From Oxidative Stress to Cardiovascular Risk in Obstructive Sleep Apnoea

Authors

  • Lena Lavie

    1. The Lloyd Rigler Sleep Apnoea Research Laboratory, Unit of Anatomy and Cell Biology, The Ruth and Bruce Rappaport Faculty of Medicine, Technion-Israel Institute of Technology, Haifa, Israel
    Search for more papers by this author

Lena Lavie, PhD, Unit of Anatomy and Cell Biology, The Ruth and Bruce Rappaport Faculty of Medicine, Technion, POB 9649, 31096, Haifa, Israel
Tel.: +972-4-8295234, Fax: +972-4-8295403, E-mail: lenal@tx.technion.ac.il

Summary

Cumulative evidence demonstrates that obstructive sleep apnoea is associated with a higher incidence of cardiovascular morbidity than in the general population. The hallmark of sleep apnoea – the intermittent hypoxia – facilitates increased formation of reactive oxygen species (ROS), but antioxidant activity is also diminished. Consequently, oxidant–antioxidant balance is compromised and oxidative stress ensues. ROS are highly chemically reactive molecules, thus initiating and propagating atherosclerotic sequelae by injuring the endothelium and by acting as signalling molecules. Notably, hypoxia-adaptive and inflammatory pathways are activated that affect many cellular and molecular mechanisms. Activation of inflammatory pathways elicits increased expression of inflammatory cytokines and adhesion molecules, which activate and facilitate endothelial cells/leucocytes/platelets interactions. These cellular interactions, which promote endothelial dysfunction and constitute a fundamental component of the mechanisms underlying atherosclerosis, may be amplified by the intermittent hypoxia, and therefore may increase cardiovascular events in sleep apnoea patients.

Zusammenfassung

Zahlreiche Studien belegen, dass die obstruktive Schlafapnoe mit einer gesteigerten Inzidenz kardiovaskulärer Erkrankungen in der Allgemeinbevölkerung einhergeht. Das typische Kennzeichen der Schlafapnoe – die intermittierende Hypoxie – fördert die Bildung reaktiver Sauerstoffradikale (ROS), während die Wirksamkeit antioxidativer Faktoren zusätzlich herabgesetzt ist. Folglich ist das Gleichgewicht zwischen oxidativen und antioxidativen Faktoren gestört und oxidativer Stress ist die Folge. ROS sind chemisch hochreaktive Moleküle, welche den Entstehungsmechanismus der Atherosklerose durch eine Verletzung des Endothels und durch ihre Aktion als Botenstoffe in Gang setzen. Im Besonderen werden durch Hypoxie getriggerte Entzündungsmechanismen aktiviert, welche dann viele zelluläre und molekulare Mechanismen beeinflussen. Die Aktivierung von Entzündungsmechanismen löst eine gesteigerte Expression von Entzündungsmediatoren (Zytokine) und Adhäsionsmolekülen aus, welche wiederum Interaktionen zwischen Endothelzellen und Leukozyten/Blutplättchen aktivieren und fördern. Diese zellulären Interaktionen, die eine Dysfunktion des Endothels bedingen und eine fundamentale Komponente der Atherosklerose auslösenden Mechanismen darstellen, können durch intermittierende Hypoxie verstärkt werden und daher kardiovaskuläre Erkrankungen bei Schlafapnoe-Patienten auslösen oder verschlimmern.

Ancillary