Pneumologie 2008; 62(1): 18-22
DOI: 10.1055/s-2007-980132
Übersicht
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Schlaf-Apnoe und Herz-Kreislauf-Erkrankungen: Ergebnisse tierexperimenteller Studien

Sleep Apnea and Cardiovascular Disease - Results From Animal StudiesR.  Schulz1 , H.-J.  Eisele1 , G.  Murzabekova1 , N.  Weissmann1
  • 1Medizinische Klinik II (Direktor: Prof. Dr. med. Werner Seeger), Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Standort Gießen
Further Information

Publication History

eingereicht 24.8.2007

akzeptiert 12.9.2007

Publication Date:
25 October 2007 (online)

Zusammenfassung

Die Pathophysiologie der mit der obstruktiven Schlaf-Apnoe (OSA) assoziierten Herz-Kreislauf-Erkrankungen wurde in den letzten Jahren in Tiermodellen von Hund und Ratte bzw. Maus weiter aufgeklärt. Es wurde gezeigt, dass es unter den Bedingungen einer chronischen intermittierenden Hypoxie (CIH) zu einer endothelialen Dysfunktion, d. h. einer reduzierten Endothel-abhängigen Vasodilatation kommt. Weiterhin wurde gefunden, dass CIH-Tiere nach einigen Wochen eine systemarterielle Hypertonie entwickeln. Auch andere Aspekte der kardiovaskulären Morbidität bei OSA wie pulmonale Hypertonie, Herzinsuffizienz und akzelerierte Atherosklerose konnten im Tierexperiment nachvollzogen werden. Das gemeinsame Ergebnis dieser Studien ist, dass neben einer Sympathikusaktivierung ein erhöhter oxidativer Stress eine herausragende Rolle in der Pathophysiologie dieser Erkrankungen zu spielen scheint. Es wird antizipiert, dass durch zukünftige tierexperimentelle Studien das Verständnis für die Pathogenese der OSA-assoziierten Herz-Kreislauf-Erkrankungen weiter anwachsen wird.

Abstract

Over the last decade the pathophysiology of obstructive sleep apnea (OSA)-related cardiovascular disease has been further elucidated in animal models employing dogs and rats/mice. It was demonstrated that, under the conditions of chronic intermittent hypoxia (CIH), endothelial dysfunction, i. e., a reduction in endothelial-dependent vasorelaxation, occurs. Furthermore, animals were shown to develop arterial hypertension when subjected to CIH for some weeks. Other aspects of the cardiovascular morbidity linked to OSA such as pulmonary hypertension, heart failure and atherosclerosis were also found in these animal models. The common result of these studies is that, apart from sympathetic over-activity, an increased oxidative stress seems to play a key role in the development of OSA-associated cardiovascular disease. It is anticipated that animal studies will continue to enhance our understanding of the pathogenesis of these disorders.

Literatur

  • 1 Schulz R, Eisele H J, Weissmann N. et al . Obstruktive Schlaf-Apnoe: ein wichtiger kardiovaskulärer Risikofaktor.  Deutsches Ärzteblatt. 2006;  103 775-781
  • 2 Schulz R, Grebe M, Eisele H J. et al . Vaskuläre Folgeerkrankungen bei obstruktiver Schlaf-Apnoe.  Medizinische Klinik. 2006;  101 321-327
  • 3 Schulz R, Grebe M. Vaskulärer Ultraschall bei obstruktiver Schlaf-Apnoe.  Somnologie. 2006;  10 120-124
  • 4 Kimoff R J, Makino H, Horner R. et al . Canine model of obstructive sleep apnea: model description and preliminary application.  J Appl Physiol. 1994;  76 1810-1817
  • 5 Tagaito Y, Polotsky V Y, Campen M J. et al . A model of sleep-disordered breathing in the C57BL/6J mouse.  J Appl Physiol. 2001;  91 2758-2766
  • 6 Tahawi Z, Orolinova N, Joshua I G. et al . Altered vascular reactivity in arterioles of chronic intermittent hypoxic rats.  J Appl Physiol. 2001;  90 2007-2013
  • 7 Xie H, Ray P E, Short B L. NF-κB activation plays a role in superoxide-mediated cerebral endothelial dysfunction after hypoxia/reoxygenation.  Stroke. 2005;  36 1047-1052
  • 8 Liu J Q, Zelko I N, Folz R J. Reoxygenation-induced constriction in murine coronary arteries: the role of endothelial NADPH oxidase (gp91 phox) and intracellular superoxide.  J Biol Chem. 2004;  279 24 493-24 497
  • 9 Altay T, Gonzales E R, Park T S. et al . Cerebrovascular inflammation after brief episodic hypoxia: modulation by neuronal and endothelial nitric oxide synthase.  J Appl Physiol. 2004;  96 1223-1230
  • 10 Greenberg H, Ye X, Wilson D. et al . Chronic intermittent hypoxia activates nuclear factor-κB in cardiovascular tissues in vivo.  Biochem Biophys Res Commun. 2006;  343 591-596
  • 11 Savransky V, Nanayakkara A, Li Y. et al . Chronic intermittent hypoxia induces atherosclerosis.  Am J Respir Crit Care Med. 2007;  175 1290-1297
  • 12 Parker J D, Brooks D, Kozar L F. et al . Acute and chronic effects of airway obstruction on canine left ventricular performance.  Am J Respir Crit Care Med. 1999;  160 1888-1896
  • 13 Chen L, Einbinder E, Zhang Q. et al . Oxidative stress and left ventricular function with chronic intermittent hypoxia in rats.  Am J Respir Crit Care Med. 2005;  172 915-920
  • 14 Fagan K A. Pulmonary hypertension in mice following intermittent hypoxia.  J Appl Physiol. 2001;  90 2502-2507
  • 15 Fletcher E C, Lesske J, Qian W. et al . Repetitive, episodic hypoxia causes diurnal elevation of blood pressure in rats.  Hypertension. 1992;  19 555-561
  • 16 Fletcher E C, Lesske J, Culman J. et al . Sympathetic denervation blocks blood pressure elevation in episodic hypoxia.  Hypertension. 1992;  20 612-619
  • 17 Bao G, Metreveli N, Li R. et al . Blood pressure response to chronic episodic hypoxia: role of the sympathetic nervous system.  J Appl Physiol. 1997;  83 95-101
  • 18 Fletcher E C, Orolinova N, Bader M. Blood pressure response to chronic episodic hypoxia: the renin-angiotensin system.  J Appl Physiol. 2002;  92 627-633
  • 19 Kumar G K, Rai V, Sharma S D. et al . Chronic intermittent hypoxia induces hypoxia-evoked catecholamine efflux in adult rat adrenal medulla via oxidative stress.  J Physiol. 2006;  575 229-239
  • 20 Troncoso C M, da Silva A Q, Allahdadi K J. et al . Reactive oxygen species contribute to sleep apnea-induced hypertension in rats.  Am J Physiol Heart Circ Physiol. Epub ahead of print 2007; Aug31;  doi: 10.1152/agpheart.00219.2007
  • 21 Brooks D, Horner R L, Kozar L F. et al . Obstructive sleep apnea as a cause of systemic hypertension. Evidence from a canine model.  J Clin Invest. 1997;  99 106-109
  • 22 Sin D D, Man S FP. Chronic obstructive pulmonary disease as a risk factor for cardiovascular morbidity and mortality.  Proc Am Thorac Soc. 2005;  2 8-11
  • 23 Ryan S, Taylor C T, McNicholas W T. Selective activation of inflammatory pathways by intermittent hypoxia in obstructive sleep apnea syndrome.  Circulation. 2005;  112 2660-2667

Prof. Dr. med. Richard Schulz

Medizinische Klinik II (Direktor: Prof. Dr. med. Werner Seeger), Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Standort Gießen

Paul-Meimberg-Str. 5

35392 Gießen

Email: Richard.Schulz@innere.med.uni-giessen.de

    >