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帖子主题:阻塞性睡眠呼吸暂停和夜间胃食管反流
楼主 :shaoys [2006/2/4 22:57:44]
ICU论文

阻塞性睡眠呼吸暂停和夜间胃食管反流

作者:钟旭


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发布人:shaoys 发布时间:2006/2/4 22:57:44

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  睡眠是人体一项重要的正常生理需要,正常而充足的睡眠是机体恢复体力,更新头脑的保证,而良好的睡眠离不开正常的呼吸。阻塞性睡眠呼吸暂停(Obstructive Sleep Apnea,OSA)是一类常见的具有潜在危险性的睡眠疾患,近十多年来,越来越受到人们的重视。阻塞性睡眠呼吸暂停可影响到机体全身各个系统和脏器的功能。本文就阻塞性睡眠呼吸暂停与消化系统疾患(尤其是胃食管反流, Gastroesophageal Reflux, GER)之间的关系作一详细阐述。

  ㈠睡眠呼吸暂停的定义、分型及病理生理

  一、定义和分型(1)

  呼吸暂停的定义目前一般指口、鼻气流停止至少10秒以上,病理性睡眠呼吸暂停(即睡眠呼吸暂停综合征)的定义并无统一认识,一般指每晚7小时的睡眠中,呼吸暂停反复发作在30次以上或睡眠呼吸紊乱指数(Apnea/Hypopnea Index,AHI,即平均每小时的睡眠呼吸暂停+低通气次数)在5次以上(2) 。然而对于老年人群,该诊断标准是否适用尚无定论,如单纯依靠呼吸暂停指数大于5作出诊断,则可能出现假阳性。故目前多主张对于高龄无不适主诉者需将AHI与其临床表现和血氧饱和度下降程度结合在一起考虑。对于儿童呼吸暂停的定义亦未统一认识,美国儿科学会规定呼吸暂停时间大于20秒才属于病理性的,该定义时限过长,因为大多数的研究均未发现婴儿呼吸暂停有大于20秒的(3,4,5) 。在6个月以上的正常婴儿中尚无呼吸暂停长于15秒的记载,10-15秒的呼吸暂停发作亦很少见,儿童中呼吸紊乱指数一般5-10之间。

  睡眠呼吸暂停综合征分为三型:①阻塞型(Obstructive):指睡眠时口、鼻无气流,但胸腹式呼吸活动仍然存在;②中枢型(Central):指口、鼻气流与胸腹式呼吸活动同时停止;③混合型(Mixture):指一次呼吸暂停过程中,开始出现中枢型呼吸暂停,继而出现阻塞型呼吸暂停。目前有人认为睡眠呼吸暂停都可能有中枢神经系统障碍,因而建议将其分为阻塞为主型或中枢为主型。

  二、上气道阻塞和呼吸暂停

  上气道包括鼻、咽、喉三部分。其中鼻和喉均具有骨性或软骨性支架,可保证气流的顺利通过。但是咽则缺乏骨性或软骨性支架,其结构特点是以肌肉为主的软性管道。当吸气时,由于呼吸道负压的存在,常有可能引起局部塌陷(6) 。睡眠诱发的上气道完全或部分阻塞是导致OSAS的基本原因,其主要特征现已阐明:1)其上气道阻塞的部位在咽部;2)咽腔大小决定于咽肌使咽腔关闭的压力和使咽腔开放的压力之间的平衡;3)OSAS患者通常具有咽部及相关结构解剖异常(7) 。

  睡眠过程中上气道(主要是咽部)开放性降低、阻力增加的机理目前尚不清楚,大多数作者(8,9) 认为与中枢的冲动输出减少有关。上气道肌肉可分为扩张和收缩肌两组,清醒时扩张肌的活动很高,而有助于维持上气道的开放。收缩肌参与会厌关闭、咳嗽及上气道的吸气性狭窄。肌电图证实,睡眠中上气道吸气肌的活动减少而导致上气道狭窄(10) 。当睡眠开始,α脑电波停止活动时,呼吸系统的觉醒相关冲动即开始减少,因而到达上气道肌肉的冲动减少,上气道肌肉的活动性降低,萎陷性增加以及因周期性呼吸所致的上气道不稳定性增加,从而导致了上气道阻力的增加。

  Kay等(11) 报导健康男性在睡眠开始(Ⅱ期睡眠约5分钟时)EEG由α波向θ波转变时,其上气道阻力即开始增加,并在向慢波睡眠转变的过程中进一步增加。其它学者(12,13) 亦曾报导打鼾者在非快速眼动(NREM)睡眠期其上气道阻力变化情况与非打鼾者类似。当上气道阻力增加时,机体的内负荷和呼吸作功也增加。在人和其它动物中都存在与上气道扩张肌相关的神经肌肉调节机制,可与吸气所致的萎陷作用相抗衡。如果内负荷增加不是太大,机体提供的代偿尚可维持较长,则并不出现上气道阻塞和呼吸暂停。但若内负荷增加太大,尤其是随时间呈进行性上升时,则易导致代偿机制的崩溃。一般经过1-3个伴有迅速但有限潮气量减少的气流限制性呼吸后(14,15) ,上气道力即可上升到某一水平,此时上气道扩张肌已不能代偿增加的吸气作功及吸气肌的"吮吸"作用(16) ,如果机体的觉醒反应正常,脑电图上便出现一个持续3-14秒的短暂的α觉醒波,随即出现上气道阻力下降,呼吸作功减少及打鼾中断(17,15) 并不引起呼吸暂停和SaO2下降,此即近几年提出的上气道阻力综合征(Upper Airway Resistance Syndrome,UARS)(18) ,但对于阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者,可能由于中枢对于负荷刺激的正常反应受到了损害,睡眠中觉醒反应低下,因而易出现上气道阻塞,呼吸暂停及SaO2下降等表现。

  正常呼吸时,尤其在吸气期,由于胸腹部肌肉的作用(特别是膈肌),引起胸膜腔的扩大,胸膜腔内压力降低,整个呼吸道处于负压状态,肺随之产生被动性扩张。由于食管体部位于胸腔,其在静息时无任何活动,所以大致反映胸内压,而在吸气时其压力负值更大。阻塞性睡眠呼吸暂停患者睡眠时上气道阻塞,上气道阻力增加,为了克服这种内负荷,患者势必加大呼吸肌的活动强度,增加呼吸作功,从而引起胸腔内压的进一步降低,反映在具体参数上即表现为食管内压低峰值的降低。Stoohs等(19) 证实受试者为试图适应上气道阻力的增加而造成的食管压力正常动力学的改变,这点可以从呼吸时食管压力曲线的波形变化反映出来。

  (二)夜间胃食管反流

  胃食管反流(Gastroesophageal Reflux,GER)是指过多的胃、十二指肠内容物反流入食管,是一种很常见的现象,其典型的症状是烧心或心绞痛样胸痛。大多数的正常人都曾有过此种经历。Nebel等(20) 报导大约有7%的正常人几乎每天都有烧心的症状。胃食管反流的诊断标准目前尚无统一认识,一般规定当食管pH值<4且维持30秒以上时则认为发生了一次反流,而当pH值回复到4或5时则认为反流结束(19) 。评介食管反流严重程度的指标很多,主要有pH小于4的时间百分比,反流次数,反流时间大于5分钟的次数,最长反流时间等,其中最重要的是pH小于4的时间百分比。Johnson等(21) 曾通过24小时远端食管pH监测对清醒和睡眠状态下GER的不同方式进行了研究,在其研究中描述了两种不同类型的反流,直立位的反流和卧位时的反流,前者绝大多数发生于餐后,常由2或3个被迅速清除(2-3分钟)的反流组成,后者与睡眠有关,常具有更长的清除时间。DeMeester等(22) 认为即使立位和卧位的酸-粘膜接触时间可能相等,但与睡眠有关的更长的酸清除时间似乎可导致食管粘膜的更大损害。许多研究(21,23,24) 均表明夜间胃食管反流的食管炎及其严重并发症(如糜烂和狭窄)的发生率高。

  胃食管反流是由多种因素如下食管括约肌低张力、腹压增加、胃容量、体位、胃收缩、膈肌裂孔松弛等导致的上消化道动力障碍性疾病。正常生理情况下,胃食管交界处的解剖结构有利于抗反流,它包括下食管括约肌(Lower Esophageal Sphincter, LES)、膈肌、膈食管韧带、食管和胃之间的锐角(His角)等,其中最主要的是LES。静息时LES为高压区,其压力通常在1.3-3.4kPa(10-24mmHg),对于胃食管反流起着良好的屏障作用。吞咽时,LES松弛,使食团通过,进入胃内(25) 。Dodds等(26) 认为胃食管反流主要与LES异常有关,可有以下三种情况:第一种是下食管括约肌压力(LESP)极度下降,接近或等于零,因而胃内容物可自由向食管内反流;第二种是LES低于正常,当腹内压增高(如用力排便、咳嗽、或持重物时)易出现反流;第三种是虽然LESP正常,但有频繁的一过性LES松弛(Transit LES Relaxation,TLESR),因而经常发生反流。Dent等(27) 发现只要LES压力≥4mmHg,即使增加腹内压也会发生GER,他们认为LES压力的完全消失是导致GBR的前提条件。然而近来研究(28) 表明TLESR在胃食管反流的发病中起着重要的作用。Katzka等(29) 亦报导LES高压常可合并胃食管反流,似乎与传统的观点相矛盾。LES高压合并GER的机理目前尚不清楚,是否与TLESR有关亦有待进一步的探讨和阐明。

  为研究夜间GER发生的机制,Dent等(9) 曾特别设计了一种监测装置持续监测睡眠时下胃食管括约肌压力的变化并在远端食管放置探头来记录胃食管反流的发生。他们发现大多数的胃食管反流的发生都与下食管括约肌压力的自发性降低有关,这种压力的降低,使得食管和胃成为一共同腔,而在胃和中部食管间存在有5mmHg的压力梯度,从而使胃内容物更易于反流入食管。大部分的GER都与一个短暂的醒觉反应有关,虽然有些醒觉反应前并无活动的刺激。Orr(30) 认为睡眠中的醒觉反应是低PH值引起的输入刺激的结果。反流容量是产生醒觉反应的一个重要参数,因此在评价睡眠胃食管反流时将其考虑进去是相当重要的。而其它的GER发生时LES压力明显高于胃内压力基线,从而形成对抗反流的压力屏障。在这种情况下,GER的发生是由于产生了一个足够克服LES压力屏障的腹内压,该腹内压的产生与睡眠时体位改变,咳嗽、吞咽等多种情况有关。

  如前所述,夜间GER的酸清除时间延长,其对食管的危害性比立位GER更大,更易于导致反流性食管炎及形成糜烂、狭窄等并发症。食管的酸清除依赖于吞咽。一般认为酸是吞咽活动的刺激物,可通过食道的感觉输入直接引起反射性吞咽或通过诱发醒觉间接引起吞咽活动。Helms及其同事(31) 详细研究了酸清除的过程,提出了酸清除的两因素理论。他们将酸清除过程分为两期:一期为容量清除;二期为酸中和期。GER发生后的头2或3次吞咽可迅速清除反流物的大部分容量,但仍有一层酸性反流物覆盖在食管粘膜上,使得食管PH值仍明显低于4;随后的吞咽活动可将唾液送至食管远端,中和返酸而恢复正常的pH水平。虽然Sondheimer等(32) 曾报导夜间GER者与正常相比其吞咽速率相对要慢。但Allen等(33) 的研究证实酸清除与吞咽速率无关,但可被抑制唾液分泌的抗胆硷能药物明显抑制。由于睡眠时吞咽频率及唾液分泌都明显受到抑制,由此可推测睡眠时酸清除时间亦会延长。Helms等(18) 及Orr等(34) 均证实清醒受试者食管酸化时,唾液流量增大,随即吞咽活动亦增加。Orr等(34)尚证实若睡眠期间清醒时间延长,则其酸清除时间缩短,若睡眠时给正常受试者食管注酸则可增加其觉醒反应活动,此亦被Ramet等(35) 在婴儿中证实。多导睡眠图观察表明酸清除与睡眠觉醒的关系密切,如果后者不发生,则酸清除时间会显著延长。由此Helms等(33) 认为觉醒反应和清醒状态是机体对于GER反应的两个重要因素,完整的输出觉醒机制对于远端食管正常酸清除非常重要。

  (三)夜间GER与OSA的关系

  食管与呼吸系统的关系非常密切(36) 。二者从胚胎发生到功能上都存在许多共同点和相互作用的地方。在胚胎发生上食管和气管支气管及肺都起源于前肠后部,故二者在解剖位置上极为接近。一个器官的功能失调常可导致另一器官的某种改变,如胸膜腔内的压力改变可传递到食管内,同样,食管内食团的输送及其蠕动波亦可对肺脏功能造成影响。气管和食管都开始于一个共同的管腔咽腔,食管是将食物(团体或液体)输送到消化器官的通道,而气管则是将空气输送到肺泡的通道,所以在中枢神经系统需要有一个精确定量的调控机制来协调气管和食管的活动,一旦这种保护性的协调机制失败,则会对机体造成各种严重的后果。

  由于食管和呼吸系统这种特殊的解剖和生理关系,近几十年来学者们一直致力于两系统疾病之间相互关系的研究,相继报导了胃食管反流病人中多种呼吸系统疾患的存在(37),如在小孩中有呼吸暂停及SIDS,在成人中有肺纤维化及复发性咽炎,在小孩和成人中有复发性肺炎、复发性气管炎、支气管扩张及慢性难治性哮喘等。对于睡眠呼吸暂停与夜间胃食管反流之间关系的研究是近年来学者们关注的问题。目前对于婴孩和儿童中呼吸暂停和GER的关系及其机理研究得比较广泛,但对于在成人中此方面的研究相对较少,二者究竟是因果还是伴随关系,或是其病变在更高水平,尚有待进一步的研究和探讨。

  一、小孩中GER与Apnea的研究(38)

  近几十年来,人们对于小孩中食管与呼吸系统疾病关系的兴趣主要集中在胃食管反流、呼吸暂停及婴儿猝死综合征(SIDS)上。虽然临床上似乎呼吸暂停(中枢或阻塞性)继发于食管反流并无疑问,但大多数具有很好对照的研究并未证实两者之间存在肯定的因果关系(19) 。早在1954年 ,Forshall即报导了两例因呕吐物误吸引起窒息而死亡的婴儿(39) 。自此,人们对其进行了广泛深入的研究,然而长期以来未能取得一致认识。许多学者宣称长时间的窒息与GER的发生有关且报导了呼吸暂停中GER发生的情况(4,38-41) ,Ramet等(35) 证实在婴儿活跃睡眠期远端食管行气囊扩张和注酸可引起呼吸暂停。但由于不能证实反流与呼吸暂停间的即时关系而被别的学者予以否认(3,5,38,42-45) 。他们认为由于婴儿中胃食管反流和呼吸暂停发生的频率都较高,所以二者同时存在的可能性亦较大。但亦有人认为之所以不能证实胃食管反流与呼吸暂停之间的即时关系,部分原因是因为这些研究均只注意远端食管PH值的变化,而有可能只有当胃内容物反流至喉部并与其化学受体接触时才引起呼吸暂停。Benhamon等(46) 认为GER可能是通过刺激迷走神经而引起呼吸暂停的。曾有研究发现在麻醉的新生羊羔喉中滴入酸可诱发呼吸暂停和低通气。在睡眠的急性期,机体对于上呼吸道的各种保护机制均极为迟钝,其觉醒反应消失或延迟常易迅速发生低氧血症。Orr等(34) 亦认为病理性反流患儿在返酸刺激下自睡眠中觉醒的能力有某种原发性改变,从而妨碍机体阻止或消除睡眠反流的发生。胃食管反流可导致睡眠急性期的SIDS。但Sondheimer等(2) 研究了睡眠中发生胃食管反流的婴儿其EEG的变化后指出病理性反流组与对照组的睡眠模式并无差别,前者的觉醒量并不减少。Kahn等(43) 亦证实睡眠GER与觉醒增加并无关系。

  二、成人中GER与Apnea的研究

  正是由于在一些临近死亡(near-miss)的儿童中发现胃食管反流与阻塞性睡眠呼吸暂停间具有相关性,从而使得人们进一步推测成人中胃食管反流与呼吸暂停间是否存在有某种关系,Tardif等(47) 首先对此进行了研究,但未能证实胃食管反流与阻塞性睡眠呼吸暂停或呼吸暂停与胃食管反流间存在因果关系。Samelson(48) 认为阻塞性睡眠呼吸暂停应是引起胃食管反流的原因,阻塞性睡眠呼吸暂停患者显著的胸内负压和食管内负压是其基本的病理生理特点,一旦此负压超过了胃食管括约肌的张力,则可将胃内容物吸进食道。如果该推测成立,则阻塞性睡眠呼吸暂停中并发胃食管反流者应极为常见,Heinemam等(49) 给30例睡眠呼吸暂停患者进行24小时食管pH监测证实有70%左右的患者都有病理性反流。柯美云等(25) 对150例因打鼾进行夜间睡眠呼吸监测的调查亦表明59%的低通气睡眠呼吸暂停患者有明显的胃食管反流症状。反复地反流可延缓或阻止下端食管的酸清除,长期的胃食管反流可导致严重的后果,如胃食管粘膜糜烂、肌壁受损以致形成瘢痕狭窄,更为严重者出现粘膜化生可能形成肿瘤而需行食管切除和胃切除等。Kerr等(7) 很好地证明了阻塞性睡眠呼吸暂停与胃食管反流之间的因果关系,虽然他们并未能明确证实呼吸暂停的发生与胃食管反流之间的即时关系,但其研究结果表明食管内pH值降低与觉醒、躯体活动和胸内压降低密切相关,而后者正是继发于呼吸暂停。

  (四)nCPAP治疗OSA及夜间GER

  自从1981年Sullivan等(50) 将经鼻持续气道正压通气(nasal Continuous Positive Airway Pressure,nCPAP)用于睡眠呼吸暂停综合征的治疗后,已有许许多多的患者从此项治疗方法中获得了益处。大量的临床和研究资料表明nCPAP对于OSA的治疗效果已是无容置疑的了,至今它已成为OSA患者最主要、最根本的非手术长期治疗方式。

  nCPAP的作用机理主要是使上气道在睡眠时维持一定的正压,如同给上气道加了一个压力"夹板",从而保持上气道通畅、防止其塌陷及避免呼吸暂停的发生(51,52) 。nCPAP治疗的主要特点是提高口咽气道的压力,从而使咽腔的穿壁压力梯度逆转。由于上气道中有许多重要的反射,因此nCPAP亦很可能具有某种反射模式的作用,它有可能改变上气道肌肉的活动。当上气道承受一个"吮吸"压力时,其上气道扩张肌如颏舌肌的反射增强,然而,上气道正压可抑制咽扩张肌的肌电活动。研究(53,54) 证实nCPAP治疗时人的舌肌肌电受到抑制,因此nCPAP引起的反射会加重而不是减轻上气道阻塞。当然,这种抑制的作用是很微弱的,nCPAP可给上气道提供一个压力打开上气道,这才是其能成功治疗OSA的主要作用。

  nCPAP除了用于治疗OSA和CSA,还被广泛用于治疗伴有慢性肺部疾患的睡眠呼吸暂停、夜间哮喘、严重打鼾等。在对OSAS合并GER的研究中,人们发现一般的抗酸药物治疗并不能缓解其夜间胃食管反流的症状(52) 。基于对OSAS中GER发生机理的推测,人们试图采用nCPAP通过提高食管内负压来治疗其夜间GER。Diaz等(52) 对5例SAS合并严重的GER患者行nCPAP治疗后认为nCPAP在消除呼吸暂停的同时亦可控制其反流性食管炎的症状,甚致可使一名患者完全脱离抗酸药物。Kerr等(7) 亦证实nCPAP可显著减少OSA中夜间GER的平均反流频率和时限,由此人们推测nCPAP亦可能对其它类型的夜间GER具有治疗效果,Kerr等(55) 及Shoenut(56) 均报导nCPAP亦可显著减少非OSAS的夜间GER患者的夜间GER。据认为nCPAP的抗反流作用可能源于食管内压的被动升高及可能存在LES的反射性收缩。

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