Verschillende lusversterkingsfenotypes bij patiënten met chronisch systolisch hartfalen en periodieke ademhaling

Centrale slaapapneu (CSA) komt vaak voor bij patiënten met chronisch systolisch hartfalen (HFrEF). Verschillende onderzoeken hebben een prevalentie van 21 - 37% bij deze groep mensen aangetoond. Tot 66% van de patiënten met CSA en HFrEF vertoont periodieke ademhaling (PB), wat wordt beschouwd als een marker voor de ernst van HF en een slechte prognose. Brak et al. samengevatte gegevens uit cohorten, longitudinale onderzoeken en retrospectieve analyses die een onafhankelijk verhoogd risico op overlijden aantonen bij HF-patiënten met PB (HR 2,1-5,7 in vijf van de zeven onderzoeken). Bovendien is bekend dat PB bij HF-patiënten de kwaliteit van leven en de trainingsprestaties vermindert en de sympathische zenuwactiviteit verhoogt, evenals de waarschijnlijkheid van kwaadaardige hartritmestoornissen.

De pathogenese van PB wordt gekenmerkt door een instabiliteit van de ademhaling. Het kooldioxidegehalte (CO2) in het bloed en het hersenvocht correleert lineair met de minuutventilatie. Een hoog CO2-niveau verhoogt de ventilatie, terwijl hypocapnie deze dempt. Deze controletheorie is gebaseerd op de lusversterking (LG), die de gevoeligheid en reactiviteit van het beademingssysteem vertegenwoordigt en bestaat uit drie componenten: De plantversterking definieert het vermogen van het systeem om PaCO2 te veranderen als reactie op een verandering in de ventilatie (metabolische respons ). Het wordt beïnvloed door het longvolume en de anatomie van de thorax en de bovenste luchtwegen. De feedbackversterking wordt gedefinieerd door de responsiviteit van de chemoreceptor als reactie op veranderingen in het bloedgas. De controllerversterking wordt weergegeven door het ademhalingscontrolecentrum in de hersenstam en definieert het vermogen van het systeem om de ventilatie te veranderen als reactie op een verandering in PaCO2 (beademingsreactie).

Zand et al. heeft een wiskundig model voorgesteld en gevalideerd, gebaseerd op het ademhalingscycluspatroon dat de feedbacklus kwantificeert. De verhouding tussen ademhalings- en cyclusduur binnen het PB-patroon wordt gedefinieerd als de duty ratio (DR), die de basis vormt voor het berekenen van de LG. Elke tijdelijke ademhalingsstoornis die een PB-patroon met een LG < 1 veroorzaakt, stabiliseert binnen enkele ademhalingscycli. Een LG > 1 vertegenwoordigt een onstabiele ademhalingsrespons en kleine veranderingen in CO2 gaan gepaard met over- en onderschrijding van de ventilatie. In dat geval vertoont de polysomnografie het typische patroon van toe- en afname van het teugvolume en de inspanning.

HF-patiënten presenteren zich doorgaans met een verhoogde LG als gevolg van een verminderde linkerventrikelfunctie en een hyperstimulatie van pulmonale vagale receptoren. Bovendien vertoonde Khoo bij deze groep mensen een verhoogde chemogevoeligheid (controller gain) en een verminderde ventilatiecapaciteit (plant gain).

Sands en collega's karakteriseerden PB, rekening houdend met de gemiddelde LG afgeleid van verschillende ademhalingscycli tijdens niet-REM-slaap. Deze retrospectieve studie van PB bij HFrEF-patiënten behandelt de volgende vragen:

1. Is een enkele LG-waarde geschikt om de individuele PB te karakteriseren?
2. Is de LG afhankelijk van de slaapfase en lichaamshouding?
3. Maakt de intra-individuele LG-variabiliteit het onderscheid tussen verschillende PB-fenotypes mogelijk en, zo ja, verschillen deze fenotypes in verdere kenmerken?