In the Mountains - The Importance of Evaluating Obstructive Sleep Apnea Patients at their Home Altitude

Abstract
Backround: The available sleep lab facilities for many residents in mountainous communities requires them to descend in elevation for their sleep testing. This may cause misleading results regarding the severity and nature of their sleep apnea. Design: 11 previously undiagnosed obstructive sleep apnea patients living above 2 400 m in Colorado, had diagnostic sleep studies at their home elevation, and at 1 370 m, with 5 of the 11 also being studied at sea level. Results: The mean apnea-hypnea index (AHI) fell from 49.1 (10.5)/h to 37.0 (11.2)/h on descent from above 2 400 m to 1 370 m (p = 0.022). In the 5 who traveled to sea level, it dropped from 53.8 (13.2)/h at home elevation, to 47.1 (14.8)/h at 1 370 m, and to 33.1 (12.6)/h at sea level (p = 0.018). The reduction in the AHI was predominantly a reduction in hypopneas and central apneas, with little change in the frequency of obstructive apneas. Duration of the obstructive apneas lengthened, with descent. Of 8 patients with AHI < 50/h at their home elevation, 2 had their AHI fall to < 5/hr. at 1 370 m, and a third dropped to < 5/h at sea level, i.e. below many physicians' threshold for providing therapy. The patients with the most severe obstructive sleep apnea had the least improvement with descent. Conclusions: Because AHI decreases significantly with descent in altitude, polysomnography is most accurately done at the home elevation of the patient. Descent to a sleep lab at lower elevation may yield false negatives in patients with mild to moderate sleep apnea.

Key words
altitude, obstructive sleep apnea, diagnosis, polysomnography

Artículo completo
Introducción

Los ambientes montañosos presentan varios desafíos a los clínicos que se ocupan del cuidado de pacientes con apnea obstructiva del sueño, tanto en lo que respecta al diagnóstico como al cuidado. En comunidades como las de Colorado, en EE.UU., y también a lo largo de Latinoamérica, los pacientes con apnea del sueño pueden no tener la oportunidad de realizar una evaluación del sueño a la altitud donde viven. Por ejemplo, los pacientes que viven en Cuzco puede que necesiten descender desde los 3 500 m hasta el nivel del mar, en Lima, para ser evaluados. En los Andes chilenos, los pacientes podrían tener que descender a Santiago para su evaluación del sueño.

Tres variables atmosféricas relevantes para la apnea del sueño cambian con la variación de altitud. Estos incluyen: densidad del aire, que afecta la viscosidad del flujo aéreo a través de las vías aéreas críticamente estrechadas; contenido de oxígeno y presión barométrica, tal vez porque altere el efecto compresivo externo en la faringe. Los cambios en estas variables con el descenso generan preocupación sobre si la gravedad de la apnea de sueño puede ser correctamente estimada en los pacientes que descienden desde localidades de altura para ser evaluados en los laboratorios de sueño. De hecho, en Colorado, hemos tenido algunos pacientes con apnea de sueño sintomática que viven en las montañas y descendieron a nuestro laboratorio de sueño para su evaluación y obtuvieron resultados benignos erróneos.

Nuestro equipo¹ llevó a cabo un estudio, publicado en Chest 130:1744-50, 2006, en el que se analizó el efecto del descenso de altitud en residentes con apnea de sueño sintomática, que viven en la altura de las montañas. Toda la información, las tablas y los gráficos a continuación y mucho del texto de este artículo fueron originalmente publicados en inglés en Chest¹, y son reproducidos en español con autorización de Chest.


Diseño del estudio

Once nuevos pacientes que vivían en las montañas de Colorado, en altitudes entre 2 400 metros sobre el nivel del mar (msnm) y 3 100 msnm, y que presentaban síntomas de apnea obstructiva del sueño fueron evaluados mediante polisomnografía en la altitud de sus domicilios, y en nuestro laboratorio de sueño urbano, en Grand Junction, Colorado, a 1 370 msnm. Cinco de los once pacientes también recibieron un tercer estudio polisomnográfico a nivel del mar. El seguimiento con el polisomnógrafo incluyó cuatro canales de EEG, EMG de mentón y de ambas piernas, EOG bilateral, ECG, posición corporal, termistor oral ± nasal, indicadores de presión torácicos y abdominales, micrófono para ronquidos y oximetría digital. En todos excepto en tres de los 27 estudios se utilizaron transductores de presión de flujo de aire (3 de los pacientes a nivel del mar no tuvieron disponibilidad de transductores de presión de flujo de aire nasal). Se utilizaron en 25 de los 27 estudios las máquinas de registro de sueño Alice lV (Respironics, Murrayville, EE.UU.). Un estudio utilizó el equipo Sandman (Pleasanton, EE.UU.) y otro el Grass-Telefactor (West Warwick, EE.UU.). El protocolo fue aprobado por el Comité de Revisión de Investigaciones del St. Mary’s Hospital en Grand Junction, Colorado, de acuerdo con la Declaración de Helsinki. Todos los pacientes brindaron su consentimiento informado.


Polisomnografía

El sueño fue medido de acuerdo con Rechtschaffen y Kales.² Los eventos respiratorios fueron categorizados como apneas obstructivas, apneas mixtas, apneas centrales, hipopneas y despertares relacionados con esfuerzo respiratorio. Todos los eventos requerían una duración de 10 segundos. Las apneas necesitaban un 80% de reducción de la señal del termistor nasal oral; las hipopneas una reducción reconocible del flujo en el termistor nasal oral o en el transductor de presión y una reducción en la saturación de oxigeno > 4%. Los despertares relacionados con esfuerzos respiratorios (DRER) fueron eventos de reducción de flujo, generalmente con ronquidos, que llevaron a un despertar EEG con reducciones de la saturación de oxigeno < 4%. Se definió el índice de apnea hipopnea (IAH) como el número de apneas más hipopneas por hora. El índice de trastornos respiratorios (ITR) fue definido como el número de apneas más hipopneas más DRER por hora. Los 25 estudios que utilizaron la máquina Alice lV fueron medidos a ciegas por un técnico en investigación del sueño que ignoraba el origen de la investigación y su diseño. Los estudios de sueño fueron editados por un diplomado del American Board of Sleep Medicine, también a ciegas en lo que respecta su origen. No fue posible hacer a ciegas los dos estudios con los equipos Grass Telefactor y Sandman.


Análisis estadístico

Cada variable fue analizada mediante la medición repetida del análisis de varianza (SAS Proc Mixed; SAS Institute; Cary, Carolina del Norte, EE.UU.), se usaron las instrucciones CONTRAST que facilitan las comparaciones paralelas en el análisis post hoc. Para el análisis de los once pacientes se compararon dos alturas, la altitud del hogar por encima de los 2 400 msnm versus Grand Junction, a 1 370 msnm. Los cinco pacientes que viajaron hasta el nivel del mar fueron analizados en tres niveles, el domiciliario, Grand Junction y el nivel del mar. Los datos están expresados como valor medio (EE). Los demográficos como medias ± 1 DE.


Resultados

La Tabla 1 resume la información de cada paciente individual, y la Tabla 2 la de los índices respiratorios (media [EE]) que cambiaron con el descenso de altitud. Los pacientes tenían entre 46 y 70 años (media 55 ± 7.3 años). Tres de los once eran mujeres. El índice de masa corporal fue de 20 a 58 kg/m² (media 33.9 ± 11.3 kg/m²). La altitud de sus hogares estaba entre 2 417 msnm y 3 139 msnm (media 2 701 ± 214 msnm). La gravedad de la apnea del sueño medida al nivel de sus hogares tenía un rango de leve a grave, con índice de apnea hipopnea (IAH) entre 13.5/h y 125.6/h.












En estos 11 pacientes el IAH decreció con el descenso de altitud. A la altura de sus hogares en la montaña (> 2 400 msnm), el IAH promedio era 49.1/h (10.5), y en Gran Junction, a 1 370 msnm, 37.0/h (11.2) (p = 0.022). Si observamos de manera exclusiva el subgrupo de 5 pacientes que también se trasladaron hasta el nivel del mar, su IAH de altura (> 2 400 msnm) era de 53.8/h (13.2), y en Grand Junction 47.1/h (14.8), mientras que a nivel del mar era 33.1/h (12.6) (p = 0.018) (Figura 1a).












Si agregamos el DRER a ese índice, vemos que el ITR tuvo una tendencia similar (Figura 1b). Dos de los 8 pacientes cuyo IAH en sus hogares tenía un rango de 13.5/h a 50/h, tuvieron una reducción a < 5/h con el descenso a 1 370 msnm, y un tercer paciente el IAH descendió por debajo de 5/h a nivel del mar. Esto está por debajo del umbral habitual para iniciar tratamiento.

Evaluamos los índices específicos por tipo de evento respiratorio con el cambio de altitud en los once pacientes a la altura de sus hogares > 2 400 msnm y en Grand Junction a 1 370 msnm (Figura 2a). Las apneas obstructivas y las mixtas fueron analizadas conjuntamente y no se redujeron en frecuencia con el descenso. Las apneas centrales disminuyeron cerca del 70%, pero debido al menor número de eventos en esta categoría no se arribó a un nivel estadísticamente significativo (p = 0.06). Las hipopneas disminuyeron en frecuencia cerca del 49% (p = 0.008) con el descenso a Grand Junction a 1 370 msnm. Los DRER no cambiaron de frecuencia con el descenso. En los 5 pacientes que también bajaron a nivel del mar, la información sobre sus índices por tipo de evento específico muestra que presentan características similares y se resumen para los tres niveles de altura en la Figura 2b.












Es interesante señalar que la duración de las apneas obstructivas y mixtas, aumentó con el descenso (Figura 3). Seis de los once pacientes tuvieron 10 o más apneas obstructivas o mixtas en al menos dos de las alturas. El promedio de duración de las apneas fue mayor en las menores alturas en los seis pacientes (p = 0.0001). Algunos de estos pacientes pasaron un mayor porcentaje de su tiempo total de sueño en apnea en las elevaciones más bajas que en las altas.







Como se esperaba, el promedio de la saturación arterial de oxígeno (SaO₂) durante el sueño no REM subió con el descenso de altitud (p = 0.002) (Figura 4a). Sin embargo, de manera sorprendente, el nadir individual más bajo de SaO₂ nocturna en los pacientes no se incrementó invariablemente con el descenso, debido quizás a algunas de las apneas obstructivas más prolongadas en las menores alturas (p = 0.099) (Figura 4a). Un único paciente cuyo nadir de SaO₂ más bajo de la noche fue menor a nivel del mar que a 2 700 msnm, tuvo su única etapa de sueño REM en posición supina la noche que estuvo a nivel del mar.












Nuestros tres pacientes más graves, pacientes 1, 2 y 7, que tenían apneas obstructivas/mixtas de manera preponderante en todas las altitudes estudiadas, presentaron la menor mejoría en IAH con el descenso de > 2 400 msnm a 1 370 msnm. Su IAH medio sólo bajó 97.6 a 90.4. Su porcentaje medio de tiempo total de sueño apneico se incrementó de 47% a 56%, y uno solo de estos tres pacientes tuvo un aumento de su nadir de SaO₂ con el descenso.


Discusión

El IAH y el ITR decrecen cuando se desciende de altitud. Esta disminución se produce primariamente por la reducción de las hipopneas y de las apneas centrales. Esto sugiriere que de los tres factores ambientales que varían con el cambio de altitud, la concentración de oxígeno fue el más importante. Se esperaría que la viscosidad del aire y el efecto compresivo de la atmósfera incrementaran los eventos respiratorios cuando se desciende de altitud.

Estos hallazgos son similares a los de otros investigadores que encontraron una disminución de IAH con oxigenoterapia en pacientes con apnea obstructiva del sueño. Smith y col.³ y Gold y col.⁴ hallaron que con oxígeno suplementario el IAH caía con una declinación predominante de la apneas centrales en los pacientes con una mezcla de eventos obstructivos y centrales de apnea de sueño. De hecho, en los pacientes de Gold, la apnea obstructiva aumentó en número con el oxígeno. En cinco de nuestros pacientes (4, 6, 7, 8 y 10), más de un 25% de las apneas que presentaban en sus hogares eran de tipo central. Estas se redujeron en número con el descenso de altitud (p = 0.07), mientras que las apneas obstructivas aumentaron (p = 0.007).

Gold⁴ también encontró que con oxigenoterapia para la apnea obstructiva de sueño, no sólo aumentaba la SaO₂ basal, sino que también se incrementaba la magnitud en la reducción de la saturación. Si consideramos el descenso de altitud como un evento similar al tratamiento con oxígeno suplementario, esto posiblemente explique parte de la importante reducción de hipopneas con el descenso, dado que las hipopneas, por definición, requieren una disminución del 4% en la pérdida de saturación. El paciente 5, que tenía primariamente ronquidos e hipopnea, tuvo una caída de su IAH de 44.4/h a 3 139 msnm a 13.9/h a 1 370 msnm, y a 4.1/h a nivel del mar. Las hipopneas no cambiaron simplemente a DRER. El índice DRER aumentó de sólo 1.2/h a 3 139 msnm a 4.1/h a nivel del mar.

La reducción de apneas centrales con el descenso de altitud posiblemente sea lo opuesto a la clara asociación entre apneas centrales y su aumento con la altitud y la hipoxia. Esta asociación parecería estar relacionada con la acción desestabilizadora sobre el control ventilatorio de la hipoxia, o la ventilación mediante retroalimentación en asa.^5,6 Wellman encontró que los pacientes con AOS y mayor inestabilidad respiratoria (medida por la técnica de ventilación asistida proporcional) tenían la mayor reducción en su IAH en respuesta al oxígeno. El paciente de nuestro estudio que presentó la mayor reducción en su IAH con el descenso (paciente 9) tenía exclusivamente apneas centrales en la altitud de su hogar, tal vez como reflejo del incremento en su ganancia por retroalimentación ventilatoria en asa. El IAH se redujo de 49.5/h a 4.2/h con el descenso desde 2 957 msnm a 1 370 msnm. En esta última altitud presentaba predominantemente ronquidos, hipopneas y DRER.

La mayor duración de las apneas obstructivas y mixtas en las menores alturas es probable que se deba a que lleve más tiempo para que caiga la SaO₂ al nivel que se requiere para que se desencadene el despertar que finaliza el evento, en un medio mejor oxigenado.⁷ Motta y col.⁸ describen apneas más prolongadas en pacientes con apnea obstructiva del sueño, en respuesta al tratamiento con oxígeno.

Tanto Burgess⁹ como Warner y col.¹⁰ encontraron que cuando exponían a situaciones de hipoxia a pacientes que presentaban apnea obstructiva del sueño a nivel del mar (en el estudio de Burgess equivalen a una altitud de 2 750 msnm) transformaban sus apneas obstructivas en apneas de sueño centrales. De hecho, Burgess lo notó inicialmente, mientras evaluaba a un paciente escalador de montañas con ronquidos, que tenía polisomnografías a varias alturas del Himalaya.¹¹ Nosotros tuvimos un paciente (número 4) cuyas características eran similares a sus hallazgos. Sus apneas a 2 700 msnm eran casi exclusivamente centrales y a nivel del mar eran predominantemente obstructivas. Cuatro de nuestros pacientes con una mezcla de eventos centrales y obstructivos en la altitud de sus hogares tuvieron esencialmente apneas obstructivas con el descenso. Sin embargo, la mayoría de nuestros pacientes tenía un gran número de apneas obstructivas por encima de los 2 400 msnm de sus hogares. Es posible que la aclimatación, con el tiempo, a la altura de sus hogares hiciera que las apneas centrales disminuyeran. A altitudes mayores de 4 400 m se ha demostrado que éstas últimas descienden con el tiempo.^12,13 Los pacientes de Burgess con apneas del sueño pasaron sólo una noche en la altitud simulada.

Warner tuvo sólo un paciente con apnea grave del sueño cuya apnea obstructiva se transformó en mixta cuando se lo expuso a hipoxia.¹⁰ Uno de nuestros pacientes más graves (número 7), mostró características similares, y la altitud de su hogar era semejante a la exposición a la hipoxia del estudio de Werner. En la altura su hogar, 2 815 msnm, tenía 117 apneas obstructivas y 587 apneas mixtas durante una noche. A 1 370 msnm se revirtieron esas características y presentó 358 apneas obstructivas y 11 mixtas. Las apneas centrales eran infrecuentes en él a ambas alturas.

En los Andes y en el Himalaya hay ciudades a alturas mayores que cualquiera de las que se encuentran en Colorado, entre ellas Cerro de Pasco, Perú, a 4 260 msnm y La Paz, Bolivia, a 3 850 msnm. En La Paz, Normand¹⁴ encontró que incluso entre los habitantes sin policitemia, la mitad de ellos tenía 4% de oscilación de SaO₂ durante el sueño, con una frecuencia > 10/h. Richolet,¹⁵ en Cerro de Pasco, encontró tanto en los residentes saludables como en los que presentaban policitemia a 4 280 msnm, que todas las apneas e hipopneas eran centrales. Seguramente, descender de altitud para la evaluación del sueño podía alterar significativamente los hallazgos en esas personas.


Limitaciones

Al considerar nuestros hallazgos se deben tener en cuenta varias limitaciones. Primero, se trata de un pequeño grupo de pacientes. Segundo, hubo cierta inconsistencia en los equipos de seguimiento. En todos los pacientes se evaluó el flujo nasal y bucal, pero en 5 de los 22 estudios realizados en Colorado esto fue realizado mediante un termistor oral y un transductor de presión de flujo de aire nasal. En los otros 17 estudios, y en todos los estudios a nivel del mar, el termistor era oral/nasal. De los 5 estudios realizados en Colorado con el termistor oral (que podría potencialmente sobrevalorar la apnea) 2 fueron realizados a la altitud de los hogares > 2 400 msnm, y 3 a 1 370 msnm, minimizando cualquier desvío. Tercero, todos los pacientes tenían un transductor de presión de flujo de aire nasal. Esto puede haber producido alguna subpuntuación en los DRER a nivel del mar pero no en el IAH. Hubo muy escasas reducciones del 4% de la SaO₂ sin alguna señal reconocible en el termistor. Cuarto, 2 de los 27 estudios no pudieron hacerse a ciegas, lo que originó dos sistemas de sueño diferentes. Sin embargo, si los excluimos del análisis, las reducciones en el IAH y en el ITR con el descenso se mantienen significativas (p < 0.05). Una quinta limitación es la falta de mediciones fisiológicas para ayudar a caracterizar al paciente individual y tener en cuenta su mecanismo ventilatorio hipóxico y las presiones críticas de cierre. Estas mediciones podrían explicar la causa de las diferentes respuestas de los distintos pacientes con el cambio de altitud.


Conclusiones

Las montañas generan desafíos significativos para evaluar pacientes con apnea obstructiva del sueño. Para los que viven ente 2 400 msnm y 3 100 msnm el descenso de altura reduce el IAH y el ITR. Los cambios observados con el descenso de altitud son similares a las observaciones previas con respecto al oxígeno a nivel del mar en pacientes con apnea obstructiva crónica. Las apneas centrales y las hipopneas descienden en número y las apneas obstructivas se prolongan. Es importante destacar que algunos pacientes con apnea del sueño leve a moderada en la altura de sus hogares, no habrían calificado para recibir tratamiento por su enfermedad si hubieran sido evaluados a nivel del mar. A altitudes muy altas los pacientes podrían tener de manera predominante apnea central. La evaluación diagnóstica mediante el estudio de sueño debe realizarse lo más cerca posible a la altitud del domicilio de los pacientes para reflejar de manera adecuada la gravedad, la naturaleza (obstructiva o central) y llevar adelante decisiones terapéuticas efectivas.

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