Дихателната система доставя кислород от околната среда и елиминира въглеродния диоксид от кръвния поток. Метаболитното производство на въглероден диоксид е интензивен процес. По този начин нарушaването на вентилацията незабавно повишава парциалното налягане на въглеродния диоксид.
Алвеоларната хиповентилация (АХ) се дефинира като недостатъчна вентилация, водеща до хиперкапния, което представлява повишаване на парциалното налягане на въглеродния диоксид в кръвта1. АХ се причинява от няколко болести, които заедно се наричат хиповентилационни синдроми.
Пациентите с хиповентилация могат да развият клинично значима хипоксемия, а наличието на хипоксемия, заедно с хиперкапния, влошава клиничните прояви, наблюдавани при синдромите на хиповентилация. АХ може да бъде остра или хронична, причинена по няколко механизма1.
Синдром на вродена централна хиповентилация. Проклятието на Ондин – „You sleep, you die“
Синдромът на вродена централна хиповентилация (СВЦХ), известен също като проклятието на Ондин, е рядка неврологична болест, характеризираща се с АХ и дисрегулация на автономната нервна система. СВЦХ е животозастрашаващо състояние, което причинява недостиг на кислород и натрупване на въглероден диоксид в кръвта.
Обикновено пациентите с тази болест се нуждаят от доживотна вентилационна поддръжка. „Проклятието на Ондин“ засяга автономната нервна система, което може да причини неспособност за контрол на дишането, особено по време на сън, като по този начин води до дисбаланс на кислорода и въглеродния диоксид в кръвта2.
При здрави хора, когато това се случи, автономната нервна система коригира дишането, като кара индивида да се събуди или да започне да поема дълбоко въздух. При индивиди със СВЦХ, реакцията на автономната нервна система е компрометирана.
„Проклятието на Ондин“ засяга около един на 30 милиона души, което означава, че само няколкостотин души в света страдат от него. Смята се, че възниква, когато мозъкът не успее да ускори дишането, което може да се наблюдава и при централна сънна апнея3. Основната причина е генетична мутация, засягаща гена PHOX2B, който участва в развитието на нервната система вътреутробно. Въпреки че е установено, че при повечето случаи на СВЦХ мутациите възникват спонтанно (т.е. de novo), счита се, че болестта се предава автозомно доминантно. Това означава, че трябва да присъства само един мутирал ген, за да възникне състоянието, като мъже и жени са засегнати еднакво2.
Признаците и симптомите на „Проклятието на Один“ обикновено включват отслабено или „плитко“ дишане, свързано с неспособността на индивида да контролира дишането си, като може и да се наблюдават признаци на цианоза. Това нарушено дишане обикновено се наблюдава по време на REM и non-REM сън, но може да присъства и в будно състояние3.
Други признаци и симптоми могат да включват увреждане на сърдечно-съдовата система, проблеми с регулирането на телесната температура и промени в сърдечната честота и кръвното налягане, продължителни синусови паузи и асистолия при тежките случаи. Други симптоми, предполагащи автономна дисрегулация, включват гърчове и променена зенична реакция към светлина.
Освен това, някои деца със СВЦХ могат да имат анормално развитие на структури, произхождащи от нервния гребен, което води до намален стомашно-чревен мотилитет, стомашно-чревен рефлукс и болест на Hirschsprung (състояние, при което нервните клетки не присъстват в дебелото черво като това води до невъзможност за дефекация) 4.
Лечението на този синдром обикновено е насочено към осигуряване на адекватна вентилация, което включва механична вентилация с допълнително подаване на кислород. За стимулиране контракциите на диафрагмата може също така да се използва диафрагмен пейсмейкър. Хората със СВЦХ се нуждаят от непрекъснато следене на нивата на насищане на кръвта с кислород и въглероден диоксид.
Индивидите трябва да бъдат оценявани на всеки шест месеца през първите три години, а след това ежегодно в педиатрична лаборатория по респираторна физиология. Дете, което има сърдечно засягане, може да се нуждае от ЕНГ, ехокардиография, холтер мониторинг, имплантируеми записващи устройства или дори поставяне на сърдечен пейсмейкър за наблюдение и лечение на промени в сърдечния ритъм2.
Пациентите трябва да бъдат инструктирани да избягват плуване и задържане на дъха, алкохол, седиращи лекарства и транквиланти, които могат да предизвикат респираторна депресия. Засегнатите индивиди и членовете на семейството също така трябва да получат генетично консултиране, за да се оцени рискът от предаване на състоянието при бъдещи бременности3.
Синдром на хиповентилация при затлъстяване. Синдром на Пикуик
Синдромът на хиповентилация при затлъстяване (СХПЗ), наричан още синдром на Пикуик, се дефинира като наличие на алвеоларна хиповентилация, характеризираща се с хиперкапния през деня (PaCO2 > 45 mm Hg в артериална кръв), следствие от намалено вентилационно задвижване и капацитет, свързани със затлъстяването (BMI над 30 kg/m2) при липса на алтернативно респираторно, невромускулно или метаболитно обяснение за хиповентилацията5.
Управлението на СХПЗ е предизвикателство поради сложното клинично представяне, като заболяването трябва да се диагностицира рано, за да се постигнат оптимални резултати. СХПЗ има значително припокриване с обструктивната сънна апнея, но има и разлики в подлежащата патология, която разграничава двете състояния6.
През 50-те години на миналия век експертите измислили термина синдром на Пикуик по романа на Чарлз Дикенс „Посмъртните записки на клуба Пикуик“. В този роман герой на име Джо е описан като често заспиващ през целия ден и хъркащ, докато спи. В момента разстройството е по-често обозначавано като синдром на хиповентилация при затлъстяване7.
Причината за болестта е многофакторна, със затлъстяване и обструктивна сънна апнея като водещи причини. Други допринасящи фактори, участващи в етиологията му, включват дефекти на вентилационния контрол, водещи до намалена реакция при хипоксично и хиперкапнично вентилационно задвижване. СХПЗ се счита за диагноза на изключване, т.е. при липса на алтернативни невромускулни, механични или метаболитни обяснения за хиповентилация8.
Апнея е „спиране на дишането през носа и устата, което продължава най-малко 10 секунди“. Американската академия по медицина на съня определя хипопнеята като най-малко 30% намаление на въздушния поток за 10 секунди с най-малко 3% намаление на насищането с кислород. Апнея и хипопнея се считат за еквивалентни събития. Въпреки че няколко показателя измерват нарушеното дишане при сън, индексът на апнея-хипопнея (АХИ) е най-често използваният и валидиран индекс9.
Патофизиология
Mеханични фактори, свързани със затлъстяването:
- Повишено съпротивление на гръдната стена: Излишната мастна тъкан увеличава работата при дишането, като ограничава движенията на гръдната стена.
- Намален белодробен къмплайънс: Натрупването на мазнини около белите дробове може да намали тяхната еластичност, затруднявайки разширяването и свиването им.
- Променена функция на диафрагмата: Затлъстяването може да наруши движенията на диафрагмата и да намали нейната ефективност10.
Промени на вентилационното задвижване:
- Притъпяване на хеморецепторния отговор: Затлъстелите индивиди често имат намалена чувствителност към промените в нивата на въглероден диоксид, което води до намален вентилационен отговор.
- Засягане на централната нервна система: Свързаните със затлъстяването възпаления и метаболитни нарушения могат да засегнат дихателните центрове в мозъка, което води до неефективни двигателни движения10.
Нарушено дишане по време на сън:
Обструктивна сънна апнея (ОСА): Често съществува съвместно с остър хиповентилационен синдром, изостряйки хиповентилацията, като причинява повтарящи се епизоди на апнея и хипопнея по време на сън. Свързаните с ОСА нарушения на съня могат допълнително да нарушат нормалните модели на дишане и да допринесат за дневна хиперкапния9.
Метаболитни и хормонални фактори:
- Хронично възпаление: свързано със затлъстяването, то може да допринесе за дисфункция на дихателните мускули и нарушен газообмен.
- Хормонален дисбаланс: дисрегулацията на хормони като лептин и адипонектин може да повлияе на дихателния контрол и метаболизма10.
Пулмонална хипертония
Хроничната хипоксемия и повишеното белодробно съдово съпротивление могат да доведат до пулмонална хипертония, което допълнително усложнява състоянието11.
Лечение
Основната цел на лечението на синдрома на Пикуик (синдром на хиповентилация при затлъстяване) е да се подобрят нивата на кислород, да се намалят нивата на въглероден диоксид и да се подобри общото благосъстояние на пациента. Лечението обикновено включва мултидисциплинарен подход.
Терапия с положително налягане на дихателните пътища – неинвазивната вентилация с непрекъснато положително налягане на дихателните пътища (CPAP) и двустепенно положително налягане на дихателните пътища (BiPAP) може да помогне за намаляване на нивата на въглероден диоксид в кръвта.
Обикновено хората, които имат остър хиповентилационен синдром и дихателни нарушения, свързани със съня, започват с използване на CPAP машина по време на сън. СPAP терапията понякога се препоръчва и за тези, при които се установяват по-високи нива на въглероден диоксид, дори без нарушено дишане по време на сън. Кислородната терапия може да е необходима за някои от пациентите със синдром на Пикуик12.
Балансираната диета с ограничен прием на калории е от решаващо значение за отслабването, както и редовната физическа активност, което помага за намаляване на теглото и подобрява дихателната функция. При затруднение в процеса на загуба на тегло може да се препоръчат различни оперативни интервенции с цел намаляване на тегло. В екстремни случаи може да се приложи операция за трахеостомия с цел подобряване на дишането13.
Медикаменти:
- Респираторни стимуланти: за подобряване на дишането.
- Диуретици: за намаляване на задържането на течности.
- Други лекарства: за лечение на свързани състояния, като пулмонална хипертония, сърдечна недостатъчност, захарен диабет и други14.
Послания за клиничната практика
Разпространението на затлъстяването в световен мащаб достигна епидемични размери. СХПЗ е често срещано, но до голяма степен ненавременно диагностицирано и неправилно лекувано състояние, което допринася за висока преждевременна смъртност9.
В голям процент от неправилно лекуваните случаи води до едва 3-годишна преживяемост, което е значително по-лоша прогноза от тази при повечето онкологични заболявания на този етап. Всички пациенти с индекс на телесна маса >35kg/m2 трябва да бъдат изследвани за СХПЗ, а тези от тях с ранна и/или установена патология трябва да бъдат насочени към пулмолог и/или специалист по съня за оценка на необходимостта от неинвазивна вентилация с положително налягане12.
Също така трябва да бъдат консултирани и проследявани от диетолог и ендокринолог за диетични консултации и промяна в начина на живот, при необходимост да се насочат към бариатричен хирург за прилагане на различни оперативни интервенции.
Мултидисциплинарният подход в лечението на тези пациенти изисква консултация и проследяване от кардиолог, невролог и други специалисти според усложненията и коморбидитета на пациентите. Необходими са повече проучвания, посветени на клиничните характеристики, крайния изход и предикторите за смърт при пациенти със синдром на Пикуик3.
Литература:
- Sánchez-Medina A, Sánchez-Medina MM. Obesidad y su implicación deletérea respiratoria detectada a través de niveles de presión parcial de dióxido de carbono (PaCO2) en decúbitosupino [Obesity and its respiratory effects detected through levels of partial pressure of carbon dioxide in the supine position]. Gac Med Mex. 2016 Sep-Oct;152(5):604 – 611. Spanish. PMID: 27792694.
- Cielo C, Marcus CL. Centralhypoventilationsyndromes. Sleep Med Clin. 2014;9(1):105 – 118. doi:10.1016/j.jsmc.2013.10.005
- Congenital central hypoventilation syndrome. MedlinePlus Genetics. https://medlineplus.gov/genetics/condition/congenital-central-hypoventilation-syndrome/
- Shimokaze T, Sasaki A, Meguro T, et al. Genotype-phenotype relationship in Japanese patients with congenital central hypoventilation syndrome. J HumGenet. 2015;60(9):473 – 477. doi:10.1038/jhg.2015.65
- Sivan Y, Zhou A, Jennings LJ, et al. Congenital central hypoventilation syndrome: Severe disease caused by co-occurrence of two PHOX2B variants inherited separately from asymptomatic family members. Am J MedGenet A. 2019;179(3):503 – 506. doi:10.1002/ajmg.a.61047
- Trang, H., Samuels, M., Ceccherini, I. etal. Guidelines for diagnosis and management of congenital central hypoventilation syndrome. Orphanet J Rare Dis. 2020;15(252). doi:10.1186/s13023-020-01460-2
- Weese-Mayer DE, Rand CM, Khaytin I, et al. Congenital Central Hypoventilation Syndrome. In: Adam MP, Mirzaa GM, Pagon RA, et al., editors. GeneReviews® [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993 – 2023. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1427/
- J Fayyaz, KD Lessnau, GWS Hooet all, Hypoventilation Syndromes in Drugs & Diseases,Pulmonology, Medscape, Jul 2024, https://emedicine.medscape.com/article/304381-overview#a5?form=fpf
- Sivam S, Yee B, Wong K, Wang D, Grunstein R, Piper A. Obesity Hypoventilation Syndrome: Early Detection of Nocturnal-Only Hypercapnia in an Obese Population. J Clin Sleep Med. 2018 Sep 15;14(9):1477-1484. doi: 10.5664/jcsm.7318. PMID: 30176974; PMCID: PMC6134235.
- Berger KI, Goldring RM, Rapoport DM. Obesity hypoventilation syndrome. SeminRespirCrit Care Med. 2009 Jun;30(3):253-61. doi: 10.1055/s-0029-1222439. Epub 2009 May 18. PMID: 19452386.
- Littleton SW, Mokhlesi B. The pickwickian syndrome-obesity hypoventilation syndrome. Clin Chest Med. 2009 Sep;30(3):467 – 78, vii-viii. doi: 10.1016/j.ccm.2009.05.004. PMID: 19700045.
- Almeneessier AS, Aleissi S, Olaish AH, BaHammam AS. Long-Term Adherence to Positive Airway Pressure Therapy in Saudi Ambulatory Patients with Obesity Hypoventilation Syndrome and Severe Obstructive Sleep Apnea: A One-Year Follow-Up Prospective Observational Study. Nat Sci Sleep. 2021 Jan 14;13:63 – 74. doi: 10.2147/NSS.S290349. PMID: 33469401; PMCID: PMC7813470.
- Weitzenblum E, Kessler R, Canuet M, Chaouat A. Syndrome obésité-hypoventilation [Obesity-hypoventilation syndrome]. Rev Mal Respir. 2008 Apr;25(4):391 – 403. French. doi: 10.1016/s0761-8425(08)71582-1. PMID: 18536626.