Καρδιοπνευμονική απάντηση στην άσκηση και κατανάλωση ενέργειας σε παιδιά με σύνδρομο αποφρακτικής άπνοιας στον ύπνο

Abstract

Sleep disordered breathing is due to a combination of parameters, including anatomic and neuromuscular disorders in upper airway. It includes four distinct pathologic conditions ranging from primary snoring, to Upper Airway Resistance Syndrome (UARS) and obstructive hypoventilation to the more severe and common Obstructive Sleep Apnea Syndrome (OSAS). All these conditions share the same pathophysiological mechanisms, risk factors, clinical presentation and complications. Although the unfavourable effect of OSAS on cardiovascular system have been well characterized over the past decades in adults, in children it has attracted much less attention and most advances have only recently been made. Lately, it has been confirmed that pediatric OSAS is involved in the initiation and progression of cardiovascular disease in children. OSAS has also been recognised as an independent risk factor for hypertension in pediatric population and recent studies have uncovered that OSAS can also lead to ventricular systolic and diastolic dysfunction, ultimate leading to cardiac remodelling. Daytime sleepiness and fatigue are the hallmarks of adults’ OSAS, however in children are less frequent due to different pathophysiology. The extent and severity of these symptoms are many times underestimated in children, due to either inability to clearly express their symptoms on their own, or due to their parent’s subjectivity when they describe the extend of the symptoms. Furthermore, an additional lack in literature concerning exercise capacity in children with OSAS makes research even harder. Another common symptom in children related OSAS is failure of affected children to thrive and poor growth. Several theories have been brought forward, but until now there is no clear answer as to the mechanism or mechanisms action. In a few studies increased energy expenditure during sleep and in rest, has been reported as a possible cause. The aim of this study was to: 1) assess cardiopulmonary response in children with OSAS, 2) correlate exercise capacity and severity of OSAS and 3) to correlate energy expenditure and OSAS. The subject of the present study consisted of forty (40) children, all aged over 6 years (7 to 14), which were subquently divided in three (3) groups depending on clinical and laboratory findings. Group A consisted of 27 children (20 boys, 7 girls) with habitual snoring (snoring for over 4 nights per week) and pathological polysomnography. Group B has no children, as there was not a child in our population with habitual snoring which had normal polysomnography. This could be the result of the small size at population used in our study, but also it could be the result of our selection criteria, which were very strict in concern with what was considered a habitual snorer. As a result, all habitual snorers were included in group A. Group C (control group) consisted of 13 children (10 boys, 3 girls). Based on selected protocol, the findings of personal and family history, especially those known related to risk factors common in OSAS. These findings were subsequently evaluated both clinically and in the laboratory. Full night polysomnography was performed to habitual snorers and all children completed cardiopulmonary exercise test and indirect calorimetry, in order to assess rest energy expenditure. Age, body mass index, ratio of boys to girls did not differ significantly among the groups A and C. Children in group A were statistically significant more frequently passive smokers than those in Group C. A positive family history of habitual snoring, in at least one parent, was observed in group A, making it another statistically significant parameter of our research. Adenotonsillar hypertrophy was detected more often in children of group A and the difference was statistically significant. Furthermore, children of group A had higher levels of systolic and diastolic blood pressure at rest and the difference was statistically significant for diastolic blood pressure. In group A, according to the polysomnographic findings, 55,6% (15 individuals) children had mild, 40,7% (11) moderate and 3,7% (1) severe OSAS. Pulmonary function did not differ significantly among the two groups (except mean FEV1) and was thus considered to be normal. According to echocardiographic measurements children with OSAS had right ventricular hypertrophy, with right ventricular end-diastolic diameter significantly higher than that found in the control group. Larger left ventricular end-diastolic diameter and left ventricular dysfunction in children with OSAS (lower ejection fraction) was also detected, but it was not found to be statistically significant. Cardiopulmonary exercise testing in children with OSAS resulted firstly to statistically significant lower VO2max καν VΟ2max (%) (VO2max is an objective index of exercise capacity and cardiopulmonary function). Lower VO2max levels in the OSAS group confirmed the reduced exercise capacity as compared to the control group. Children with mild OSAS had higher levels of VO2max, but not statistically significant. Secondly, to a higher systolic blood pressure level during exercise in children with OSAS, which never the less was not found to be statistically significant. Finally, a lower maximum heart rhythm in children with OSAS as compared to children of the control group and a lower maximum heart rhythm in children with moderate to severe OSAS, as compared to mild OSAS, but again not statistically significant. According to indirect calorimetry of Group A, children with OSAS had statistically significant increased rest energy expenditure compared to those of the control group. The level of rest energy expenditure was not found to increase in correlation to the severity of OSAS cases. C reactive protein (CRP) was statistically significant higher in OSAS group, as compared to the control group. No difference in lipidaimic profile of children among the two groups was observed. In conclusion, even though pulmonary function in our study was considered normal, our results demonstrated the existence of an early unfavorable effect in cardiovascular system in children with OSAS, as showed by our echocardiography and cardiopulmonary exercise test results, as well as increased rest energy expenditure. This effect was observed in cases with mild OSAS. We believe that the results of our study are significant and might be ultimately find use in clinical practice. However, the number of children observed is relative small to allow any further conclusions or recommendation. As such, we are anxious to see other studies been made on the subject, to possibly confirm our results and extend the data on OSAS.

Οι διαταραχές της αναπνοής κατά τη διάρκεια του ύπνου, αποτελούν μία ομάδα νοσημάτων, που περιλαμβάνουν τέσσερις ξεχωριστές κλινικές οντότητες με βασική διαφορά τη διακύμανση της βαρύτητάς τους, ξεκινώντας από την πιο ήπια διαταραχή το πρωτοπαθές ροχαλητό και καταλήγοντας στη βαρύτερη αλλά και συχνότερη μορφή το σύνδρομο αποφρακτικής άπνοιας κατά τη διάρκεια του ύπνου (ΣΑΑΥ). Οι διαταραχές αυτές εμφανίζουν κοινό παθοφυσιολογικό μηχανισμό, κοινούς παράγοντες κινδύνου, ανάλογη κλινική εκδήλωση και κοινές επιπλοκές. Η παρουσία τους οφείλεται στη συνύπαρξη διαφόρων παραγόντων, με κυριότερη την ανατομική ή λειτουργική ανωμαλία της περιοχής του ανώτερου αεραγωγού. Στους ενήλικες έγινε από πολύ νωρίς γνωστή η συσχέτισή τους με καρδιοαγγειακές διαταραχές, ενώ στα παιδιά μόλις τις τελευταίες δεκαετίες διαπιστώθηκε η ύπαρξή τους και ξεκίνησε η μελέτη τους. Τα τελευταία χρόνια έχει επιβεβαιωθεί η δυσμενής επίδραση του ΣΑΑΥ στην ανατομία και λειτουργία της καρδιάς και στον παιδικό πληθυσμό. Η παρουσία της αρτηριακής υπέρτασης ως ανεξάρτητου παράγοντα κινδύνου είναι πλέον επιβεβαιωμένη. Τα τελευταία χρόνια το ΣΑΑΥ συνδέεται με την ανάπτυξη αριστερής και δεξιάς κοιλιακής υπερτροφίας, με συνέπεια να θεωρείται υπεύθυνο για το καρδιακό remodeling. Στην κλινική εικόνα του ΣΑΑΥ των ενηλίκων κυριαρχεί η ημερήσια υπνηλία και η εύκολη κόπωση, σύμπτωμα που είναι λιγότερο συχνό στα παιδιά, λόγω της διαφορετικής παθοφυσιολογίας του συνδρόμου, λόγω της αδυναμίας των παιδιών να το εκφράσουν λεκτικά και λόγω της υποκειμενικότητας των γονιών στην περιγραφή της έκτασης και της βαρύτητας των συμπτωμάτων Έτσι, ενώ έχουν γίνει μελέτες για την αντοχή στην άσκηση στους ενήλικες με ΣΑΑΥ, απουσιάζουν ανάλογες μελέτες στον παιδικό πληθυσμό. Επίσης, στο ΣΑΑΥ στα παιδιά χαρακτηριστικό εύρημα είναι η στασιμότητα της ανάπτυξης και ιδιαίτερα η μειωμένη πρόσληψη βάρους. Υπάρχουν διάφορες θεωρίες για την αιτιολόγηση αυτού του φαινομένου, χωρίς όμως ακόμη να έχει αποσαφηνιστεί πλήρως. Στις ολιγάριθμες μελέτες που υπάρχουν στη βιβλιογραφία μεταξύ άλλων έχει μελετηθεί η παρουσία αυξημένης κατανάλωσης ενέργειας στην ομάδα αυτών των παιδιών τόσο στον ύπνο όσο και στην ηρεμία. Σκοπός της μελέτης ήταν: 1) ο έλεγχος της καρδιοπνευμονικής απάντησης των παιδιών με ΣΑΑΥ, 2) η συσχέτιση της αντοχής στην κόπωση με τη βαρύτητα του συνδρόμου, 3) η συσχέτιση της κατανάλωσης ενέργειας με την παρουσία του ΣΑΑΥ. Μελετήθηκαν 40 παιδιά ηλικίας >6 ετών (7 έως 14ετών) και ταξινομήθηκαν στις παρακάτω ομάδες. Η ομάδα A περιελάμβανε 27 παιδιά (20 αγόρια και 7 κορίτσια) με συστηματική ή καθ’ έξιν ρεγχώδη αναπνοή (ροχαλητό ≥4βράδια/εβδομάδα) και παθολογικά ευρήματα στην πολυκαταγραφική μελέτη ύπνου (ΑΗΙ>1). Η ομάδα Β δεν είχε κανένα παιδί, καθώς σε κανένα από τα παιδιά που ελέγχθησαν με συστηματική ρεγχώδη αναπνοή δεν είχε φυσιολογικά ευρήματα στην πολυκαταγραφική μελέτη ύπνου (ΑΗΙ<1). Το αποτέλεσμα αυτό μπορεί να οφείλεται στο μικρό αριθμό των παιδιών που μελετήθηκαν ή και στα αυστηρά κριτήρια επιλογής που τηρήθηκαν όσο αφορά το συστηματικό ροχαλητό. Έτσι όλα τα παιδιά με συστηματικό ροχαλητό ταξινομήθηκαν στην ομάδα Α, σύμφωνα με το σχεδίασμά της μελέτης. Τέλος, η ομάδα Γ περιελάμβανε 13 υγιή παιδιά, 10 αγόρια και 3 κορίτσια, που αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου. Με βάση το πρωτόκολλο της μελέτης σε όλα τα παιδιά καταγράφηκε λεπτομερώς το ατομικό και οικογενειακό ιστορικό, με ιδιαίτερη έμφαση στην παρουσία σημείων και συμπτωμάτων ενδεικτικών του ΣΑΑΥ και στην παρουσία προδιαθεσιακών παραγόντων. Ακολούθησε πολυκαταγραφική μελέτη ύπνου στα παιδιά με συστηματική ρεγχώδη αναπνοή και σε όλα τα παιδιά διενεργήθηκε δοκιμασία καρδιοπνευμονικής απάντησης στην άσκηση και έμμεση θερμιδομέτρηση για τον προσδιορισμό της κατανάλωσης ενέργειας στην ηρεμία. Οι δύο υπό μελέτη ομάδες ήταν ανάλογες ως προς την ηλικία, το βάρος, το ύψος, το ΒΜΙ, τη σχέση αγοριών/κοριτσιών. Από το ατομικό ιστορικό των παιδιών με ΣΑΑΥ στατιστικά σημαντική διαφορά υπήρξε στην παρουσία θετικού ιστορικού ατοπίας και παθητικού καπνίσματος. Από το οικογενειακό ιστορικό το θετικό ιστορικό συστηματικής ρεγχώδους αναπνοής σε ένα τουλάχιστον από τους δύο γονείς ήταν στατιστικά υψηλότερο στην ομάδα με ΣΑΑΥ. Από τη κλινική εξέταση στην ομάδα των παιδιών με ΣΑΑΥ υπήρξε συχνότερα η παρουσία αδενοειδών εκβλαστήσεων και υπερτροφίας των παρίσθμιων αμυγδαλών, με στατιστικά σημαντική διαφορά με την ομάδα ελέγχου. Επίσης, διαπιστώθηκε στα παιδιά με ΣΑΑΥ μικρή αύξηση (μη στατιστικά σημαντική) των τιμών της συστολικής αρτηριακής πίεσης σε ηρεμία και στατιστικά σημαντικά υψηλότερες τιμές διαστολικής αρτηριακής πίεσης σε ηρεμία. Η πολυκαταγραφική μελέτη ύπνου ανέδειξε την ύπαρξη 15 (55,6%) παιδιών με ήπιας βαρύτητας ΣΑΑΥ, 11 (40,7%) με μέτριας βαρύτητας και 1 (3,7%) με βαρύ ΣΑΑΥ. Όλα, δηλαδή, τα παιδιά της ομάδας A με συστηματικό ροχαλητό εμφάνισαν παθολογική πολυκαταγραφική μελέτη ύπνου με βάση τον AHI. Από τον περαιτέρω έλεγχο δε διαπιστώθηκε διαταραχή στην πνευμονική λειτουργία των παιδιών με ΣΑΑΥ, καθώς δεν παρατηρήθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων (με εξαίρεση τη μέση τιμή της FEV1) και έτσι θεωρήθηκε φυσιολογική. Στο υπερηχοκαρδιογράφημα επιβεβαιώθηκε η παρουσία πεπαχυσμένου τοιχώματος της δεξιάς κοιλίας με στατιστικά αυξημένες τιμές της διαμέτρου της δεξιάς κοιλίας, ενώ για την αριστερή κοιλία παρατηρήθηκε παχύτερο τοίχωμα αλλά μη στατιστικά σημαντικό σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Η λειτουργία της αριστερής κοιλίας βρέθηκε να υπολείπεται στα παιδιά με ΣΑΑΥ, καθώς το κλάσμα εξώθησης ήταν χαμηλότερο. Από τη δοκιμασία της καρδιοπνευμονικής απάντησης στην άσκηση στα παιδιά με ΣΑΑΥ βρέθηκε: 1. χαμηλό VΟ2max και VΟ2max (%), στατιστικά σημαντικό. Το VΟ2max αποτελεί την αντικειμενικότερη μέτρηση της ικανότητας για άσκηση και τον απόλυτο δείκτη αξιολόγησης του καρδιοαναπνευστικού συστήματος. Από το εύρημα αυτό επιβεβαιώθηκε η μειωμένη αερόβια ικανότητα των παιδιών αυτής της ομάδας σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Συγκριτικά με τη βαρύτητα του συνδρόμου τα παιδιά με πιο ήπιο ΣΑΑΥ είχαν υψηλότερες τιμές V02max, αλλά μη στατιστικά σημαντικές. 2. Οι τιμές της συστολικής αρτηριακής πίεσης ήταν υψηλότερες στην ομάδα του ΣΑΑΥ. χωρίς, όμως, στατιστικά σημαντική διαφορά. 3. η μέγιστη τιμή των καρδιακών σφύξεων ήταν χαμηλότερη στα παιδιά με ΣΑΑΥ σε σχέση με την ομάδα ελέγχου και σε σύγκριση με τη βαρύτητα του συνδρόμου τα παιδιά με μέτριο-βαρύ ΣΑΑΥ είχαν επίσης χαμηλότερη μέγιστη τιμή των καρδιακών σφύξεων, χωρίς, όμως, στατιστικά σημαντική διαφορά. Από την έμμεση θερμιδομέτρηση βρέθηκε στατιστικά μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας στην ηρεμία στα παιδιά με ΣΑΑΥ σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου. Σε σχέση με τη βαρύτητα του συνδρόμου δεν καταγράφηκε μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας στα παιδιά με μέτριο-βαρύ ΣΑΑΥ. Από τον εργαστηριακό έλεγχο η CRP είχε στατιστικά υψηλότερες τιμές στην ομάδα των παιδιών με ΣΑΑΥ συγκρινόμενα με την ομάδα ελέγχου και υψηλότερες, αλλά μη στατιστικά σημαντικές, στα παιδιά με μεγαλύτερης βαρύτητας ΣΑΑΥ. Από το λιπιδαιμικό προφίλ δε διαπιστώθηκε ιδιαίτερες διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων. Καταγράφηκαν χαμηλότερες τιμές HDL, μη στατιστικά σημαντικές και στατιστικά υψηλότερες τιμές Lp a στην ομάδα των παιδιών με ΣΑΑΥ. Συμπερασματικά, στα δεδομένα της μελέτης μας η πνευμονική λειτουργία θεωρήθηκε φυσιολογική, καθώς τα ευρήματα από τη σπιρομέτρηση ήταν φυσιολογικά (>80%) και δυσμενείς επιδράσεις καταγράφηκαν στο καρδιοαγγειακό προφίλ των παιδιών με ΣΑΑΥ. Οι καρδιοαγγειακές διαταραχές στα παιδιά αυτής της ομάδας εμφανίζονται νωρίς, όπως φάνηκε από τα αποτελέσματα του υπερηχοκαρδιογραφήματος και τη δοκιμασία της καρδιοπνευμονικής απάντησης στην άσκηση. Η παρατήρηση αυτή αποκτά μεγαλύτερο ενδιαφέρον από το γεγονός πως τα παιδιά που μελετήθηκαν είχαν στην πλειοψηφία τους ήπιας βαρύτητας ΣΑΑΥ και μόλις ένα παιδί είχε βαρύ. Επίσης, τα παιδιά αυτά εμφανίζουν αυξημένη κατανάλωση ενέργειας στην ηρεμία. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης είναι σημαντικά με πρακτικό ενδιαφέρον στην καθημερινή κλινική πράξη, αλλά ο μικρός αριθμός της μελέτης μας δεν επιτρέπει να οδηγηθούμε σε περαιτέρω συμπεράσματα και αναμένουμε ανάλογα βιβλιογραφικά δεδομένα για την επιβεβαίωση ή όχι των παρατηρήσεών μας. Περιμένουμε να έρθουν στο φως νέες μελέτες για το συγκεκριμένο θέμα, που πιθανόν να επιβεβαιώσουν τα αποτελέσματά μας και που σίγουρα θα επεκτείνουν τη γνώση για το ΣΑΑΥ.