Zusammenspiel von Schlaf und Atmung: Untersuchungen zur Atmungsregulation im Schlaf

Zusammenfassung Beim 0bergang vom Wachen zum Schlafen ~indert sich die funktionelle Organisation der Atmung grundlegend: Die sogenannten Wachheitsantriebe verlieren an EinfluB, die Atmung wird im Wesentlichen in Abh~ingigkeit vom Stoffwechsel geregelt. Ventilationssteigerungen durch Sauerstoffmangel oder Hyperkapnie sind verringert. Der Atemwegswiderstand nimmt zu. In Abh~ingigkeit von der Schlafphase kommt es zu periodischer Atmung, im REM-Schlaf zu erhrhter Variabilit~it von Atemfrequenz und Atemtiefe. Erhrhte Widerst~inde der oberen Luftwege werden nur unvollstandig kompensiert. Die Arousal-Schwellen ffir Hypoxie und Hyperkapnie sind angehoben. Schlafphasenbedingte Einschr~inkung der CO2-Atmungsantwort sowie der Nachweis einer circadianen Rhythmik mit Tiefstwerten am frfihen Morgen gaben AnlaB ffir eine Studie an 11 gesunden, m~innlichen Probanden. Mit wiederholten, stufenweisen Veriinderungen der inspiratorischen CO2-Konzentration w~ihrend des Schlafes wurden die Atmungsregulation, die kurzfristige Variabilit~it der Atmung sowie das Verhalten der CO2-Partialdrucke untersucht. Simultan wurden EEG, EOG, EMG, Induktionsplethysmographie, Pneumotachographie, Gaspartialdrucke in der Atemluft, Sauerstoffsattigung, Pulsfrequenz und EKG aufgezeichnet. Die Schwankungen des CO2-Partialdruckes waren in den verschiedenen Schlafphasen gering, die Steilheit der CO2-Atmungsantwortkurve verringerte sich tendenziell vom Wachsein fiber Stadium 3 und 4 zum Stadium 2, im REM-Schlaf variierte sie stark. Uber den Verlauf der Nacht wurden 2 Periodizit~iten der CO2-Atmungsantworten mit Periodendauern von 3,8 h und von 43 rain gefunden. Im REM-Schlaf unterschied sich die Hyperkapnieantwort nicht vonder im Stadium 4, ebenso waren die maximalen CO2-Partialdrucke identisch, w~ihrend Mittelund Minimalwerte im REM-Schlaf signifikant niedriger waren. Im Hinblick auf die kurzfristige Variabilit~t zeigte sich ein signifikanter Zusammenhang mit phasischen Ereignissen im REM-Schlaf, die selbst unter Hyperkapnie mit flacherer, beschleunigter Atmung einhergingen. Die Ergebnisse sprechen ftir erhaltene homoiostatische Funktionen der Atmungsregulation im Schlaf. Selbst kurzfristige Schwankungen im REM-Schlaf werden beim Gesunden rasch kompensiert.