nr. 3 - 2012