In dieser retrospektiven Querschnittsstudie wurde der Zusammenhang zwischen der Gesamtschlafzeit (TST), die mit erhöhter Atemanstrengung (RE) verbracht wurde, und der Prävalenz von Typ-2-Diabetes bei Personen mit Verdacht auf obstruktive Schlaf­apnoe (OSA) untersucht. Die Studie umfasste klinische Daten von 1128 Patienten, die zur Polysomnographie (PSG) im Labor überwie­sen wurden. Nicht invasive Messungen der RE wurden aus dem schlafbezogenen Unterkieferbewegungssignal (MJM) abgeleitet. Ein maschinelles Lernmodell wurde entwickelt, um Typ-2-Diabetes anhand von klinischen Daten, Standard-PSG-Indizes und von MJM abgeleiteten Parametern vorherzusagen, darunter der Anteil der TST, der mit erhöhter Atemanstrengung verbracht wurde (REMOV (%TST)). Die Datensätze wurden zufällig in Trainings- (n = 853) und Validierungsgruppen (n = 275) aufgeteilt. Das entwickelte Klassifizierungsmodell, basierend auf 18 Merkmalen einschließlich REMOV, zeigte eine hohe Vorhersageleistung für prävalenten Typ-2-Diabetes (Sensitivität = 0,81, Spezifität = 0,89). Die nachträgliche Interpretation mithilfe der Shapley-Erklärungsmethode ergab, dass ein hoher REMOV-Wert als signifikanter Risikofaktor für Typ-2-Diabetes bei Personen mit OSA identifiziert wurde. Diese Bedeutung von REMOV ging über traditionelle klinische Variablen wie Alter, Geschlecht und Body-Mass-Index hinaus und übertraf so­gar die Standard-PSG-Metriken wie Apnoe-Hypopnoe- und Sauerstoffentsättigungs-Indizes. Die Ergebnisse dieser Studie liefern erstmalig den Nachweis, dass der Anteil der Schlafzeit, der mit erhöhter Atemanstrengung verbracht wird (ermittelt durch MJM-Messungen), ein wichtiger Prädiktor für die Verbindung mit Typ-2-Diabetes bei Personen mit OSA ist. Diese Erkenntnisse könnten dazu beitragen, die Risikobewertung und Prävention von Typ-2-Diabetes bei OSA-Patienten zu verbessern.

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Zusammenfassung von Martinot JB, Le-Dong NN, Borel AL, et al.: Respiratory effort during sleep and the rate of prevalent type 2 diabetes in obstructive sleep apnoea. Diabetes Obes Metab. 2023 Jun 13 (DOI: 10.1111/dom.15169).

Hintergrund

Die obstruktive Schlafapnoe (OSA) ist ein unabhängiger Risikofaktor für die Entstehung kardiovaskulärer Erkrankungen, wie arterielle Hypertonie, koronare Herzerkrankung und Schlaganfall. Ebenso besteht ein Zusammenhang zwischen der Inzidenz und Prävalenz des Diabetes mellitus Typ 2 und schlafbezogener Atmungsstörungen.

Der Schweregrad der OSA wird derzeit noch in der aktuellen Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM) durch die Anzahl der Apnoen und Hypopnoen pro Stunde Schlaf (Apnoe-Hypopnoe-Index, AHI) definiert, obwohl ein Zusammenhang zwischen dem AHI und dem Risiko kardiovaskulärer Folgeerkrankungen in vielen Studien nicht bestätigt werden konnte. Zudem beschreibt der Parameter AHI in keiner Weise die Länge der Apnoen oder Hypopnoen, das Ausmaß der mit den Ereignissen assoziierten Sauerstoffentsättigungen und die daraus resultierenden akuten Kompensationsmechanismen des Körpers. Dies alles hat in den letzten Jahren zu der Diskussion geführt, ob nicht andere Parameter, wie z.B. die Hypoxie-Last oder eine Kombination aus verschiedenen Parametern, viel besser geeignet sind, den Schweregrad der obstruktiven Schlafapnoe und damit drohende kardiovaskuläre Ereignisse oder die Notwendigkeit zur Behandlung zu charakterisieren. Einer der zur Diskussion stehenden Parameter stellt das Ausmaß der Atemanstrengung während eines obstruktiven Ereignisses dar, wie das z.B. durch eine invasive Messung mittels Ösophagus-Druck objektiviert werden kann. Die bei experimentellen Untersuchungen gezeigte zunehmende Negativierung des Pleuradrucks – als Ausdruck der erhöhten Atemanstrengung – resultiert in einer vermehrten Sympatikusaktivierung und stellt somit zumindest als ein Faktor die Verbindung zwischen den obstruktiven Atmungsstörungen und der Entwicklung kardiovaskulärer Ereignisse dar. Mittlerweile wurde eine nicht invasive Methode zur objektiven Erfassung der Atemanstrengung etabliert, nämlich die nächtliche Aufzeichnung von Unterkieferbewegungen (mandibular jaw movements, MJM).

Die vorliegende Arbeit von Jean-Benoit Martinot und Mitautor*innen beschäftigt sich mit dem Zusammenhang zwischen der Gesamtdauer der Phasen mit erhöhter Atemanstrengung in der Nacht und der Prävalenz des Diabetes mellitus Typ 2 bei Patient*innen mit OSA.

Beschreibung und Ergebnisse der Studie

Es handelt sich um eine retrospektive Querschnittstudie bei 1128 Patient*innen mit dem Verdacht auf eine OSA. Bei diesen wurde neben einer Standard-Polysomnographie (PSG) eine nicht invasive Messung der Atemanstrengung mittels Registrierung der MJM durchgeführt. Die Diagnose Diabetes mellitus wurde anhand der Nüchternblutzuckerwerte und dem HbA1-Wert gestellt. Ein automatisch lernendes Modell erfasste dann den Zusammenhang zwischen der Prävalenz des Diabestes mellitus Typ 2 und den erhobenen klinischen Daten, den PSG-Parametern und den bei der MJM-Messung abgeleiteten Parametern, insbesondere dem prozentu­-alen Anteil der Zeit mit Atemanstrengung an der Gesamtschlafzeit. 853 Patient*innen wurden als Trainingssubjekte für das Modell ausgewählt, 275 Patient*innen für die endgültige Analyse. Insgesamt 18 Parameter gingen als klinische bzw. Messparameter in das Modell ein. Schlussendlich stellte sich der Parameter «Dauer der Atemanstrengung in Prozent der Gesamtschlafzeit» als der relevanteste Risikofaktor für das Vorhandensein eines Diabetes mellitus Typ 2 heraus. Der Zusammenhang zwischen diesem Parameter und der Prävalenz des Diabetes mellitus war signifikanter als der Zusammenhang zwischen den üblichen PSG-Parametern wie IHI oder Sauerstoffdesaturations-Index.

Fazit für die Praxis

Die Studie von Martinot et al. unterstützt die in den letzten Jahren zunehmend geäußerten Überlegungen, dass der Apnoe-Hypopnoe-Index als Marker für den Schweregrad der obstruktiven Schlafapnoe und als Marker für das Risiko der Entwicklung kardiovaskulärer Ereignisse eigentlich obsolet ist. Die Arbeit reiht sich ein in eine Vielzahl von Untersuchungen, die die Bedeutung anderer Parameter als den AHI in den Vordergrund stellen. Als Beispiel hierfür sei die Hypoxielast (hypoxic burden) genannt, für die eine viel strengere Korrelation mit kardiovaskulären Ereignissen und Mortalität festgestellt werden konnte. Martinot und Kolleg*innen stellen nun einen eindeutigen Zusammenhang zwischen dem Ausmaß der Atemanstrengung in der Nacht bzw. insbesondere der Dauer, die OSA-Patient*innen mit Atemanstrengung in der Nacht verbringen, und der Prävalenz des Diabetes mellitus Typ 2 her. Die Studie hat zwar zunächst keinen unmittelbaren Einfluss auf die tägliche Routine, da das verwendete Messinstrument für Unterkieferbewegungen nicht zum Standardrepertoire in den Schlaflaboren gehört, sie zeigt aber die Notwendigkeit der Erhebung weiterer Parameter, die bislang nicht zur Standard-PSG gehören. Mit Hilfe dieser Parameter können dann die OSA-Patient*innen viel besser klassifiziert und hinsichtlich des potenziellen Risikos der Entwicklung kardiovaskulärer Erkrankungen eingestuft werden. Insbesondere bei Patient*innen mit leicht- bis mittelgradiger obstruktiver Schlafapnoe und nur gering ausgeprägter Schläfrigkeit können solche Parameter möglicherweise zur Indikationsstellung einer Therapie in der täglichen Routine herangezogen werden.

Es bestehen keine Interessenskonflikte in Bezug auf den vorliegenden Wissenstransfer.