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自主神经功能失调在阻塞型睡眠呼吸暂停综合征中的作用
发布时间:2021-08-04

  阻塞型睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea syndrome, OSAS)是一种常见的睡眠呼吸疾病,主要症状为睡眠时上呼吸道反复塌陷引起低通气、间歇性低氧血症,最终导致睡眠中断和自主神经系统(autonomic nervous system, ANS)功能失调 。反复低通气或呼吸暂停引起的ANS功能失调是导致OSAS患者出现睡眠呼吸相关的多系统异常反应的重要机制之一。


  1、ANS功能失调与OSAS


  OSAS引起的低氧血症及高碳酸血症可导致交感神经与迷走神经之间的不平衡。OSAS患者在进入睡眠暂停初始阶段, 机体处于低氧状态,此时迷走神经活性增强, 在呼吸逐步恢复时交感神经兴奋。而在呼吸暂停结束,通气完全恢复后,迷走神经活性再次增强,交感神经活性减弱,如此周而复始,引起交感‑迷走神经反复交替,二者调节失衡。


  Somers等利用微神经造影法测定OSAS患者的自主神经改变,结果表明:① 肌肉交感神经活动的改变与呼吸暂停前后的血压波动有关;② 这种改变与肥胖无关,只与睡眠呼吸暂停有关;③ 持续气道正压通气(continuous positive airway pressure, CPAP)可减少OSAS患者白天的交感神经活动量。


  2 ANS功能失调引起OSAS相关


  2.1 血压和心率的变化


  夜间间歇性部分或完全上呼吸道阻塞与血压和心率的波动有关,越来越多的研究表明睡眠障碍与心血管系统的改变关系密切 。睡眠呼吸暂停可通过体循环压力升高和胸腔内负压增大的联合效应增加左室后负荷。胸腔内负压可增加包括主动脉、肺血管床和心室在内的胸腔内血管跨壁压,引起心室壁张力和心肌耗氧量增加,这些血流动力学波动是由交感神经和副交感神经失衡引起的,最终导致心血管系统自主调节功能改变 。



  在反复的呼吸暂停期间,典型表现为最初的副交感神经活跃引起心率和血压降低,然后随着气道逐渐恢复通畅,心率和血压升高 。OSAS相关的血压激增涉及不同的病理生理学机制,主要观点是:周期性缺氧刺激颈动脉体化学感受器,高碳酸血症主要作用于脑干的中枢化学感受器及肺牵张感受器,二者均可导致交感神经活性增加,引起血管收缩,血压持续升高,最终导致不良心血管反应 。停止OSAS治疗后,不仅会出现OSAS症状复发,还会出现血压激增和儿茶酚胺分泌增加 。

  2.2 血糖和肾血管的变化

  OSAS患者交感神经活性增强,睡眠期间由于间歇性低氧血症和睡眠结构紊乱的影响,进一步激活交感神经导致血糖波动及胰岛素抵抗。另外,高胰岛素血症使颈动脉体过度激活,导致交感肾上腺活性和血流增加,形成恶性循环,加剧糖代谢异常,引起血糖升高 。有研究表明,间歇性低氧血症还可以影响胰岛素敏感性、损伤β细胞功能,引起肝糖原输出增加及胰腺氧化应激反应,可使患者空腹血糖水平升高67%,糖耐量下降27%,同样可使血糖升高 。


  OSAS患者体内肾素‑血管紧张素系统(renin‑ angiotension system, RAS)活性明显升高,其机制在于低氧血症对RAS的激活。众所周知,RAS的激活能够引起肾小球高滤过和全身性高血压,导致肾功能急剧恶化,此时患者如果积极接受治疗,肾小球滤过分数及肾功能能够得到显著改善 。夜间使用CPAP可降低24 h动态MAP,病情较严重的OSAS患者血压的降低有助于改善心血管不良事件的发生,显著改善患者预后 。最近研究也证实,CPAP可以纠正OSAS患者病理性交感肾上腺激活 。


  2.3 心率变异性(heart rate variability, HRV)和压力反射敏感性(baroreflex sensitivity, BRS)的变化


  睡眠呼吸暂停是HRV分析的独立风险因素,HRV的高频(high frequency, HF)代表副交感神经调节,低频(low frequency, LF)代表交感神经调节,低频与高频的比率(LF/HF)代表交感神经与副交感神经的平衡 。在病理性呼吸过程中,交感神经系统的活动会显著增加,引起LF/HF失衡,进而导致觉醒及血压上升、心率增快 。Cortelli等 研究发现,在OSAS患者中,BRS在苏醒和不同睡眠阶段时均明显受损,且BRS降低与白天过度嗜睡有关。经过短期或长期CPAP治疗可以逆转OSAS相关的BRS降低和LF/HF升高。在一项比较双侧颈动脉体瘤切除患者和健康对照组患者的研究中发现,在清醒、睡眠第一阶段和快动眼睡眠期间,HRV中的LF明显降低,表明了压力感受性反射功能受损,但两组中与睡眠相关的心率变化差异却没有统计学意义,这表明睡眠对心率的影响可能是通过非压力感受性反射介导的中枢途径产生的 。


  3 ANS功能失调引起OSAS相关非心血管改变


  3.1 呼吸系统


  气道平滑肌张力主要由副交感神经系统控制,由于部分或完全的气道阻塞,OSAS患者在每一次呼吸暂停时均表现出迷走神经张力增加。Alkhalil等的研究表明,与正常人相比,哮喘患者的OSAS患病率更高,这表明不能单纯将ANS功能障碍作为OSAS患者支气管狭窄的主要原因,也可能是呼吸道的慢性炎症发挥的重要作用。Wang等 研究也显示,在一组慢性阻塞性肺疾病患者中,伴有OSAS患者的支气管肺泡灌洗液中TNF‑α和IL‑8水平较高,CPAP治疗可减弱这种变化。此外,OSAS患者在就诊期间表现出“口干”的症状,可能是由于唾液腺损害或者ANS功能失衡所致。研究表明OSAS治疗可以改善“口干”症状 ,但很难区分这种改善是由于ANS平衡的恢复,还是其他原因引起的。目前,尚缺乏OSAS患者“口干”症状是由ANS功能障碍引起的直接证据。


  3.2 消化系统


  ANS对胃肠道具有重要的作用,主要影响其运动和分泌功能的调节。OSAS患者可以表现出胃酸分泌改变,一项荟萃分析结果显示,胃食管反流病在OSAS的病理生理中可能起着至关重要的作用,OSAS可能与胃食管反流病患者的年龄、性别、BMI、乙醇或巴雷特食管有关 。但现有研究并未讨论肥胖症与OSAS对胃酸反流的影响,因肥胖症与交感神经冲动增加有关,当OSAS和肥胖症并存时,很难区分ANS功能的改变是由前者还是后者所致。因此,OSAS患者术前应做到绝对的禁饮禁食,防止增加术中及术后的反流误吸风险。


  3.3 泌尿系统


  膀胱受ANS控制主要表现为尿液储存及排尿规律的变化,OSAS患者表现出这种调节作用的功能障碍:在一项研究中,与对照组(怀疑有睡眠障碍但多导睡眠图显示正常)比较,OSAS组患者的膀胱过度活跃并伴有急迫性尿失禁 。Margel等研究也显示,CPAP治疗能减少OSAS患者的夜尿频率,提示ANS功能障碍在OSAS患者异常的泌尿系统症状发生机制中发挥作用。


  ANS与睡眠启动、维持和中断密切相关,当睡眠中断变得频繁或慢性时, 可能导致ANS功能障碍。短期内这种ANS功能障碍可能导致交感神经驱动增强和过度觉醒,进一步加重睡眠障碍,而长期的自主功能损害可能诱发其他疾病,需要引起重视。


  参考文献:陈凤, 冷玉芳, 石亚静,等. 自主神经功能失调在阻塞型睡眠呼吸暂停综合征中的作用[J]. 国际麻醉学与复苏杂志, 2021, 42(06):642-646.