Non-random Variabilität der Atmung im Schlaf bei gesunden Erwachsenen

Einleitung: Die Atmung ist variabler im REM als im NREM Schlaf. Ist diese höhere Variabilität der Atmung im REM Schlaf ein zufälliger Prozess oder gibt es eine Abhängigkeit (Korrelation) der Atemzüge voneinander? Änderungen in der Atmungskontrolle können anhand von Veränderungen im respiratorischen Drive (Verhältnis Tidalvolumen/Inspirationszeit; Vi/Ti) und im respiratorischen Timing (Verhältnis Inspirationszeit/Dauer eines Atemzuges; Ti/Ttot) charakterisiert werden. Ziel dieser Studie war es, Änderungen in der Atmungskontrolle im REM und NREM Schlaf durch Bestimmung der Variationskoeffizienten (CV) und der Langzeitkorrelationen (LTC) für Ti/Ttot und Vi/Ti zu erfassen.

Methode: Während einer nächtlichen Polysomnographie wurde bei 29 gesunden Probanden (22m; 7w; Alter: 25,0±1,7) der Atemfluss über einen Pneumotachographen, der an einer nCPAP-Maske befestigt war, kontinuierlich gemessen. Vi/Ti und Ti/Ttot wurden für jeden Atemzug einzeln kalkuliert und für jede Schlafphase der Variationskoeffizient und die Langzeitkorrelationen berechnet.

Ergebnisse: Im NREM-Schlaf war der CV für Ti/Ttot geringer als für Vi/Ti (8.5±1.8% vs. 11.2±2.8%; p<0.05). Im NREM Schlaf waren Ti/Ttot und Vi/Ti nahezu unkorreliert, aber die LTC schwächer für Ti/Ttot als für Vi/Ti (0.57±0.06 vs. 0.64±0.05; p<0.05). Vom NREM zum REM Schlaf änderte sich der CV für Ti/Ttot nur wenig (10.9±2.1%), wogegen der CV für Vi/Ti stark zunahm (31.9±9.7%). Im REM Schlaf waren Vi/Ti (0.93±0.13), die Atemfrequenz (0.91±0.09) und die Exspirationszeit (0.90±0.11) stark korreliert, schwächer waren die LTC für Ti/Ttot (0.75±0.08) und die Inspirationszeit (0.76±0.08).

Zusammenfassung: Die den Atemrhythmus bestimmende Funktion (Ti/Ttot) bleibt sowohl im NREM und REM Schlaf konstanter und weniger korreliert als der respiratorische Drive (Vi/Ti), obwohl die Atmung im REM Schlaf generell variabler und stärker korreliert ist als im NREM Schlaf.