Cheyne-Stoke-Atmung

Benannt nach den schottischen bzw. irischen Ärzten John Cheyne (1777-1836) und William Stoke (1804-1878)

Was ist die Cheyne-Stokes-Atmung?

Die Cheyne-Stokes-Atmung ist aufgrund ihres Atmungsmusters eine Sonderform einer zentralen Schlafapnoe. Diese sogenannte sekundäre Form einer zentralen Schlafapnoe zeichnet sich durch ein periodisches An- und Abschwellen des Atemflusses (Crescendo-Decrescendo-Muster) während des Schlafes aus, wobei es dabei per Definition zu mindestens 10 zentralen Apnoen oder Hypopnoen pro Stunde Schlaf kommt und zudem Weckreaktionen (Arousals) und Schlaffragmentierung  auftreten. Die Atmung wird in regelmäßigen Abständen zunehmend flacher bis es schließlich zu einer Atempause von bis zu 10 Sekunden kommt; danach werden die Atemzüge wieder tiefer und anstrengender. Zudem kann sich auch die Atemfrequenz ändern.
Unsere Atmung ist ein komplexer Regelkreis, der von vielen Faktoren gesteuert wird. Ziel des Organismus ist es letztlich dafür zu sorgen, dass der Körper über den Lungen- und den Blutkreislauf mit genügend Sauerstoff versorgt wird. Im Gegenzug wird das bei der Atmung entstehende Kohlendioxid (CO2) abtransportiert. Der Organismus arbeitet so, dass die Partialdrucke für Sauerstoff und Kohlendioxid nahezu konstant gehalten werden, sowohl im Wachzustand als auch im Schlaf. Einer der stärksten Regelgrößen dabei ist der CO2-Partialdruck des arteriellen Blutes: Eine Zunahme des CO2-Partialdrucks steigert den Atemantrieb so lange bis genügend CO2 abgeatmet und ein bestimmter Wert erreicht ist. Umgekehrt bremst eine Abnahme des CO2-Partialdruckes den Atemantrieb.

  • Der Atemantrieb steigt, wenn der Sauerstoffgehalt des Blutes sinkt, der Kohlendioxidgehalt steigt oder der pH-Wert sinkt (d.h. verschoben in den eher sauren Bereich).
  • Der Atemantrieb wird schwächer, wenn der Sauerstoffgehalt des Blutes steigt, der Kohlendioxidgehalt sinkt oder der pH-Wert steigt (d.h. verschoben in den eher basischen Bereich).

In der Nacht kommt es naturgemäß zu einem reduzierten CO2-Schwellenwert und die Atemantwort ist vermindert. Auch die Muskulatur verliert an Tonus und erschlafft. In gewisser Weise ähnelt das Atemmuster eines Gesunden in bestimmten Schlafphasen, nämlich der Einschlafphase sowie in den REM-Phasen, dem Atemmuster eines Patienten mit Cheyne-Stokes-Atmung. Der Unterschied: Beim Gesunden endet die schlafbedingte Atmungsstörung spontan, bei einem Patienten mit Cheyne-Stokes-Atmung endet die Apnoe mit einer Weckreaktion (Arousals). Sich wiederholende Arousals führen zu einer Schlaffragmentierung.

Der Grund für die Cheyne-Stokes-Atmung: Die Sensitivität des Atemzentrums auf den CO2-Partialdruck ist von Natur aus nicht komplett linear: die Empfindlichkeit ist bei niedrigen CO2-Partialdrucken überproportional niedrig, bei hohen CO2-Partialdrucken überproportional hoch. Der Cheyne-Stokes-Patient über- bzw. unterschreitet im Schlaf regelmäßig seine Sollwerte. Folglich kommt es in regelmäßigen Abständen zu einer zentralen Apnoe mit überschießendem Einsetzen der Atmung, die typischerweise mit einer Weckreation verbunden ist. Es kommt zum charakterisitischen An- und Abschwellen der Atmung. Die Schwellenwerte sind dabei von Individuum zu Individuum verschieden.

Symptome

"Oft werden die extreme Tagesschläfrigkeit und die damit verbundenen Leistungseinbußen von den Patienten fälschlicherweise als Folge der Herzkrankheit wahrgenommen"

Bei dieser schweren Form von schlafbezogenen Atmungsstörungen, weisen die Patienten nicht immer Symptome auf. Treten jedoch Symptome auf, werden von den Patienten häufig insomnische oder hypersomnische Beschwerden oder auch von Erwachen mit Atemnot berichtet.

Ursachen

Eine Cheyne-Stokes-Atmung tritt häufig bei unzureichender Durchblutung des Gehirns auf, wie etwa nach einem Schlaganfall, bei Schädigung des Zentralnervensystems (z.B. durch exogene Vergiftungen) oder bei einer Arteriosklerose (Gefäßsklerose).

Risiken

"Die Cheyne-Stokes-Atmung tritt bei Männern häufiger auf als bei Frauen, wobei die Betroffenen fast ausschließlich über 60 Jahre alt sind."

Die Cheyne-Stokes-Atmung ist häufig mit sehr schweren Erkrankungen assoziiert wie etwa einer manifesten (Links-)Herzinsuffizienz, einem Schlaganfall, seltener auch mit einer Niereninsuffizienz.

  • 25 bis 40% der Patienten mit Herzinsuffizienz weisen die typische Cheyne-Stokes-Atmung auf, wobei sich die Cheyne-Stokes-Atmung negativ auf den klinischen Verlauf der Herzinsuffizienz auswirken kann. Umgekehrt gilt es als gesichert, dass sich eine erfolgreiche Behandlung der Cheyne-Stokes-Atmung positiv auf die Lebenserwartung auswirkt. Liegt eine manifeste Herzinsuffizienz vor, kommt es zusätzlich zu einer Cheyne-Stokes-Atmung zu einer verlängerten Kreislaufzeit, d.h. die veränderten Blutgase werden verzögert von den zentralen CO2-Rezeptoren registriert, was die Atmung zusätzlich destabilisiert.
  • Bei Patienten mit Schlaganfall zeigen ca. 10% eine Cheyne-Stokes-Atmung. 

Diagnostik

Die Diagnostik der Cheyne-Stokes-Atmung erfolgt mittels polysomnographischer Untersuchung im Schlaflabor.

Therapie

Die Cheyne-Stokes-Atmung wird nach einem Stufenkonzept therapiert:

1.    Stufe: Behandlung der Grunderkrankung (Herzinsuffizienz, Diabetes mellitus, Niereninsuffizienz etc.).
2.    Stufe: Beatmungstherapie mit unterschiedlichen Ansätzen mit dem Ziel, das pathophysiologische Atemmuster in Richtung eines physiologischen Atemmusters zu korrigieren.