【摘 要】阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(OSAHS)是一種常見的睡眠呼吸疾病,并且對(duì)醫(yī)療保健資源造成越來越大的負(fù)擔(dān)。了解OSAHS的潛在致病機(jī)制定可以為臨床提供合理的治療策略。在本文中,我們從上氣道解剖因素、肌肉因素、呼吸控制穩(wěn)定性、睡眠微覺醒及肥胖這五個(gè)方面闡述OSAHS可能的發(fā)病機(jī)制。
【關(guān)鍵詞】睡眠呼吸暫停低通氣綜合征;阻塞性;發(fā)病機(jī)制
阻塞性睡眠暫停低通氣綜合征(OSAHS)是一種以睡眠期間反復(fù)發(fā)作的上呼吸道完全或部分阻塞為特征的慢性呼吸睡眠疾患,最常見的癥狀是睡眠打鼾、呼吸暫停、白天嗜睡,這影響到10%和17%的中年(30-49歲)和年齡在50-70歲的男性以及3%和9%的中年、年齡較大的女性,對(duì)個(gè)人和公共健康造成了沉重的負(fù)擔(dān)[1]。了解疾病的發(fā)病機(jī)制可以為臨床治療提供理論基礎(chǔ),本文就OSAHS的發(fā)病機(jī)制做一綜述。
1 上氣道解剖因素
OSAHS最關(guān)鍵病理生理學(xué)特征是在咽部水平上呼吸道與睡眠相關(guān)的塌陷,口咽部由軟組織構(gòu)成,無軟骨及骨性支架,這是形成上呼吸道塌陷的解剖基礎(chǔ)。并且睡眠期間的塌陷部位已被各種技術(shù)進(jìn)行評(píng)估,這其中包括視頻內(nèi)窺鏡檢查、計(jì)算機(jī)斷層掃描及MRI[2]。咽部塌陷的時(shí)機(jī)是在呼氣結(jié)束時(shí)或吸氣開始時(shí)發(fā)生。
在OSAHS患者中經(jīng)常觀察到包裹口腔的骨骼的異常。最常見的是上頜骨和下頜骨的發(fā)育不全或反向移位,這樣的結(jié)果是上氣道周圍的舌頭、軟腭和軟組織向后移位,撞擊到管腔上,從而限制了口咽腔內(nèi)的空間。與正常受試者相比,OSAHS患者即使在沒有明顯顱面畸形的情況下,下頜骨和上頜骨也會(huì)出現(xiàn)微妙的形態(tài)改變。舌骨的移位也可能參與OSAHS的發(fā)病機(jī)制[3]。舌骨下位移越多,呼吸暫停低通氣指數(shù)越大。與大多數(shù)其他哺乳動(dòng)物相比,人類的舌骨不附著于頸椎,但這是由于缺乏骨支撐,使得人類上氣道更容易塌陷。
上氣道軟組織過量堆積是OSAHSA形成的重要因素,這其中包括扁桃體、舌、懸雍垂、軟腭、咽脂肪墊、咽側(cè)壁的肥大或炎癥水腫,擴(kuò)大的軟組織可以減小上氣道的直徑,造成上氣道狹窄。MRI研究表明,與對(duì)照組相比,上氣道周圍的軟組織量增加,舌、咽側(cè)壁和總軟組織的體積越大,OSAHS的風(fēng)險(xiǎn)就越大,咽側(cè)壁是最主要的累及部位,這似乎說明咽側(cè)壁增厚是OSAHS患者的主要因素。除了上氣道狹窄,上氣道的長(zhǎng)度在疾病發(fā)病機(jī)制中也可能起著重要作用,有研究進(jìn)行頭部測(cè)量結(jié)果表明,與非OSAHS人相比,OSAHS患者的咽部延長(zhǎng),這可能是通過增加上氣道可折疊長(zhǎng)度使上氣道塌陷[4]。
鼻塞似乎是OSAHS的促發(fā)因素,因?yàn)楸侨麜r(shí)鼻吸氣阻力增大,這就需要更大吸氣負(fù)壓以維持充足氣流,最終導(dǎo)致上氣道內(nèi)壓力驟然下降及塌陷性風(fēng)險(xiǎn)增加。來自早期生理學(xué)研究的數(shù)據(jù)表明,上氣道狹窄、打鼾、呼吸暫??梢酝ㄟ^低于大氣壓的鼻腔壓力誘發(fā)。Kiely 等人研究了鼻內(nèi)氟替卡松治療患有輕度至中度OSAHS合并鼻炎的患者,結(jié)果顯示OSAHS患者在鼻內(nèi)皮質(zhì)類固醇治療后AHI顯著降低了。然而,鼻中隔偏曲的手術(shù)矯正并不能持續(xù)緩解OSAHS,慢性鼻塞在阻塞性睡眠呼吸暫停的發(fā)病機(jī)制中似乎起著次要作用。
臨界關(guān)閉壓(Pcrit)指的是維持上氣道開放所需要的最低氣道內(nèi)壓,可以反應(yīng)上氣道的塌陷程度,即咽部氣道周圍組織向氣道內(nèi)的壓力大小。這一指標(biāo)可以將上氣道塌陷進(jìn)行量化。研究表明,幾乎所有OSAHS患者的Pcrit大于-5cmH2O,相比之下,正常對(duì)照組幾乎沒有Pcrit升高,并且隨著P CRIT逐漸上升,臨床上也觀察到睡眠期間上呼吸道阻塞嚴(yán)重程度的增加,Pcrit輕度升高與打鼾有關(guān),而Pcrit中度升高(-5-0cmH2O )與睡眠障礙呼吸有關(guān),其主要表現(xiàn)為阻塞性呼吸不足,隨著Pcrit進(jìn)一步增加,可觀察到周期性阻塞性呼吸暫停[5, 6]。
2 肌肉因素
盡管解剖因素在OSAHS患者發(fā)病機(jī)制中起重要作用,但由于OSAHS僅在睡眠期間發(fā)生,因此還必須涉及神經(jīng)肌肉因素。上氣道肌肉的收縮能抵抗負(fù)壓造成的塌陷, 從而保持上氣道的開放。頦舌肌是咽部最大的擴(kuò)張肌,也是人類最為重要的咽部擴(kuò)張肌,主要的功能是伸舌,其收縮可以使口咽腔開放,保持上呼吸道通暢,因此頦舌肌異常可在OSAHS的發(fā)病中起著重要的作用。有研究顯示,OSAHS患者在從清醒到非REM睡眠過渡后頦舌肌活動(dòng)的下降幅度大于正?;颊?,表明這些患者不能維持必要的肌肉活動(dòng),保持呼吸道通暢,導(dǎo)致咽部塌陷。而在清醒狀態(tài)下OSAHS患者頦舌肌中樞運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)性增加, 而且這種增加與OSAHS的嚴(yán)重程度相關(guān)[7]。另有證據(jù)表明,OSAHS患者上氣道肌肉I型、IIb型肌纖維減少,IIa型肌纖維增多,而I型肌纖維的抗疲勞能力最強(qiáng),這樣的結(jié)果是上氣道肌肉的收縮力及抗疲勞性下降[8]。然而,有趣的是,這些結(jié)構(gòu)和功能異常通過持續(xù)氣道正壓通氣(CPAP)治療完全正常化,這也許表明它們是疾病的后果。間歇性缺氧可能會(huì)導(dǎo)致OSAHS患者肌纖維轉(zhuǎn)向更易疲勞的纖維類型。
3 呼吸控制穩(wěn)定性
通氣不穩(wěn)定在OSAHS發(fā)病機(jī)制中的重要性是一個(gè)有爭(zhēng)議的問題,當(dāng)氣管切開術(shù)后發(fā)生周期性呼吸并伴有中樞性呼吸暫停時(shí),首次發(fā)現(xiàn)OSAHS患者存在通氣不穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn),與OSAHS較輕的患者相比,嚴(yán)重OSAHS患者的化學(xué)控制中心更不穩(wěn)定,幾年之后又有學(xué)者研究表明在將OSAHS患者與健康對(duì)照者進(jìn)行比較時(shí)也有類似的發(fā)現(xiàn)[9]。環(huán)路增益表示負(fù)反饋環(huán)路的增益或通風(fēng)控制系統(tǒng)靈敏度。高環(huán)路增益預(yù)示著通氣控制不穩(wěn)定,高環(huán)路增益可能通過下述機(jī)制導(dǎo)致OSAHS,二氧化碳即使發(fā)生細(xì)微波動(dòng),高環(huán)路增益也會(huì)引起呼吸機(jī)驅(qū)動(dòng)增加,進(jìn)而引起上氣道負(fù)壓迅速增大、塌陷性增加,最終導(dǎo)致氣道關(guān)閉[10]。有研究已經(jīng)證明環(huán)路增益只對(duì)某些睡眠呼吸暫?;颊叩暮粑鼤和?yán)重程度有顯著影響,特別是那些咽部閉合壓力接近大氣壓的患者,因此,仍然不確定呼吸中樞不穩(wěn)定性是否在OSAHS發(fā)病機(jī)理中起多大作用。
4 微覺醒
以往的觀點(diǎn)認(rèn)為睡眠時(shí)微覺醒是OSAHS 呼吸道通暢的重建的重要機(jī)制,最初這一觀點(diǎn)是由Remmers和他的同事提出,并且這一觀點(diǎn)多年來被普遍接受。與化學(xué)和機(jī)械感受器反饋不同,流量的突然增加表明不連續(xù)機(jī)制存在,而并發(fā)微覺醒為這種不連續(xù)事件提供完美解釋,有時(shí),微覺醒可能是上氣道重新打開的唯一方式,而這時(shí)微覺醒起到拯救生命的作用。然而,younes提出并證明微覺醒對(duì)于呼吸事件末氣流的恢復(fù)不是必需的,其實(shí)驗(yàn)顯示微覺醒與上氣道打開存在時(shí)間上的差異性,有的在上氣道打開前,有的在其之后,甚至在同一患者出現(xiàn)。Younes也提出,喚醒可能會(huì)增加環(huán)路增益,從而在呼吸過度減退期間導(dǎo)致周期性呼吸和上氣道塌陷[11]。微覺醒在OSAHS的發(fā)病體制到底起多大作用還需進(jìn)一步研究。
5 肥胖
肥胖被認(rèn)為是OSAHS最重要的危險(xiǎn)因素,有大型流行病學(xué)研究表明體重增加與OSAHS發(fā)生增加之間存在密切關(guān)聯(lián)。肥胖可引起上氣道軟組織形態(tài)發(fā)生改變,如舌、軟腭肥大、咽側(cè)壁過多脂肪堆積等,咽腔橫截面積減小,睡眠時(shí)引起上氣道狹窄阻塞,有證據(jù)表明,與體重正常的OSAHS患者相比,伴有肥胖者上氣道橫截面積減小更明顯,其位置主要位于軟腭及其后方。并且,肥胖者頸部有過多脂肪堆積,這一因素加重上氣道狹窄。肥胖還可引起腹部?jī)?nèi)臟脂肪的堆積,進(jìn)而引起橫隔上抬、胸壁運(yùn)動(dòng)減弱、上氣道阻力增加等,最終導(dǎo)致肺活量減低、肺容量減少,這可能造成 OSAHS的發(fā)生。有研究表明肥胖患者上氣道更易塌陷,這一特性使之更利于OSAHS發(fā)展。肥胖也存在著神經(jīng)內(nèi)分泌的改變,瘦素是肥胖基因的產(chǎn)物,主要是由脂肪細(xì)胞分泌產(chǎn)生,調(diào)節(jié)能量代謝、體重平衡及進(jìn)食,肥胖患者血清瘦素水平明顯升高。而有研究表明OSAHS患者瘦素水平升高,經(jīng)持續(xù)性正壓通氣治療后血清水平降低[12]。而OSAHS也可因睡眠紊亂、代謝異常加重肥胖。
睡眠呼吸疾病目前還是人們不為熟知的有待進(jìn)一步開發(fā)新領(lǐng)域,這需要我們加強(qiáng)人群宣傳及教育,讓人們進(jìn)一步熟知OSAHS,及時(shí)診斷治療,可以避免并發(fā)癥的發(fā)生。OSAHS給個(gè)人和公共健康造成也越來越重的負(fù)擔(dān),目前其發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚,其發(fā)病機(jī)制可能是綜合性的,上氣道解剖因素是其發(fā)病的基礎(chǔ),肌張力異常在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)生,進(jìn)而導(dǎo)致呼吸控制穩(wěn)定性及微覺醒等其他機(jī)制的發(fā)生,而肥胖與OSAHA可相互促進(jìn)發(fā)展。OSAHS的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,在今后的工作中還需要不斷努力進(jìn)一步了解其發(fā)病機(jī)制及相互作用,為臨床治療提供新方法。
(通訊作者:詹俊杰)
參考文獻(xiàn)
[1]PEPPARD P E, YOUNG T, BARNET J H, et al. Increased prevalence of sleep-disordered breathing in adults[J].American journal of epidemiology,2013,177(9): 1006-14.
[2]WHYTE A,GIBSON D. Imaging of adult obstructive sleep apnoea[J].European journal of radiology,2018,102(176-87.
[3]GENTA P R,SCHORR F,ECKERT D J, et al. Upper airway collapsibility is associated with obesity and hyoid position[J]. Sleep,2014,37(10):1673-8.
[4]SUSARLA S M, ABRAMSON Z R, DODSON T B, et al. Cephalometric measurement of upper airway length correlates with the presence and severity of obstructive sleep apnea[J].Journal of oral and maxillofacial surgery: official journal of the American Association of Oral and Maxillofacial Surgeons,2010,68(11):2846-55.
[5]CARBERRY J C, JORDAN A S, WHITE D P,et al. Upper Airway Collapsibility (Pcrit) and Pharyngeal Dilator Muscle Activity are Sleep Stage Dependent[J]. Sleep, 2016,39(3):511-21.
[6]PHAM L V, SCHWARTZ A R. The pathogenesis of obstructive sleep apnea[J].Journal of thoracic disease,2015,7(8):1358-72.
[7]WANG W,KANG J,KONG D.The central motor conductivity of genioglossus in obstructive sleep apnoea [J]. Respirology (Carlton,Vic),2010,15(8):1209-14.
[8]季玲玲,黃漢鵬,張曉楓等.脂聯(lián)素緩解慢性間歇低氧所致的頦舌肌線粒體損傷[J].中華老年多器官疾病雜志,2016,15(02):139-45.
[9]VGONTZAS A N, BIXLER E O,CHROUSOS G P. Sleep apnea is a manifestation of the metabolic syndrome[J].Sleep medicine reviews, 2005, 9(3): 211-24.
[10]段祥強(qiáng),鄭宏良.OSAHS發(fā)病機(jī)制與治療方式選擇的探討[J].臨床耳鼻咽喉頭頸外科雜志,2017,31(17):1376-80.
[11]YOUNES M.Role of arousals in the pathogenesis of obstructive sleep apnea [J]. American journal of respiratory and critical care medicine,2004,169(5): 623-33.
[12]ZIRLIK S,HAUCK T,F(xiàn)UCHS F S,et al. Leptin, obestatin and apelin levels in patients with obstructive sleep apnoea syndrome[J].Medical science monitor : international medical journal of experimental and clinical research,2011,17(3):Cr159-64.
作者簡(jiǎn)介
段亞坤(1991-),男,佳木斯大學(xué)耳鼻喉科在讀研究生。主要研究方向?yàn)镺SAHS發(fā)病機(jī)制。