Peculiarities of heart rate variability in patients with obstructive sleep apnea and comorbid pathology in neurological practice

Introduction. Obstructive sleep apnea (osa) and concomitant comorbid pathology cause dysregulation of the autonomic nervous system (ans). For the primary prevention of osa complications, the most prognostically significant indices of heart rate variability (hrv) should be further studied. The aim of the study was to reveal hrv peculiarities in patients with aos and comorbid pathology. Material and methods. The study included 113 patients who underwent anthropometric measurements, polysomnography, hrv recording, and questionnaires (beck scale, hads, holmes-reay stress scale, spielberger-hanin questionnaire). On the basis of polysomnography results 2 groups of subjects were formed: with osa (n = 61) and without apnea (n = 52). Results. Hypertension occurred in 86.9 % of osa patients (p = 0.000), acute cerebral circulation disorder in 8.2 % (p = 0.035), and chronic cerebral ischemia in 82 % of patients (p = 0.000). Emotional changes in patients with osa were due to depression (p = 0,000). Representative hrv indices in patients with orthostasis apnea were low values of cr (%), sdnn (ms), rmssd (ms), dx (ms), cv (%) and ic (arb. Units), fr (ms²), hf (ms²), lf (ms², %), vlf (ms²), and at rest – ic (arb. Units), vpp (arb. Units), hf (%) and vlf (%), which were higher than in the comparison group. Discussion. Low values of hrv temporal and spectral analyses in patients with osa are probably caused by desaturation. Hypoxemia affects changes in the work of segmental-adrenergic mechanisms, hypothalamic-limbic brain structures, leads to dysfunction of cardiac 2-adrenergic receptors and promotes activation of sympathetic department (sd) of ans. Conclusion. In patients with moderate and severe osa, the influence of the central circuit of autonomic regulation on the heart rhythm increases, the total power of hrv decreases due to the parasympathetic division and the activity of sd prevails, which can lead to exhaustion of regulatory systems of the body, decrease in the adaptation reserve and increase the risk of vascular complications.

1. Сомнология и медицина сна. Национальное руководство памяти A. M. Вейна и Я. И. Левина / под ред. М. Г. Полуэктова. М. : Издательство Медфорум, 2016. 432 с.

2. Peppard P. E., Young T., Barnet J. H. [et al.] Increased prevalence of sleep-disordered breathing in adults. Am. J. Epidemiol. 2013;177 (9):1006–1014. DOI: 10.1093/aje/kws342.

3. Тишкевич Е.С., Колядич Ж.В. Факторы риска синдрома обструктивного апноэ сна. Оториноларингология. Восточная Европа. 2020;10(2):96–102.

4. Колядич Ж.В. Влияние параметров вариабельности сердечного ритма у пациентов с синдромом обструктивного апноэ во сне на показатели полисомнографического исследования. Оториноларингология. Восточная Европа. 2018;8:202–207.

5. Корнелюк О. А. Вегетативная регуляция у пациентов с неосложненным храпом и синдромом апноэ во сне. Оториноларингология. Восточная Европа. 2018;2:182–192.

6. Мокина Т.В., Дощанникова Д.А., Антипенко Е.А., Густов А.В. Взаимосвязь вегетативной дисфункции и степени выраженности когнитивного дефицита у больных дисциркуляторной энцефалопатией. Бюллетень сибирской медицины. 2008;5:246–249.

7. Велибеков Р.Т., Казаченко А.А. Изменение показателей вариабельности сердечного ритма у пациентов с синдромом обструктивного апноэ во сне. Известия Рос. Воен.-мед. акад. 2020;1(1);29–31.

8. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения. Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2001;3:108–127.

9. Ященко А.В., Камаев Ю.О. Риск развития когнитивных нарушений у пациентов с синдромом обструктивного апноэ сна. Вестник психофизиологии. 2018;3:128–133.

10. Bisogni V, Pengo MF, Maiolino G, Rossi GP. The sympathetic nervous system and catecholamines metabolism in obstructive sleep apnoe. J. Thorac. Dis. 2016;8:243–254.

11. Рубина С.С., Макарова И.И. Обструктивное апноэ сна: современный взгляд на проблему. Уральский медицинский журнал. 2021;20(4):85–92. DOI: 10.52420/2071-5943-2021-20-4-85-92.

12. Bauters F, Rietzschel ER, Hertegonne KB, Chirinos JA. The link between obstructive sleep apnea and cardiovascular disease. Curr Atheroscler Rep. 2016;18(1):1. DOI: 10.1007/s11883-015-0556-z.

13. Brown DL, Shafie-Khorassani F, Kim S, Chervin RD. Sleep-Disordered Breathing Is Associated with Recurrent Ischemic Stroke. Stroke. 2019;50:571–576. DOI: 10.1161/STROKEAHA.118.023807.

14. DeZee KJ, Hatzigeorgiou C, Kristo D, Jackson JL. Prevalence of and screening for mental disorders in a sleep clinic. J. Clin. Sleep Med. 2005;1(2):136–142.

15. Яковлева О.В., Полуэктов М.Г., Левина О.С. Клинические варианты дневной сонливости при болезни Паркинсона. Медицинский алфавит. 2020;1:56.

16. Анцыборов А.В., Калинчук А.В., Дубатова И.В. Сон и депрессия: что мы знаем и что предстоит узнать? Интерактивная наука. 2020;7(53):30–49. DOI: 10.21661/r-551927.

17. Пальман А.Д. Обструктивное апноэ сна. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2020. 112 с. DOI: 10.33029/9704-5717-7-APN-2020-1-112.

18. Collop NA, Anderson WM, Boehlecke B [et al]. Clinical guidelines for the use of unattended portable monitors in the diagnosis of obstructive sleep apnea in adult patients. Portable monitoring task force of the American Academy of Sleep Medicine. J. Clin. Sleep Med. 2007;3(7):737–747.

19. Stendardo M, Casillo V, Schito M [et al]. Forced expiratory volum e in one second: A novel predictor of work disability in subjects with suspected obstructive sleep apnea. PLoS One. 2018;13(7):e0201045. DOI: 10.1371/journal.pone.0201045.

20. Xie J, Yu W, Wan Z [et al]. Correlation Analysis between Obstructive Sleep Apnea Syndrome (OSAS) and Heart Rate Variability. Iran J Public Health. 2017;46(11):1502–151.

21. Баевский Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма: история и философия, теория и практика. Клиническая информатика и телемедицина. 2004;1:54–64.

22. Глухова Е.З. Неинвазивная аритмология. М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 2002. 200 с.

23. Макаров Л.М. Холтеровское мониторирование. 2-е изд. М.: Медпрактика, 2003. 340 с.

24. Макаров Л.М. Особенности использования анализа вариабельности ритма сердца у больных с болезнями сердца. Физиология человека. 2003;28(3):65–68.

25. Левин О.С. Диагностика и лечение дисциркуляторной энцефалопатии. Методическое пособие. М., 2010. 282 с.

26. Бузунов Р.В., Пальман А Д., Мельников А Ю. [и др.]. Диагностика и лечение синдрома обструктивного апноэ сна у взрослых. Эффективная фармакотерапия. Неврология и психиатрия. Спец. выпуск «Сон и его расстройства». 2018;35:34–45. URL: https://umedp.ru/articles/diagnostika_i_lechenie_sindroma_obstruktivnogo_apnoe_sna_u_vzroslykh_rekomensatsii_rossiyskogo_obshch.html (дата обращения: 11.05.2022).

27. Михайлов В. М. Вариабельность ритма сердца. Иваново: ООО «Нейрософт», 2017. 516 с.

28. Захаров В.В., Вознесенская Т.Г. Нервно-психические нарушения: диагностические тесты. 2-е изд. М.: МЕДпресс-информ, 2013. 320 с.

29. Колесникова Л.И., Семенова Н.В., Солодова Е.И., Мадаева И.М. Окислительный стресс у женщин с инсомнией в разных фазах климактерического периода. Терапевтический архив. 2017;89(8):50–56. DOI: 10.17116/terarkh201789850-56.

30. Бузунов Р.В., Иванова И.Л., Кононов Ю.Н. [и др.]. Компьютерная пульсоксиметрия в диагностике нарушений дыхания во сне. Учебное пособие. Ижевск, 2013. 40 с.

31. Парфенов В.А. Дисциркуляторная энцефалопатия и сосудистые когнитивные расстройства. М.: ИМА-ПРЕСС, 2017. 128 с.

32. Sachdev P, Kalaria R, O’Brien J [et al]. Diagnostic criteria for vascular cognitive disorders: a VASCOG statement. Alzheimer Dis Assoc Disord. 2014;28(3):206–18.

33. Miche J-P. Is It Possible to Delay or Prevent Age-Related Cognitive Decline? Korean J Fam Med. 2016;37(5):263–266.

34. Schwarz EI, Furian M, Schlatzer C [et al]. Nocturnal cerebral hypoxia in obstructive sleep apnea: a randomised controlled trial. Eur Respir J. 2018;51:1800032. DOI: 10.1183/13993003.00032-2018.

35. Березный Е.А., Рубин А.М., Утехина Г.А. Практическая кардиоритмография. СПб., «Нео», 2005. 143 с.

36. Ходырев Г.Н., Хлыбова С.В., Циркин В.И., Дмитриева С.Л. Методические аспекты анализа временных и спектральных показателей вариабельности сердечного ритма (обзор литературы). Вятский медицинский вестник. 2011;3–4:60–70.

37. Баевский Р.М., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. М.: Медицина, 1997. 236 с.

38. Кушнир С.М., Антонова Л.К. Вегетативная регуляция у детей в постнатальном онтогенезе. Тверь: РИЦ ТГМУ, 2018. 186 с.

39. Курьянова Е.В., Трясучев А.В., Ступин В.О. [и др.] Влияние блокады вегетативных ганглиев, М-холино- и β- адренорецепторов миокарда на вариабельность сердечного ритма крыс. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2020;106(1):17–30. DOI: 10.31857/S0869813920010070.

40. Шпак Л.В. Кардиоинтервалография и ее клиническое значение. Тверь: Издательство «Фактор», 2002. 232 с.

41. Медведев М.А., Загулова Д.В., Нестеренко А.И., Васильева В.Н. Значимость личностных особенностей при интерпретации показателей спектральных составляющих сердечного ритма. Физиология человека. 2002;28(3):54–60.

42. Воронин И.М. Вариабельность и спектральный анализ сердечного ритма при синдроме обструктивного апноэ и гипопноэ сна. Вестник ТГУ. 2000;5(5):595–596.

43. Acharya UR, Joseph KP, Kannathal N [et al]. Heart rate variability: a review. Med Bio Eng Comput. 2006;44:1031–1051.

44. Ahmed MW, Kadish AH, Parker MA, Goldberger JJ. Effect of pharmacologic adrenergic stimulation on heart rate variability. J. Am. Coll. Cardiol. 1994;24:1082–1090. DOI: 10.1016/0735-1097(94)90874-5.

45. Колядич Ж.В., Зайкина Н.Л., Гудный Г.В. [и др.]. Анализ вариабельности сердечного ритма у пациентов с синдромом обструктивного апноэ во сне. Кардиология и кардиохирургия. Пульмонология и фтизиатрия. 2018;5.

46. Мокина Т.В., Дощанников Д.А., Антипенко Е.А., Густов А.В. Взаимосвязь вегетативной дисфункции и степени выраженности когнитивного дефицита у больных дисциркуляторной энцефалопатией. Бюллетень сибирской медицины. 2008;5:246–249.