神经肌肉病变与OSAHS关系

三、神经肌肉病变与OSAHS关系

OSAHS是指睡眠时上气道塌陷、阻塞引起的呼吸暂停和通气不足,伴有打鼾、睡眠结构紊乱、频繁发生血氧饱和度下降、白天睡眠等病症。1973年Guilleminault首次提出OSAHS的概念,二十多年来,人们做了大量的研究想弄清OSAHS的病因,肥胖症是最早被考虑的病因之一,但后来的研究表明体重和呼吸暂停低通气指数(AHI)之间没有必然联系。EvaS-vanborg等提出一种病因假说,由于打鼾的振动引起的上气道神经肌肉损害,导致上气道开大反射障碍,在一些促进因素的作用下促使上气道坍塌。这种假说后来被一些研究证实。

(一)上气道开大的反射机制

1.上气道开大反射机制的原理

上气道开大反射机制的提出及原理是Mathew最初发现的,改变狗上气道内的压力可影响上气道开大肌的活动,进一步实验表明在上气道内实施局部麻醉后,上气道压力改变所导致的上气道开大肌活动的反应明显降低。Mathew从实验中得出结论:传入神经对上气道的开大起第一步的调节作用,上气道内的压力是作用于传入神经的“感受器”,这种感受器位于上气道黏膜内或黏膜下。Homer用选择性局麻的方法在正常人中做了上述实验,并提出咽喉黏膜内存在压力感受器,压力感受器可能是机械感受器,对上气道透壁压、气流压和肌肉的张力起反应,通过传入神经纤维、传出神经纤维,负责开大咽肌。Chadwick用选择性局麻的方法在鼾症患者中做了上述实验。Breey用同样的方法对OSAHS患者进行研究,认为可能是这种开大机制的损伤导致上气道的坍塌。这三组实验对象:第一组是正常人,第二组是鼾症患者,第三组是OSAHS患者,每组实验独立进行。结果是:正常组和鼾症组的AHI增加,而OSAHS组却表现为低通气持续时间的延长和食管压力的增加,这说明麻药抑制了正常组和鼾症组黏膜内存在压力感受器的作用,使上气道的开放机制受到抑制而出现AHI增加;OSAHS患者AHI没有被影响,说明OSAHS患者黏膜内的压力感受器或传入神经纤维被破坏,低通气持续时间的延长可能是麻醉附加的影响。神经激发刺激实验进一步说明了OSAHS患者黏膜内的压力感受器、传入神经纤维或神经肌肉的病变,通过低于苏醒阈的刺激有选择性地刺激OSAHS患者舌下神经和颏舌肌,可能调节睡眠状态下的上气道气流。一个完整的上气道开大反射包括感受器、传入神经纤维、调节中枢、传出神经纤维及其支配的肌肉。事实上,不管是上气道局部开大反射中哪一个环节的病变,都有可能导致上气道开大反射机制的损伤而加重气道坍塌。

2.上气道开大反射损伤的原因

由于打鼾而引起的振荡被认为是气道开大反射损伤的主要原因,长期使用低频(<500Hz)手握的振动工具可引起手血管痉挛和神经肌肉病变,举一个例子就是使用振动工具,振动引起手指血管痉挛和神经肌肉的病变导致手指苍白,在这些病人中发现对于震动和温度的感觉降低,病理改变表现为肌细胞肥大,外周神经有髓鞘去髓鞘化神经纤维的缺失,较小无髓鞘轴突的再生并且钙基因相关蛋白(CGRP)和蛋白基因95(PG95)神经纤维的数量明显减少。同样,重度的鼾症引起的也是一种慢性的震动和牵拉的损伤,损伤上气道内的压力感受器、传入神经和传出神经及肌肉;其他原因也可引起上气道开大反射的损伤,例如外伤和炎症。Brouillette等认为,炎症在上气道黏膜感觉功能的损伤中起很重要的作用,理由是鼻腔应用具有抗炎作用的类固醇对不伴有扁桃体、腺样体肥大疾病儿童OSAHS疗效显著。

(二)神经病变的病理特点

1.传入神经纤维损伤

Larsson通过测试软腭两点的温度阈把传入神经的病理改变和病理改变所导致的生理变化相结合,实验研究了15例OSAHS患者和15例对照组,发现OSAHS患者对温度的敏感性降低,推测这种改变是由传入神经的病变所致。Kimmoff进一步通过测试上气道两点间的感觉差异和震动阈,发现OSAHS患者两点间的感觉差异和震动阈高于对照组,从而推测出上气道黏膜感觉功能的损伤,但上气道黏膜感觉功能的损伤应该是部分性的,因为通过CPAP治疗后这种损伤是可逆的。传入神经纤维损伤后病理特点有两种表现,轴突退变或部分脱髓鞘。对人的表皮外伤后伤口的神经重新分布的研究发现,伤后1~2周内能观察到免疫反应,神经纤维朝向伤口表面或在伤口内伴随血管再生长,即出芽,所以出芽也是外周传入神经病变的一种表现。Woodson通过电镜研究OSAHS患者上气道神经的病理变化,发现外周传入神经纤维的病理改变表现为轴突和髓鞘的退变。Friberg进一步通过免疫组化的方法研究OSAHS和习惯性鼾症患者外周传入神经纤维神经末梢的病理改变,从患者软腭黏膜中取活检,研究对象为非鼾症对照组、各种程度的上气道阻塞的患者和严重的鼾症患者,通过免疫荧光技术,标本用双染色法来染特定的神经蛋白,包括PG95和CGRP,一些标本被CGRP和P物质(SP)双染,用双盲法评估和半定量法分析结果,观测到大多数轻中度的OSAHS患者和一些重度的鼾症患者中的上皮内和上皮下PG95、SP和CGRP免疫反应神经纤维的数量增加。一般来说,传入神经纤维损伤后,作为神经的再生过程,出芽会增加包含神经肽物质的神经纤维数量。在目前的研究中,OSAHS患者和鼾症患者的黏膜内传入神经纤维神经末梢的分布增加,即是传入神经纤维损伤后再生的表现。研究中不但观察到传入神经纤维神经末梢数量增加,还观察到OSAHS患者和鼾症的黏膜内免疫反应,即一些神经末梢形态异常;与对照组比较,OSAHS患者和鼾症患者传入神经纤维神经末梢表现为更粗大,具有更强的荧光,经常有扭转,呈球状。这些改变都是神经纤维损伤后再生的表现,但在阻塞程度极重的患者中,却表现为扭转神经末梢少,荧光弱,说明神经纤维损伤过多。有一些神经末梢本来就是机械感受器,有学者认为,黏膜内的有髓鞘和无髓鞘游离神经末梢可能就是机械感受器。动物实验中已观察到喉黏膜内层状、球状末梢、游离神经末梢和味蕾,并证明层状、球状末梢中喉内的压力感受器负责开大上气道。在人的喉黏膜中压力感受器的组织学结构还不很清楚,Chiba认为人的会厌黏膜下球状神经末梢是机械感受器,但球状神经末梢是否是压力感受器还有待证实。压力感受器在OSAHS患者呼吸暂停和苏醒过程中有重要意义,如果这些感受器受到损伤,上气道的开大机制就不能起作用,这也解释了在上气道内局部麻醉后上气道对压力改变的反应明显降低。

2.传出神经和肌肉损伤(https://www.daowen.com)

传出神经损伤后导致其对所支配肌纤维没有肌电活动和营养的供应,结果神经纤维的退化使其支配的肌纤维出现萎缩,这在神经损伤中很普遍,但去神经支配的肌纤维束也有可能肥大,这种肥大可能由于受神经支配和去神经的肌肉被慢性拉伸或部分去神经的肌纤维被过度使用造成。去神经支配的肌纤维的神经纤维也可再生,再生可能起源于轴突的再生或从附近的完整的轴突出芽,这种再生可能导致同种类型肌纤维束聚集,肥大和(或)萎缩肌纤维的数量增加、同种类型肌纤维束聚集有可能导致局部组织病理结构失调。从肌纤维波谱分析,许多正常的肌纤维有一单峰或者是近似Gaussian波谱的分布,但在去神经的肌肉中成为双或多模式结构。可从下面的实验中观察到传出神经纤维的肌纤维损伤的上述病理特点。Woodson等把实验对象分为三组:第一组是OSAHS组,第二组是鼾症组,第三组是正常组。通过取悬雍垂的组织研究,发现在OSAHS患者中软腭的肌纤维有萎缩和肥大(肌纤维的肥大被认为是部分去神经的肌纤维过度的活动,竭力维持上气道开大所致)两种改变,并伴有神经纤维退化和组织水肿。在重症鼾症患者中也有相似的发现,但在对照组中肌纤维形态完整,结构一致。Edstrm等通过研究OSAHS患者中的腭咽肌,除观察到肌纤维萎缩,还发现同种类型肌纤维束的聚集,而在正常组中没有这种改变,说明OSAHS患者传出神经病变。Friberg为了进一步研究传出神经的病变,同时对三组实验对象进行研究,第一组是对照组,第二组是重度鼾症组,第三组是OSAHS组,结果病人组中有广泛形态异常,同种类型肌纤维束聚集,成束成群的肌纤维萎缩,肌纤维波谱分析呈多模式,并且在形态异常的程度和实验对象之间还有相关性,即夜间睡眠阻塞时间和形态异常呈正相关。

(三)促进因素

1.上气道的解剖异常

各种上气道的解剖异常和OSAHS紧密相关,口咽、鼻咽和喉咽任何一部分异常都可能导致上气道阻塞,扁桃体肥大是典型例证,有些扁桃体肥大的OSAHS患者有切除扁桃体后症状明显改善,反颌、小下颌、肢端肥大症和肿瘤中任何一种都可能产生不正常的小气道。肥胖症可能是引起局部解剖异常的促进因素。由于软腭解剖的特点,OSAHS患者睡眠吸气时,上气道口咽平面通常易塌陷,但是在某些情况下,主要的阻塞平面可在其他部位,如舌根部、鼻腔阻塞对于睡眠呼吸失调也是一个危险因素。

2.上气道肌肉的功能障碍

上气道中部从软腭水平至喉像一个弹性管道,没有骨和软骨的支持,在正常清醒的个体中,上气道开大肌的紧张活动较高,但在睡眠中开大肌的紧张性活动降低,伴随上气道肌肉的功能障碍,表现为OSAHS患者比非鼾症患者上气道更易塌陷。

3.增加的上气道阻力

Wasicko证实,在人的咽部使用血管收缩剂将增加咽腔的体积,减少呼吸阻力。所以,血管紧张性影响上气道的尺寸和阻力,在OSAHS患者中咽部黏膜可以观察到明显炎症反应性的水肿和血管扩张。Suratt等发现,睡眠中的OSAHS患者的上气道流动阻力和氧减饱和指数紧密相关。因此血氧饱和度的下降和上气道炎症促使上气道阻力进一步增加,相应地促使上气道的负压增加。

总之,在打鼾的振动、炎症等因素的反复作用下,上气道黏膜(黏膜下)的压力感受器、传出神经纤维、传入神经纤维和(或)肌纤维受到损伤而导致上气道开大反射障碍;在可能的促进因素作用下,上气道内的吸气负压大于开大肌的紧张度,促使上气道坍塌引起阻塞性睡眠呼吸暂停综合征;OSAHS和神经肌肉的损伤,孰因孰果,以及睡眠状态下呼吸中枢的反应性和上气道开大的关系还有待进一步研究。相信随着社会的发展人们对OSAHS的发病机制将会有更深刻的了解。