OSAHS患者的内分泌功能
随着放射免疫测定技术的出现和应用,使人们得以发现下丘脑激素及其他激素血浆浓度的24小时节律性变化情况。这些内分泌变化节律被分为两大类:与睡眠相关的节律性变化(波动主要发生在夜间)及生理节律性(指由体内生物钟控制的内分泌节律性变化,与外在环境变化无关)。OSAHS可通过多种机制对上述节律产生影响:①反复呼吸暂停导致睡眠片断化和睡眠结构及周期性的紊乱,但这些影响与睡眠剥夺造成的激素分泌变化之间的联系尚不清楚;②缺氧可直接影响中枢神经系统内的神经元递质释放,从而影响下丘脑-垂体系统的激素生成;③突发的觉醒反应可能造成中枢神经系统的“应激反应”,导致激素释放节律的变化;④所有上述这些因素均可能互相作用,导致中枢性睡眠调控及内分泌节律的变化。
(一)生长素
1.影响生长素释放的因素
生长素为一种有垂体前部释放的多肽类物质,它通过一种中介物质胰岛素样生长因子(IGF-1)而发挥其生物学作用,IGF-1由肝脏或其他受到下丘脑分泌至垂体门脉循环中的两种激素调节,即生长素释放激素(GHRH)及生长抑制激素。
生长素释放呈脉冲性,血清半衰期较短(22分钟)。随机一次性生长素测定对了解其24小时分泌情况无帮助。单次IGF-1水平测定与24小时平均血浆生长素水平相关,因此临床上可用作评价生长素水平的指标。
临床上,GHRH被用于检测垂体在相应刺激下释放生长素的能力。生长抑制激素类似物被用于治疗肢端肥大症。这些下丘脑激素本身又受到数种神经递质的兴奋性或抑制性调节。其中具有兴奋性作用的递质包括多巴胺及去甲肾上腺素。临床上应用左旋多巴及可乐定(clonidine,一种中枢肾上腺素能α-受体兴奋剂)进行生长素释放刺激实验。其他可刺激生长素释放的因素包括低糖、运动及输入氧基酸(L-精氨酸),这些因素均通过中枢神经系统途径发挥作用。临床上用于儿童生长素释放功能检查的一个方法为夜间采血测定生长素水平。
与其他垂体激素不同,生长素的释放并不表现24小时节律特征,而主要与睡眠-觉醒周期相关联。在成人,白天仅有少数生长素分泌峰出现,70%的分泌与睡眠相关。Quabbe等1966年首次报道睡眠期生长素释放增加。以后许多学者将这一发现进一步扩展,发现生长素的分泌与第一个睡眠时相关联,尤其是第一个慢波睡眠时相关联。然而近期有研究表明,生长素分泌主要与睡眠开始时关联,而非慢波睡眠相关联。
关于生长素分泌与睡眠相关性的研究,因缺乏动物模型而受到一定的限制。因为仅在人类,睡眠期生长素释放才为一恒定现象。有趣的是,猕猴具有较完整的REM及NREM睡眠周期,因此表现出一定的夜间生长素释放特征;而在其他睡眠呈片断化的动物,夜间很少有生长素分泌。人类当睡眠呈片断化时,夜间生长素分泌亦明显减少。例如老年人,睡眠呈明显片断化,慢波睡眠减少,相应睡眠期生长素分泌减少。Finkelstein等证实,健康老年男性与较年轻正常男性相比,24小时生长素分泌量及IGF-1水平均较低。发作性睡病患者因其存在睡眠片断化,故生长素分泌不规则,且与睡眠周期无关。有报道表明,侏儒症患儿慢波睡眠减少。
生长素与睡眠相关关系的神经解剖基础及神经生理学基础尚不清楚。Culebras等发现,伴有丘脑损伤的脑中风患者睡眠期生长素分泌减少。他们据此推测丘脑在睡眠期生长素释放中起重要作用。
肥胖者24小时生长素释放量及激发实验引起的生长素释放量均减少。有研究表明,这主要与肥胖者体内脂肪含量较多有关,而非体重增加之故。小样本研究发现肥胖者IGF-1水平正常但生长素分泌减少;相反应用大样本进行的研究却表明,肥胖男性IGF-1水平低于正常。
2.OSAHS与生长素
Grunstein等用交叉设计研究了255名男性OSAHS患者经鼻CPAP治疗前及治疗后数月的神经内分泌功能发现,OSAHS患者IGF-1水平较低,且与呼吸暂停严重程度(以睡眠期每小时内出现血氧饱和度降低的次数及最低血氧饱和度值来表示)相关。结果IGF-1水平与最低血氧饱和度值之间的相关关系比与每小时出现血氧饱和度降低的次数之间的相关关系更为密切。IGF-1水平的降低还与年龄及肥胖程度相关,但与呼吸暂停程度之间存在独立相关关系。应用经鼻CPAP成功治疗3个月后,患者的IGF-1水平恢复正常,而体重并无相应变化(提示,与体重改变无关)。
因为循环中IGF-1水平取决于生长素的分泌量,血浆IGF-1值降低可能反映了生长素分泌水平的降低;另一种可能性为,OSAHS患者IGF-1分泌与生长素生成之间存在脱节,如在饥饿与肝脏、肾脏及甲状腺疾病时。但在上述研究中,实验对象并不存在这些疾病状态。因此,其IGF-1水平的降低显然与生长素分泌减少有关系。
OSAHS患者生长素分泌减少有几个可能的原因:①这些患者存在睡眠片断化,慢波睡眠显著减少甚至消失,故与睡眠相关的生长素分泌减少。另有研究表明,重症OSAHS患者生长素的间歇性分泌完全消失,而上气道阻塞被解除后生长素分泌恢复。②间歇性缺氧可能对下丘脑及内分泌的其他中枢性调节机制有直接作用,但尚无证据表明清醒状态下PaO2或PaCO2变化对内分泌功能有何独立影响。③大多数OSAHS患者表现有白天嗜睡及白天活动减少,运动可刺激生长素分泌,这些患者白天生长素分泌减少、IGF-1水平降低可能与其白天活动减少有关。经鼻CPAP治疗可使OSAHS患者白天生活状态恢复正常,从而使其IGF-1水平亦恢复正常。睡眠呼吸暂停导致的神经递质变化及其与生长抑制激素、GHRH调控生长素释放之间的关系尚有待于进一步阐明。生长素释放障碍的具体部位可能在下丘脑,亦可能在垂体,因有资料表明,OSAHS患者促进性腺激素储存相对正常,生长素分泌障碍的部位在下丘脑的可能性较大。有必要应用GHRH刺激法等方法对垂体内生长素的储存功能进行探讨以进一步澄清上述问题。另外,睡眠呼吸暂停导致的睡眠片断化对中枢神经系统的损伤更可能在下丘脑水平。
睡眠呼吸暂停导致IGF-1减少的生物学意义对于儿童表现得最为明显,患者可表现为发育不良,身材矮小或其他发育障碍,而这些表现在上气道阻塞解除后可得到纠正。生长素在成年人的生理作用尚存在争议。近年来有些学者发现,生长素缺乏的成年人或老年性生长素减少者应用基因重组生长素治疗后,肌肉增多,运动能力增大,体内脂肪成分减少,骨丢失减少。另有学者报道,应用生长素治疗后患者腰-臀围比值减小(该指标主要用于表示中心腺及外周脂肪堆积情况)。上述研究结果表明,生长素缺乏在年龄增长及身体构成方面起重要作用,许多重症OSAHS患者的IGF-1水平缺乏与生长素缺乏相似。因此,OSAHS患者可能通过体内IGF-1水平减低促使体内脂肪堆积及衰老过快。临床上,年轻重症OSAHS患者往往显得较其实际年龄为老,可能原因即在于此。当然,关于这一点尚有待于在进行有效治疗后对患者代谢及衰老指标作前瞻性研究来加以证实。如果睡眠呼吸暂停真的对衰老有促进作用,对该病进行长期治疗则更为必要。(https://www.daowen.com)
(二)雄性激素
1.下丘脑-垂体-性腺轴
人类的性和生殖功能涉及一系列复杂的神经内分泌活动,垂体-性腺功能受到性腺激素的反馈性调节及下丘脑的调节。在中枢性神经递质、垂体及性腺激素的反馈作用下,下丘脑释放促黄体素释放激素(LHRH),促黄体素释放激素可刺激腺垂体释放黄体生成素(LH)及卵泡刺激素(FSH);这些腺垂体激素又刺激性腺分泌睾丸酮、雌激素及孕激素。另外,其他一些器官如肾上腺对性腺的分泌亦有调节作用。因性腺损伤而出现性低下的患者,LH及FSH水平增高。而在中枢神经系统损伤的患者,尽管性激素水平下降,但LH及FSH水平并不增高,如垂体肿瘤患者LH、FSH及睾丸酮水平均降低,测定垂体对LHRH的反应可鉴别下丘脑损伤抑制或垂体损伤。
肥胖者雌激素水平增高,总体睾丸酮水平及性激素结合球蛋白水平减低,游离睾丸酮水平正常。在过度肥胖的男性(体重超过其理想体重的20%),尽管性激素结合球蛋白减少,其游离睾丸酮水平亦可能降低。
睡眠对性激素水平有一定的影响。早熟的特征之一为睡眠期LH分泌峰增高。成人睡眠与LH水平之间的关系尚无定论,但在月经周期的卵泡期早期存在明显与睡眠相关的LH分泌峰频率减低。有学者发现,睡眠开始时,睾丸酮分泌即开始增加,并在以后的睡眠过程中逐渐增高:夜间睡眠后半期中睾丸酮水平较前半期为高。
2.OSAHS与雄性激素
阳痿及性欲减退为OSAHS患者的常见症状。有学者报道,OSAHS患者可出现发育延迟,成年男性患者出现勃起功能障碍。
Santamaria等比较了15名成年男性OSAHS患者与9名成年男性打鼾者的睾丸酮及促性腺素水平。发现促性腺素水平在两组之间差异无显著意义,但OSAHS患者总体睾丸酮水平较低。睾丸酮水平与睡眠期低氧血症程度相关。12名OSAHS患者经CPAP治疗,呼吸暂停显著减轻后,睾丸酮水平增高。
Grunstein等研究了225名成年男性OSAHS患者,发现患者催乳素水平正常,血浆及总体睾丸酮水平降低,SHCG水平亦降低,而且上述激素水平的降低与睡眠呼吸暂停的严重程度相关。睡眠呼吸暂停导致的激素水平的降低与年龄、肥胖程度、清醒状态下的低氧血症及高碳酸血症无关。经3个月CPAP治疗后激素水平可恢复正常,患者体重无明显变化。
睡眠呼吸暂停导致的雄激素水平异常(SHCG、游离及总体睾丸酮水平降低),无论在定性上或定量上与老年性变化(SHCG水平增高、总体及游离睾丸酮水平减低)及肥胖造成的变化(SHCG及总体睾丸酮水平减低、游离睾丸酮水平正常)均存在差异。重要的是,尽管血浆游离及总体睾丸酮水平降低,基础血浆促性腺素(LH与FSH)并不增加。另有学者发现,OSAHS患者的垂体对外源性促性腺释放激素(GnRH)的敏感性基本正常。这些结果表明,OSAHS患者睾丸酮水平降低的原因为下丘脑损伤,另外,LH的释放亦很有可能发生异常,但尚无资料支持这一推测。造成下丘脑损伤的原因可能与上述关于生长素分泌减少的原因一样。已有学者发现,强制性禁睡及睡眠片断化可导致睾丸酮水平显著下降。由此可见,OSAHS患者的睡眠片断化可能为导致睡眠相关的LH及睾丸酮分泌节律异常的主要原因。低氧血症在其中亦可能起到一定作用。与LH不同,小样本研究结果表明,慢性阻塞性肺病患者性激素水平降低。Grunstein等通过大样本交叉研究发现,清醒状态下低氧血症及肺功能损害对性激素水平的降低影响完全可用睡眠期低氧血症的作用来解释。
OSAHS患者性功能异常很可能为性激素水平变化所致。睾丸酮水平降低亦可能与IGF-1水平减低有关,两者互相作用,导致代谢紊乱。雄激素可加重睡眠呼吸暂停,因此雄激素水平降低可能为机体对睡眠呼吸暂停的一种代偿反应。
3.女性OSAHS患者的雄激素水平
有关女性OSAHS患者的雄激素水平方面的研究资料很少。1983年Mohammed等观察了4例女性OSAHS患者的性激素变化情况,发现与对照组相比,女性OSAHS患者的雄激素水平较高。但该报道未说明两组患者的体重情况。有研究表明,肥胖女性较非肥胖女性雄性激素水平为高。Schwartz等观察了6例女性肥胖OSAHS患者的性激素水平,并与肥胖及非肥胖对照组进行了比较,发现女性OSAHS患者游离睾丸酮水平、SHRB水平及DHDA水平均较高。上述研究提示,女性OSAHS患者的雄激素水平亦明显增高。但上述结果尚需要大样本研究加以证实。
肢端肥大症常继发于生长素分泌性垂体腺瘤。另一比较罕见的情况为,生长素分泌增多开始于青春期及松果体闭合以前,这种疾病被称为巨人症,其发病率约为每百万人中有50~70例,男女发病概率均等。临床特征除垂体肿瘤造成的局部症状外,尚有生长素分泌过多造成的体细胞发育障碍及胰岛素拮抗。未经治疗或治疗不全的肢端肥大症患者的死亡率为同龄正常人的两倍。