Obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) is a well established risk factor for hypertension and is associated with an enhanced sympathetic activity. In this series of studies we described the pathophysiological changes of blood pressure and autonomous nervous system activity in patients with OSAS. We demonstrated that CPAP can modulate the autonomous nervous activity by reducing the sympathetic discharge as seen by a reduction of blood pressure variability. In a cohort of 78 patients (76.9%male, 49%hypertensive) a 2 week autoset-CPAP treatment determined a reduction of systolic BPV (5.3±4.9 vs 4.2±3.4 mmHg, p=0.047) and pulse rate (78.0±14.5 vs 75.5±15.8 bpm, p=0.032). An effect on blood pressure, pulse rate and blood pressure variability depends also on CPAP adherence and, particularly in obese subjects, on pressure's loading effect on the respiratory system. We studied 16 patients (13males, 47(10)years, BMI 38.5(5.8)kg/m2). Blood pressure was measured continuously with a Finapres device at increasing CPAP pressure levels. BP and BPV increased with incremental CPAP (systolic BP r=0.960, p<0.001, diastolic BP r=0.961, p<0.001; systolic BPV r=0.662,p=0.026; diastolic BPV r=0.886,p<0.001) and abdominal muscles activity, a surrogate marker of neuro respiratory drive, correlated with both systolic (r=0.464,p=0.032) and diastolic BP (r=0.747,p=0.009). As the activity of the autonomous nervous system is mediated by the catecholaminergic system we hypothesized that the activity of Catechol-O-methyltransferase (COMT), one of the major mammalian enzymes involved in the metabolic degradation of catecholamines, measured during drug induced sleep endoscopy (DISE), was altered during intermittent hypoxia in patients with OSAS. We recruited 6 patients with OSAS who underwent DISE. During the procedure 7 blood samples were drown for the analysis of COMT activity and catecholamines concentration before, during and after an obstructive event. COMT analysis showed an increase of the enzyme activity after sedation. This was more marked when propofol-induced central apnea occurred compared to baseline (181.2 (12.8) pmol/min/mg vs 99.4 (11.1) pmol/min/mg, p<0.05). In this preliminary analysis we showed that the catecholaminergic system is stimulated during DISE after apneic events. This might be due to an altered activity of COMT during hypoxia therefore suggesting a novel pathophysiological pathway responsible of hypertension in patients with OSAS.

La sindrome delle apnee ostruttive nel sonno (OSAS) e' un fattore di rischio per lo sviluppo di ipertensione ed e' associata ad un'attivazione del sistema nervoso simpatico. In questa serie di studi abbiamo dimostrato le alterazioni emodinamiche e del sistema nervoso autonomo in pazienti con OSAS. La terapia con pressione continua (CPAP) e' in grado di modulare l'attività del sistema nervoso autonomo riducendo la variabilità pressoria (VP), un noto marker dell'attività simpatica. Sono stati reclutati 78 pazienti (76.9% maschi, 49% ipertesi) sottoposti ad un ciclo di CPAP per due settimane. Al termine si e' osservata una riduzione della VP sistolica (5.3±4.9 vs 4.2±3.4 mmHg, p=0.047) e della frequenza cardiaca (78.0±14.5 vs 75.5±15.8 bpm, p=0.032). Tali effetti della terapia con CPAP non possono prescindere dalla aderenza alla terapia stessa oltre che da altri fattori come la pressione erogata, in particolare in soggetti obesi. Abbiamo studiato 16 pazienti (13 maschi, eta' media 47 anni, BMI 38.5 kg/m2). La pressione arteriosa (PA) e' stata misurata in maniera continuativa con dispositivo Finapres a livelli crescenti di pressione nelle vie aeree. La PA e la VP aumentavano con l'aumentare della pressione della CPAP (PA sistolica r=0.960, p<0.001, diastolica r=0.961, p<0.001; VP sistolica r=0.662, p=0.026; diastolica r=0.886, p<0.001) e la attività dei muscoli respiratori accessori correlava con la PA sistolica e diastolica (r=0.464, p=0.032 e r=0.747, p=0.009 rispettivamente). Poiché l'attività del sistema nervoso autonomo e' mediata dalle catecolamine abbiamo studiato l'attività della Catecol-O-metil-transferasi (COMT), uno dei più importanti enzimi coinvolti nella degradazione delle catecolamine, in soggetti con OSAS sottoposti ad endoscopia in sedazione (DISE) ipotizzando che l'attività enzimatica fosse alterata durante ipossia intermittente. Abbiamo arruolato 6 pazienti ipertesi con OSAS di grado moderato che sono stati sottoposti a DISE durante la quale sono stati eseguiti 7 prelievi ematici seriati per il dosaggio delle catecolamine e dell'attività di COMT prima durante e dopo una apnea ostruttiva. Dei pazienti arruolati 5 erano di sesso maschile, l'eta media era 48 anni e l'indice di massa corporea medio era di 27.71 (3.42) kg/m2. L'analisi della COMT ha mostrato un aumento dopo la sedazione in particolare in concomitanza dell'apnea centrale indotta dall'anestetico (181.2 (12.8) pmol/min/mg vs 99.4 (11.1) pmol/min/mg, p<0.05). Nell'analisi preliminare di questo studio il sistema catecolaminergico appare stimolato durante DISE dopo un'apnea. Questo e' verosimilmente dovuto all'alterata attività dell'enzima durante ipossia il che suggerisce un nuovo meccanismo fisiopatologico per lo sviluppo di ipertensione nei pazienti con OSAS.

STUDIES ON ROLE OF HAEMODYNAMIC AND AUTONOMOUS NERVOUS SYSTEM CHANGES IN PATIENTS WITH OBSTRUCTIVE SLEEP APNOEA / Pengo, Martino. - (2016 Feb 01).

STUDIES ON ROLE OF HAEMODYNAMIC AND AUTONOMOUS NERVOUS SYSTEM CHANGES IN PATIENTS WITH OBSTRUCTIVE SLEEP APNOEA

Martino, Pengo
2016-02-01

Abstract

Obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) is a well established risk factor for hypertension and is associated with an enhanced sympathetic activity. In this series of studies we described the pathophysiological changes of blood pressure and autonomous nervous system activity in patients with OSAS. We demonstrated that CPAP can modulate the autonomous nervous activity by reducing the sympathetic discharge as seen by a reduction of blood pressure variability. In a cohort of 78 patients (76.9%male, 49%hypertensive) a 2 week autoset-CPAP treatment determined a reduction of systolic BPV (5.3±4.9 vs 4.2±3.4 mmHg, p=0.047) and pulse rate (78.0±14.5 vs 75.5±15.8 bpm, p=0.032). An effect on blood pressure, pulse rate and blood pressure variability depends also on CPAP adherence and, particularly in obese subjects, on pressure's loading effect on the respiratory system. We studied 16 patients (13males, 47(10)years, BMI 38.5(5.8)kg/m2). Blood pressure was measured continuously with a Finapres device at increasing CPAP pressure levels. BP and BPV increased with incremental CPAP (systolic BP r=0.960, p<0.001, diastolic BP r=0.961, p<0.001; systolic BPV r=0.662,p=0.026; diastolic BPV r=0.886,p<0.001) and abdominal muscles activity, a surrogate marker of neuro respiratory drive, correlated with both systolic (r=0.464,p=0.032) and diastolic BP (r=0.747,p=0.009). As the activity of the autonomous nervous system is mediated by the catecholaminergic system we hypothesized that the activity of Catechol-O-methyltransferase (COMT), one of the major mammalian enzymes involved in the metabolic degradation of catecholamines, measured during drug induced sleep endoscopy (DISE), was altered during intermittent hypoxia in patients with OSAS. We recruited 6 patients with OSAS who underwent DISE. During the procedure 7 blood samples were drown for the analysis of COMT activity and catecholamines concentration before, during and after an obstructive event. COMT analysis showed an increase of the enzyme activity after sedation. This was more marked when propofol-induced central apnea occurred compared to baseline (181.2 (12.8) pmol/min/mg vs 99.4 (11.1) pmol/min/mg, p<0.05). In this preliminary analysis we showed that the catecholaminergic system is stimulated during DISE after apneic events. This might be due to an altered activity of COMT during hypoxia therefore suggesting a novel pathophysiological pathway responsible of hypertension in patients with OSAS.
La sindrome delle apnee ostruttive nel sonno (OSAS) e' un fattore di rischio per lo sviluppo di ipertensione ed e' associata ad un'attivazione del sistema nervoso simpatico. In questa serie di studi abbiamo dimostrato le alterazioni emodinamiche e del sistema nervoso autonomo in pazienti con OSAS. La terapia con pressione continua (CPAP) e' in grado di modulare l'attività del sistema nervoso autonomo riducendo la variabilità pressoria (VP), un noto marker dell'attività simpatica. Sono stati reclutati 78 pazienti (76.9% maschi, 49% ipertesi) sottoposti ad un ciclo di CPAP per due settimane. Al termine si e' osservata una riduzione della VP sistolica (5.3±4.9 vs 4.2±3.4 mmHg, p=0.047) e della frequenza cardiaca (78.0±14.5 vs 75.5±15.8 bpm, p=0.032). Tali effetti della terapia con CPAP non possono prescindere dalla aderenza alla terapia stessa oltre che da altri fattori come la pressione erogata, in particolare in soggetti obesi. Abbiamo studiato 16 pazienti (13 maschi, eta' media 47 anni, BMI 38.5 kg/m2). La pressione arteriosa (PA) e' stata misurata in maniera continuativa con dispositivo Finapres a livelli crescenti di pressione nelle vie aeree. La PA e la VP aumentavano con l'aumentare della pressione della CPAP (PA sistolica r=0.960, p<0.001, diastolica r=0.961, p<0.001; VP sistolica r=0.662, p=0.026; diastolica r=0.886, p<0.001) e la attività dei muscoli respiratori accessori correlava con la PA sistolica e diastolica (r=0.464, p=0.032 e r=0.747, p=0.009 rispettivamente). Poiché l'attività del sistema nervoso autonomo e' mediata dalle catecolamine abbiamo studiato l'attività della Catecol-O-metil-transferasi (COMT), uno dei più importanti enzimi coinvolti nella degradazione delle catecolamine, in soggetti con OSAS sottoposti ad endoscopia in sedazione (DISE) ipotizzando che l'attività enzimatica fosse alterata durante ipossia intermittente. Abbiamo arruolato 6 pazienti ipertesi con OSAS di grado moderato che sono stati sottoposti a DISE durante la quale sono stati eseguiti 7 prelievi ematici seriati per il dosaggio delle catecolamine e dell'attività di COMT prima durante e dopo una apnea ostruttiva. Dei pazienti arruolati 5 erano di sesso maschile, l'eta media era 48 anni e l'indice di massa corporea medio era di 27.71 (3.42) kg/m2. L'analisi della COMT ha mostrato un aumento dopo la sedazione in particolare in concomitanza dell'apnea centrale indotta dall'anestetico (181.2 (12.8) pmol/min/mg vs 99.4 (11.1) pmol/min/mg, p<0.05). Nell'analisi preliminare di questo studio il sistema catecolaminergico appare stimolato durante DISE dopo un'apnea. Questo e' verosimilmente dovuto all'alterata attività dell'enzima durante ipossia il che suggerisce un nuovo meccanismo fisiopatologico per lo sviluppo di ipertensione nei pazienti con OSAS.
hypertension, sleep apnea, autonomous nervous system, blood pressure, intermittent hypoxia
STUDIES ON ROLE OF HAEMODYNAMIC AND AUTONOMOUS NERVOUS SYSTEM CHANGES IN PATIENTS WITH OBSTRUCTIVE SLEEP APNOEA / Pengo, Martino. - (2016 Feb 01).
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