The Influence of Obstructive Sleep Apnea on Systemic Blood Pressure, Cardiac Rhythm and the Changes of Urinary

폐쇄성 수면 무호흡이 전신성 혈압, 심조율 및 요 Catecholamines 농도 변화에 미치는 영향

Background: The existing data indicate that obstructive sleep apnea syndrome contributes to the development of cardiovascular dysfunction such as systemic hypertension and cardiac arrhythmias, and the cardiovascular dysfunction has a major effect on high long-term mortality rate in obstructive sleep apnea syndrome patients. To a large extent the various studies have helped to clarify the pathophysiology of obstructive sleep apnea, but many basic questions still remain unanswered. Methods: In this study, the influence of obstructive sleep apnea on systemic blood pressure, cardiac rhythm and urinary catecholamines concentration was evaluated. Over-night polysomnography, 24-hour ambulatory blood pressure and ECG monitoring, and measurement of urinary catecholamines, norepinephrine (UNE) and epinephrine (UEP), during waking and sleep were undertaken in obstructive sleep apnea syndrome patients group (OSAS, n=29) and control group (Control, n=25). Results: 1) In OSAS and Control, UNE and UEP concentrations during sleep were significantly lower than during waking (P<0.01). In UNE concentrations during sleep, OSAS showed higher levels compare to Control (P<0.05). 2) In OSAS, there was a increasing tendency of the number of non-dipper of nocturnal blood pressure compare to Control (P=0.089). 3) In both group (n=54), mean systolic blood pressure during waking and sleep showed significant correlation with polysomnographic data including apnea index (AI), apnea-hypopnea index (AHI), arterial oxygen saturation nadir ($SaO_2$ nadir) and degree of oxygen desaturation (DOD). And UNE concentrations during sleep were correlated with AI, AHI, $SaO_2$ nadir, DOD and mean diastolic blood pressure during sleep. 4) In OSAS with AI>20 (n==14), there was a significant difference of heart rates before, during and after apneic events (P<0.01), and these changes of heart rates were correlated with the duration of apnea (P<0.01). The difference of heart rates between apneic and postapneic period (${\Delta}HR$) was significantly correlated with the difference of arterial oxygen saturation between before and after apneic event (${\Delta}SaO_2$) (r=0.223, P<0.001). 5) There was no significant difference in the incidence of cardiac arrhythmias between OSAS and Control In Control, the incidence of ventricular ectopy during sleep was significantly lower than during waking. But in OSAS, there was no difference between during waking and sleep. Conclusion : These results suggested that recurrent hypoxia and arousals from sleep in patients with obstructive sleep apnea syndrome may increase sympathetic nervous system activity, and recurrent hypoxia and increased sympathetic nervous system activity could contribute to the development of cardiovascular dysfunction including the changes of systemic blood pressure and cardiac function.

연구배경: 폐쇄성 수면 무호흡 증후군 환자들에서 동반될 수 있는 전신성 고혈압과 심부정백을 포함한 심혈관계 기능 부전은 장기사망률을 증가시키는 중요한 요인으로 생각되고 있다. 그러나 이들 환자에서 심혈관계 기능부전이 발생하는 병태생리학적 기전에 관한 정설은 확립 되지 못한 실정이다. 방 법: 저자들은 폐쇄성 수면 무호흡 증후군 환자 29명과 대조군 25명을 대상으로 수면다원검사, 각성시와 수면 중 요 catecholamines 농도 측정, 24 시간 활동중 심전도 및 혈압 감시를 실시하여 자료를 비교 분석함으로써 폐쇄성 수면 무호흡이 전신성 혈압, 심조율 및 요 catecholamines 농도 변화에 미치는 영향을 이해하고자 하였다. 결 과: 1) 요 norepinephrine (UNE) 및 epinephrine(UEP) 농도는 페쇄성 수면 무호흡증후군환자와 대조군 모두에서 각성시에 비하여 수면중에 유의하게 감소하였다(P<0.01). 폐쇄성 수면 무호흡 증후군 환자들의 수면중 UNE 농도는 대조군에 비하여 유의하게 높았으나(P<0.05), 각성시 UNE 농도는 대조군과 유의한 차이가 없었다. 두군 모두에서 전신성 고혈압의 동반 여부와 각성시 및 수면중 UNE 및 UEP 농도 상호간의 관련성은 없었다. 2) 폐쇄성 수면 무호흡 증후군 환자들에서는 수면 중 혈압 하강이 없는 경우 (non-dipper) 가 통계적으로 유의하지는 않았으나 대조군에 비하여 많은 경향을 보였으며(P=0.089), 수면중 혈압 하강의 유무와 전신성 고혈압의 동반 여부와는 상호 관련성이 없었다. 3) 전체 연구 대상에서 각성시 및 수면중 평균 수축기 혈압은 무호흡지수, 무호흡-저호흡지수, 수면중 최저 산소포화도, 수면중 산소 탈포화정도와 상호 관련성이 있었으며, 수면중 UNE 농도는 무호흡지수, 무호흡-저호흡지수, 수면중 최저 산소포화도 및 산소 탈포화정도, 수면중 평균 수축기 혈압과 관련성이 있었다. 4) 무호흡지수가 20 이상인 14명의 폐쇄성 수면 무호흡 증후군 환자들에서 무호흡 시기 동안의 섬박동수는 무호흡이 시작되기 전에 비하여 감소하였고, 무호흡이 끝나고 호흡이 재개되는 시기에는 우호흡이 시작되기 전에 비하여 유의한 증가를 보였으며 (P<0.01), 이러한 변화는 무호흡의 기간이 길수록 더욱 현저하였다 (P<0.01). 무호흡 시기와 무호흡이 끝나고 호흡이 재개되는 시기의 심박동수 차이 (${\Delta}HR$) 는 무호흡 발생 전후의 동맥혈 산소포화도의 차이 (${\Delta}SaO_2$)와 매우 유의한 상관관계를 보였다 (r=0.223, P<0.001). 5) 심부정맥의 발생 빈도는 두군 사이에 유의한 차이가 없었으며, 대조군에서는 심실성 기외수축이 각성시에 비하여 수면중에 현저히 감소하였으나(P<0.05), 폐쇄성 수면 무호흡 증후군 환자들에서는 수면중에도 각성시와 차이가 없었다. 결 론: 폐쇄성 수면 무호흡 증후군 환자들은 수면중에 무호홉, 저산소증 및 각성의 주기가 반복됨으로써 교감신경계 활성도의 변화가 초래될 수 있으며, 반복되는 저산소증과 교감신경계 활성도 증가는 전신성 혈압 및 심기능의 변화를 포함한 여러 가지 심혈관계 기능부전의 발생에 영향을 미칠 것으로 생각된다.