间歇低氧对上气道功能和心血管的影响
间歇低氧对上气道功能的影响
夜间慢性间歇低氧是慢性阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)患者的典型病理特征,其低氧特点是在睡眠时呈间歇过程,系短期低氧和随后出现的正常氧合之间周而复始的反复。在本次会议上,美国哈佛医学院的林博士介绍了间歇低氧过程在许多动物中产生的长期助化现象(Long-term facilitation)。
现在,人们认识到,所谓长期助化现象,就是呼吸运动中枢输出持续放大。在间歇低氧刺激停止后,其每分钟通气量仍会进行性增加,可持续数分钟到几小时。这种现象是一种中枢介导的、5羟色胺依赖的过程,是呼吸中枢神经调控对环境的适应。它不仅可防止出现低驱动时段,而且理论上可减少呼吸波动,因而稳定上气道。
长期助化现象的生理意义还不清楚。但它反映了一个总的机制:间歇性使5羟色胺受体活化,引起呼吸对环境的适应。使系统表现和正在变化的生活需要、呼吸调控、间歇低氧、神经营养等保持协调,在呼吸中枢神经调控中起动5羟色胺依赖的对外环境的适应。会上有人认为这和慢性阻塞性肺疾病等形成的持续低氧的损害不同,对间歇低氧会出现保护性反应,对间歇负荷可以产生代偿,当然这方面还有争议。
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美国McGuire和林等观察了在急性间歇低氧1小时后咽部气道的塌陷性改变,他们认为长期助化现象可暂时稳定上气道通畅。由于已经证明,当电刺激舌下神经或颊舌肌时,咽部临界压(P crit ,咽部塌陷指数)会下降,因而他们在鼠实验中发现急性间歇低氧60分钟后,Pcrit同样进行性下降了(6.2±1.7)cmH2O(P<0.05),提示通过扩张或硬化咽部气道肌肉的长期助化现象可显著降低气道塌陷性,起着一定的保护作用。
虽然对慢性间歇低氧可能有一定的代偿,但由于OSAS是间歇低氧常年累月的积累,而且引起上气道阻塞是多因素的,反复间歇低氧,导致低氧/再氧合损害,可引起上气道肌肉功能失调和损伤咽部气道的神经调控。
近来Halloran等进一步研究通过氧化应激在诱发非适应性改变中的作用。有愈来愈多的证据表明,OSAS至少部分是氧化应激疾病。促氧化剂可恶化间歇低氧对咽部肌肉的耐力,而抗氧化剂则可以减缓。这为今后提出了新的治疗靶位。
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间歇低氧对心血管的影响
此次会议对急性间歇低氧和慢性间歇低氧对心血管的影响也进行了讨论。
OSAS的短暂反复低氧不仅引起在夜间为应对气道阻塞而产生血压升高的即时反应阶段,而且可导致在呼吸正常后仍有持续的高血压。O’Donnel 等认为其机制在于,在气道的短暂阻塞引起急性高血压的阶段,其血压改变幅度大小是取决于低氧活性的两个相反作用的平衡:低氧可刺激颈动脉体,显著改变交感神经系统的反射性神经活性,引起全身血管收缩;同时,低氧在血管平滑肌水平可起直接扩张作用。因而,反射性血管收缩和平滑肌低氧性扩张决定了急性即时高血压反应的幅度,其部分反应还和遗传背景有关。随后,颈动脉体和交感神经系统也是参与产生持续性高血压的决定性调节因素。循环内皮素-1水平的增加和血管对内皮素-1的反应增加也参与全身高血压的形成。间歇低氧还会引起高胆固醇血症,促进动脉硬化。
间歇低氧还能通过减少血管对一氧化氮(NO)的扩张反应和增加儿茶酚胺的血管收缩反应影响血管活性。
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Fletcher认为,在慢性间歇性低氧时,肾上腺髓质和肾交感神经是产生血压升高的主要因素。在鼠动物实验中,血浆肾素活性升高;而血管紧张素Ⅱ受体阻断可防止间歇低氧引起的慢性血压升高。间歇低氧鼠中基础血管张力升高表现在乙酰胆碱反应性减低(NO依赖的血管扩张)。因而,NO活性的降低和血管紧张素受体活性的升高,是可以用来解释每天间歇低氧、反复交感活性增加和间歇低氧后血管阻力增加之间联系的两个可能机制。
急性和慢性低氧系通过刺激外周化学感受器,引起交感外流到肾上腺、髓质和心脏。在实验中观察到间歇低氧可即刻增加内脏神经交感活性和血压、心率的改变;以及血浆正肾上腺素和右心室心肌的儿茶酚胺升高都证明了这一点。现在人们似乎认为,肾上腺是通过循环肾上腺素,而肾交感活性则是通过肾素-血管紧张素系统共同参与了白天的血压持续升高。两个终点器官交感活性的联系通常是通过将循环肾上腺素和血管紧张素Ⅱ结合到外周交感突触,增强交感神经传递。
而交感神经系统间歇活性和静息、未受刺激的血压的持续增高之间的联系则又可能是通过肾素-血管紧张素系统的过度反应和血管紧张素受体助化交感神经活性增加所致的基础静息张力增高所形成的结果。此外,此联系还涉及基础NO水平的改变。最近有实验支持睡眠呼吸暂停患者是通过NO活性的缺失,增强了静息基础血管张力。Carlson等研究显示,睡眠呼吸暂停患者的前臂血管对乙酰胆碱的舒张反应力下降。Duchna等发现在睡眠呼吸暂停患者缓激肽(NO依赖)血管松弛是抑制的;而硝酸甘油(非NO依赖)血管松弛则不受影响。经过2个月的CPAP治疗,患者的缓激肽曲线可回到对照水平。
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气道阻塞或间歇低氧对肺循环的影响则不同于其对全身循环的影响,它也可以引起肺循环血压增高,但主要是通过低氧引起的肺血管收缩,而交感神经系统在改变肺血管张力上则没有作用。气道阻塞或间歇低氧产生的是急性阶段的肺动脉高压,当然,有研究显示也可以产生持续肺动脉高压,但此时常伴有肺血管平滑肌的新肌肉形成。而对于OSAS患者,以前曾有报告认为慢性间歇性低氧可引起轻度的肺动脉高压,肺泡的间歇性低氧近期研究提示并未使肺动脉压力升高,但如果合并慢性阻塞性肺疾病(COPD)或特别肥胖则可造成肺动脉高压,而这种肺动脉高压并不是永久的。
总之,间歇低氧对心血管的影响可概括为:引起急性期即刻体循环和肺循环血压增高;通过颈动脉体-交感神经系统-肾脏通路的活化和血管平滑肌血管反应的损伤引起持续体循环高血压; 对肺循环则需要通过在肺平滑肌水平改变血管结构而引起肺循环高压。
因而,可以认为慢性间歇低氧形成一个恶性周期循环,通过对上气道和心血管的影响,在慢性阻塞性睡眠呼吸障碍的病理生理过程中起着非常重要的作用。, http://www.100md.com
夜间慢性间歇低氧是慢性阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)患者的典型病理特征,其低氧特点是在睡眠时呈间歇过程,系短期低氧和随后出现的正常氧合之间周而复始的反复。在本次会议上,美国哈佛医学院的林博士介绍了间歇低氧过程在许多动物中产生的长期助化现象(Long-term facilitation)。
现在,人们认识到,所谓长期助化现象,就是呼吸运动中枢输出持续放大。在间歇低氧刺激停止后,其每分钟通气量仍会进行性增加,可持续数分钟到几小时。这种现象是一种中枢介导的、5羟色胺依赖的过程,是呼吸中枢神经调控对环境的适应。它不仅可防止出现低驱动时段,而且理论上可减少呼吸波动,因而稳定上气道。
长期助化现象的生理意义还不清楚。但它反映了一个总的机制:间歇性使5羟色胺受体活化,引起呼吸对环境的适应。使系统表现和正在变化的生活需要、呼吸调控、间歇低氧、神经营养等保持协调,在呼吸中枢神经调控中起动5羟色胺依赖的对外环境的适应。会上有人认为这和慢性阻塞性肺疾病等形成的持续低氧的损害不同,对间歇低氧会出现保护性反应,对间歇负荷可以产生代偿,当然这方面还有争议。
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美国McGuire和林等观察了在急性间歇低氧1小时后咽部气道的塌陷性改变,他们认为长期助化现象可暂时稳定上气道通畅。由于已经证明,当电刺激舌下神经或颊舌肌时,咽部临界压(P crit ,咽部塌陷指数)会下降,因而他们在鼠实验中发现急性间歇低氧60分钟后,Pcrit同样进行性下降了(6.2±1.7)cmH2O(P<0.05),提示通过扩张或硬化咽部气道肌肉的长期助化现象可显著降低气道塌陷性,起着一定的保护作用。
虽然对慢性间歇低氧可能有一定的代偿,但由于OSAS是间歇低氧常年累月的积累,而且引起上气道阻塞是多因素的,反复间歇低氧,导致低氧/再氧合损害,可引起上气道肌肉功能失调和损伤咽部气道的神经调控。
近来Halloran等进一步研究通过氧化应激在诱发非适应性改变中的作用。有愈来愈多的证据表明,OSAS至少部分是氧化应激疾病。促氧化剂可恶化间歇低氧对咽部肌肉的耐力,而抗氧化剂则可以减缓。这为今后提出了新的治疗靶位。
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间歇低氧对心血管的影响
此次会议对急性间歇低氧和慢性间歇低氧对心血管的影响也进行了讨论。
OSAS的短暂反复低氧不仅引起在夜间为应对气道阻塞而产生血压升高的即时反应阶段,而且可导致在呼吸正常后仍有持续的高血压。O’Donnel 等认为其机制在于,在气道的短暂阻塞引起急性高血压的阶段,其血压改变幅度大小是取决于低氧活性的两个相反作用的平衡:低氧可刺激颈动脉体,显著改变交感神经系统的反射性神经活性,引起全身血管收缩;同时,低氧在血管平滑肌水平可起直接扩张作用。因而,反射性血管收缩和平滑肌低氧性扩张决定了急性即时高血压反应的幅度,其部分反应还和遗传背景有关。随后,颈动脉体和交感神经系统也是参与产生持续性高血压的决定性调节因素。循环内皮素-1水平的增加和血管对内皮素-1的反应增加也参与全身高血压的形成。间歇低氧还会引起高胆固醇血症,促进动脉硬化。
间歇低氧还能通过减少血管对一氧化氮(NO)的扩张反应和增加儿茶酚胺的血管收缩反应影响血管活性。
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Fletcher认为,在慢性间歇性低氧时,肾上腺髓质和肾交感神经是产生血压升高的主要因素。在鼠动物实验中,血浆肾素活性升高;而血管紧张素Ⅱ受体阻断可防止间歇低氧引起的慢性血压升高。间歇低氧鼠中基础血管张力升高表现在乙酰胆碱反应性减低(NO依赖的血管扩张)。因而,NO活性的降低和血管紧张素受体活性的升高,是可以用来解释每天间歇低氧、反复交感活性增加和间歇低氧后血管阻力增加之间联系的两个可能机制。
急性和慢性低氧系通过刺激外周化学感受器,引起交感外流到肾上腺、髓质和心脏。在实验中观察到间歇低氧可即刻增加内脏神经交感活性和血压、心率的改变;以及血浆正肾上腺素和右心室心肌的儿茶酚胺升高都证明了这一点。现在人们似乎认为,肾上腺是通过循环肾上腺素,而肾交感活性则是通过肾素-血管紧张素系统共同参与了白天的血压持续升高。两个终点器官交感活性的联系通常是通过将循环肾上腺素和血管紧张素Ⅱ结合到外周交感突触,增强交感神经传递。
而交感神经系统间歇活性和静息、未受刺激的血压的持续增高之间的联系则又可能是通过肾素-血管紧张素系统的过度反应和血管紧张素受体助化交感神经活性增加所致的基础静息张力增高所形成的结果。此外,此联系还涉及基础NO水平的改变。最近有实验支持睡眠呼吸暂停患者是通过NO活性的缺失,增强了静息基础血管张力。Carlson等研究显示,睡眠呼吸暂停患者的前臂血管对乙酰胆碱的舒张反应力下降。Duchna等发现在睡眠呼吸暂停患者缓激肽(NO依赖)血管松弛是抑制的;而硝酸甘油(非NO依赖)血管松弛则不受影响。经过2个月的CPAP治疗,患者的缓激肽曲线可回到对照水平。
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气道阻塞或间歇低氧对肺循环的影响则不同于其对全身循环的影响,它也可以引起肺循环血压增高,但主要是通过低氧引起的肺血管收缩,而交感神经系统在改变肺血管张力上则没有作用。气道阻塞或间歇低氧产生的是急性阶段的肺动脉高压,当然,有研究显示也可以产生持续肺动脉高压,但此时常伴有肺血管平滑肌的新肌肉形成。而对于OSAS患者,以前曾有报告认为慢性间歇性低氧可引起轻度的肺动脉高压,肺泡的间歇性低氧近期研究提示并未使肺动脉压力升高,但如果合并慢性阻塞性肺疾病(COPD)或特别肥胖则可造成肺动脉高压,而这种肺动脉高压并不是永久的。
总之,间歇低氧对心血管的影响可概括为:引起急性期即刻体循环和肺循环血压增高;通过颈动脉体-交感神经系统-肾脏通路的活化和血管平滑肌血管反应的损伤引起持续体循环高血压; 对肺循环则需要通过在肺平滑肌水平改变血管结构而引起肺循环高压。
因而,可以认为慢性间歇低氧形成一个恶性周期循环,通过对上气道和心血管的影响,在慢性阻塞性睡眠呼吸障碍的病理生理过程中起着非常重要的作用。, http://www.100md.com