肥胖与阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征关系的研究进展

2013-03-26 15:52 来源:国际呼吸杂志 作者:黄 晓波 等
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肥胖是一种多因素引起的慢性代谢性疾病,世界卫生组织数据显示,2008年全球有成人肥胖患者5亿人,其中男2亿,女3亿,肥胖已成为一种全球流行病。用以衡量肥胖的指标是体质量指数(body mass indexBMI),我国以BMI≥28 kg/m2诊断肥胖,按此标准我国现有5.6%成人罹患肥胖,肥胖是多种慢性疾病的影响因素,可能导致糖尿病、心血管疾病、脑卒中、恶性肿瘤等疾病发生率上升,严重影响人民健康和生活质量,给社会经济带来沉重负担。阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndromeOSAHS)患者睡眠时打鼾伴有呼吸暂停,夜间反复发生低氧血症、高碳酸血症和睡眠结构紊乱,导致白天嗜睡、心脑血管并发症乃至多脏器损害,国内成年人OSAHS患病率为3.5%4.81%。肥胖是OSAHS的重要致病因素,肥胖患者中OSAHS发病率较正常人群明显增高,本文对肥胖和OSAHS之间的相互关系综述如下。

1 肥胖导致OSAHS的机制

1.1 上气道形态功能改变 肥胖患者常有颈围增加,颈部、咽部脂肪积聚,导致上气道狭窄,吸气时气道陷闭的危险性增加,夜间仰卧时咽部脂肪下坠,更易造成呼吸暂停。有研究采用核磁共振成像(MRI)对48OSAHS患者和48名健康对照组上气道软组织结构进行对比,证实OSAHS患者颈、咽部脂肪组织增多,部分患者软腭脂肪组织增多,舌体、咽侧壁体积增加是呼吸暂停发生的独立危险因素。肥胖患者上气道脂肪沉积,上气道顺应性增高,对上气道张肌造成不利影响,睡眠时上气道张肌神经活动性降低,导致呼吸暂停发生。上气道形态改变是肥胖患者发生OSAHS的重要危险因素。

1.2 内脏脂肪积聚 中心性肥胖患者脂肪主要积聚于内脏,表现为腰围增大、内脏脂肪增多,造成膈肌抬高,胸廓顺应性下降,吸气时下呼吸道对气管和上气道牵拉作用减低,间接增加了咽壁顺应性,睡眠时易造成气道闭陷,导致呼吸暂停发生。Schafer等采用MRI60OSAHS患者腹部内脏脂肪及皮下脂肪分布进行研究,发现内脏脂肪含量与呼吸暂停低通气指数(apnea-hypopnea indexAHI)呈正相关,而腹部皮下脂肪与AHI无相关性,证实内脏脂肪积聚是肥胖患者发生OSAHS的危险因素。

1.3 肺功能改变 Jones等对373例成人行肺功能检查后发现,肥胖患者肺容量指标尤其是功能残气量(FRC)和补呼气量(ERV)降低,患者胸腹部脂肪组织增多,肺顺应性下降,导致FRC下降及其他肺功能指标改变。FRC减低加重气流限制及气道闭陷的危险性,而ERV减低可能导致气流分布异常,引起通气血流比值异常。肥胖患者肺泡、毛细血管脂肪沉积,导致呼吸膜厚度增加,毛细血管开放度下降,造成肺弥散功能减低。基于以上肺功能改变,肥胖患者夜间易发生呼吸暂停,并可引起严重低氧血症。

综上所述,肥胖患者存在上气道、内脏脂肪异常积聚,导致气道狭窄,有研究报道颈围与OSAHS关系最为密切,提示上气道结构改变是导致OSAHS最重要的因素;加之肥胖患者肺功能异常,以上各方面共同作用,导致OSAHS的发生。

2 肥胖与OSAHS互相影响

近年来,随着对肥胖及OSAHS发病原因的深入研究,发现两种疾病均存在全身慢性炎症及胰岛素抵抗(insulin resistanceIR),并通过脂肪因子、IR、脂代谢紊乱等方面互相作用,具体如下:

2.1 脂肪因子 近年来研究发现,脂肪组织是一个活跃的内分泌器官,分泌多种细胞因子和生物活性物质,即脂肪因子,这些脂肪因子可影响胰岛素敏感性、血管内皮功能、纤溶活动及炎性反应,参与机体多种病理生理过程。常见的脂肪因子包括:瘦素、脂联素、肿瘤坏死因子αTNF-α)、白介素6IL-6)等,肥胖患者脂肪组织过度积聚,脂肪因子分泌紊乱。瘦素是由肥胖基因编码,主要在脂肪组织中合成、释放的激素,其作用是控制食欲。肥胖患者瘦素水平普遍增高,但全身对瘦素的感应性下降,即存在瘦素抵抗,导致瘦素不能发挥其正常效应,从而加重了肥胖。而OSAHS也可导致体内瘦素水平升高,Tatsumi等对96OSAHS患者及52例健康对照组进行研究,证实OSAHS患者瘦素水平明显高于健康人,夜间平均血氧饱和度及最低血氧饱和度是瘦素的预测因子,认为夜间缺氧是导致OSAHS患者瘦素水平升高的主要原因。合并OSAHS的肥胖患者瘦素水平常高于单纯肥胖患者,因为瘦素抵抗的作用,患者食欲不降反增,摄食增多,反而加重肥胖。

脂联素由脂肪细胞产牛,抑制核因子κB的激活,从而抑制IL-6TNF-α,具有抗炎作用。Lam等对134OSAHS患者进行研究,发现重度OSAHS患者血浆脂联素水平明显降低,这种变化不受肥胖的影响,而主要与夜间缺氧引起的IR及交感神经兴奋有关;另有研究证实OSAHS患者血液中TNF-αIL-6含量增高。OSAHS患者脂联素水平降低,TNF-αIL-6水平升高,又参与到全身炎症反应及IR的过程,加重肥胖。

2.2全身炎症反应 肥胖是一种全身炎症状态,研究报道肥胖者血浆TNF-αIL-6C反应蛋白(CRP)等炎症介质升高,而脂肪组织本身也可以分泌TNF-αIL-6,进一步证明肥胖与全身炎症关系密切。Minoguchi等人对36OSAHS16例体质量匹配的肥胖患者进行研究,发现OSAHS患者体内循环IL-6CRP水平高于单纯肥胖患者,提示OSAHS可进一步加重患者全身炎症反应。此外,OSAHS患者夜间反复出现呼吸暂停,反复缺氧再灌注过程可导致体内活性氧(reactive oxygenspeciesROS)增高,引起氧化应激性炎症,Lavie等研究证实OSAHS患者存在氧化应激炎症,并导致了OSAHS继发的心脑血管疾病。由此可见,肥胖及OSAHS都存在全身炎症反应,OSAHS叮以加重该反应,全身炎症最终导致IR,炎症反应、IR、肥胖之间关系紧密,互相影响、互相促进。

2.3 IR 肥胖与IR关系密切,肥胖患者体质量增加,胰岛素敏感性降低,胰岛素受体数量减少,且胰岛素与受体结合力下降,以卜改变引起IR。此外,肥胖患者脂肪细胞增大,脂肪酸释放相应增加,循环中游离脂肪酸(free farty acidFFA)含量增高,FFA及其代谢产物激活蛋白激酶C、核因子κB等蛋白酶,抑制胰岛素受体底物磷酸化,干扰了胰岛素信号通道,是肥胖引起IR的重要致病因素。而IR患者常伴有高胰岛素血症,胰岛素促进脂肪合成,抑制脂肪分解,减少血浆游离脂肪酸,以上作用又可以加重肥胖,两者互相影响。

OSAHS患者IR和糖尿病患病率远高于正常人,McArdle等对中心性肥胖程度匹配的21OSAHS患者和21健康对照组进行研究,发现OSAHS患者血糖、胰岛素、低密度脂蛋白、胰岛素抵抗指数等指标均高于对照组,AHI与夜间最低血氧饱和度是IR的预测因子,证实OSAHS患者IR水平高于正常人,且IROSAHS严重程度相关。OSAHS患者夜间缺氧引起交感神经兴奋,刺激儿茶酚胺及皮质醇释放增加,通过糖元分解、胰高血糖素、糖皮质激素等导致IR。动物实验发现间断缺氧可迅速降低全身胰岛素敏感性和肌肉利用糖元的能力,而且胰岛素敏感性降低不受肥胖因素影响,提示夜间缺氧是OSAHS患者形成IR的重要原因。以上研究证实OSAHS可加重IR,而且OSAHS患者常伴有白天嗜睡、运动减少,导致血糖升高、糖代谢下降,促使血糖转化为脂肪,又加重了肥胖。

2.4 脂代谢紊乱 肥胖患者常伴有脂代谢紊乱,如血清总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)增高。OSAHS患者血脂代谢异常也很常见,Kono等对年龄、BMI、内脏脂肪匹配的42OSAHS患者及52名对照组进行研究,OSAHS组患者血脂异常发生率为48%,对照组仅为25%,多元回归分析显示AHIOSAHS患者发生高脂血症的预测因子。有研究报道,慢性间歇缺氧导致小鼠血清中TGTC升高,其机制与慢性间歇缺氧影响血脂在肝脏内代谢的关键酶有关,夜间反复发生血氧饱和度降低是OSAHS患者发生高脂血症的关键因素。

由此可见,OSAHS可加重患者脂代谢紊乱。另一方面,OSAHS患者夜间睡觉结构紊乱,生长激素分泌降低,脂肪分解减少;患者白天嗜睡,活动减少,能量消耗下降,促进脂肪和体质量同步增加,以上方面共同作用,导致肥胖加重。

2.5 基因 Palmer等报道,无论是OSAHS的症状还是严重程度均存在慢性的家族聚集现象,非裔美洲人OSAHS发病率及严重程度均高于欧裔美洲人,对277例非裔美洲人行基因扫描发现,肥胖与OSAHS之间存在一些共享的基因,导致患者肥胖的基因受到OSAHS严重程度的影响。Palmer等还对179例白人OSAHS患者行基因扫描,发现肥胖和OSAHS之间的相关性主要是由基因而非环境因素所决定,有一些基因受到BMIAHI的双重影响,构成了肥胖和OSAHS之间的内在联系。

以上研究均认为肥胖的候选基因与OSAHS遗传学基础密切相关,目前发现一些可能对OSAHS表型有影响的肥胖候选基因:肾上腺素能受体基因、TNF-α基因、糖皮质激素受体基因、瘦素及其受体基因、生长激素释放激素受体基因等。这些遗传物质很可能瓦相交叉,共同作用于肥胖及OSAHS的发病,究竟何者起主要作用,有待于深入研究。

3 减重、无创正压通气治疗对肥胖及OSAHS的作用

对于肥胖合并OSAHS患者,减重治疗不仅可减轻肥胖,还可以改善OSAHS的严重程度。Lam等研究中,33例轻中度OSAHS行保守治疗,接受为期10周的饮食控制减重治疗,随着患者BMI减低,其epworeh嗜睡量表(ESS)评分下降,且BMI减低与AHI下降存在相关关系,提示减重治疗可以改善OSAHS的严重程度。Tuomilehto等对72例轻度OSAHS患者生活方式进行干预,并采用低热量饮食减重治疗1年后进行随诊,伴随患者BMI下降,AHI、夜间平均血氧饱和度、生活质量评分均得到改善,证实对于轻度OSAHS患者,减重治疗是一种有效的治疗手段。Busetto等采用胃内气囊置人手术对17OSAHS患者行减重治疗,随访6个月后发现患者肺功能指标、AHIESS均得到改善。

OSAHS患者行正压通气治疗,呵消除夜间打鼾、改善夜间呼吸暂停和低通气、纠正夜间低氧血症,显著改善患者症状,临床最常用的是持续气道正压(continuous positive airway pressureCPAP)。Harsch等研究报道,40OSAHS患者行3个月CPAP治疗,患者胰岛素敏感性增高;Philips等对20OSAHS患者行7 d CPAP治疗,患者TNF-αIL-6CRP水平均较治疗前下降;另一项研究报道,为期6个月CPAP治疗可改善OSAHS患者脂代谢紊乱。以上3项研究中,治疗前后患者BMI比较差异无显著性,提示CPAP治疗主要纠正OSAHS患者全身炎症反应及IR,从而改善患者症状、减少心腑血管并发症,而并非作用于肥胖。

4 总结

肥胖及OSAHS存在部分共享的易感基因,肥胖患者常伴有全身炎症反应、IR、脂代谢紊乱,脂肪异常积聚于上气道,易导致OSAHS;而OSAHS夜间反复缺氧、睡眠结构紊乱,引起全身炎症反应及IR,又加重了肥胖,两者关系紧密,互为因果,互相影响。减重治疗可减轻肥胖,并可改善OSAHS的严重程度;CPAP治疗可改善患者全身炎症反应及IR,减轻患者症状,减少心脑血管并发症。

编辑: tianyusheng

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