A fogyás hatása a légutak felső méretére és az arczsírra obstruktív alvási apnoe esetén

A súlycsökkenéssel járó OSA javulása tükrözi-e a regionális zsírvesztéssel összefüggő megnövekedett felső légutak méretét?

Mi a lényeg?

A velopharyngealis térfogat kissé nőtt az elhízott, OSA-val rendelkező férfiaknál egy 6 hónapos súlycsökkentő program után; a légutak hosszának és a zsigeri hasi zsír változásának változásai voltak az egyetlen mért változó, amely az OSA javulásához kapcsolódott.

Miért olvass tovább?

Ez az eddigi legnagyobb publikált tanulmány, amely feltárja a fogyás és az OSA javulása közötti összefüggést a felső légutak szerkezetének változásai és a regionális zsírlerakódás szempontjából.

Bevezetés

Az elhízás az obstruktív alvási apnoe (OSA) leggyakoribb ismert kockázati tényezője, és a rendellenességben szenvedő felnőttek legalább 50% -ában azonosítható.1 Az elhízás egyedülálló a többi fő kockázati tényező (pl. Életkor, férfi nem, posztmenopauzális állapot, craniofacialis) között. morfológia) annyiban, hogy reverzibilis és ezért a kezelés célpontját jelenti. A súlycsökkenés - életmód, műtéti vagy farmakológiai manipulációk révén - javítja az OSA.2–4

A pontos mechanizmusok, amelyek révén az elhízás hozzájárul a felső légutak összeomlásához alvás közben, nem teljesen tisztázott. A fokozott helyi zsírlerakódás feltehetően veszélyezteti a légutakat, míg a hasi elhízás csökkenti a tüdő térfogatát, és ezért a farok foltját a garaton.5 Bár a súlycsökkenés csökkenti az OSA súlyosságát, ez nem feltétlenül oldódik meg, és a fogyás OSA-ra gyakorolt hatása jelentős egyéni változékonyságot mutat. .3 4 Valószínű, hogy a teljes súlycsökkenés helyett más tényezők is szorosabban kapcsolódhatnak a fogyás kimeneteléhez. Anatómiailag kisebb garat-légutakat azonosítottak az OSA6-ban szenvedő betegeknél, és a környező lágy szövetek megnagyobbodásából, a koponya-arc csontvázának csökkenéséből vagy mindkettő kombinációjából adódhat. 7 Egyéb OSA-kezelések (pl. Pozitív nyomásterápia és orális készülékes terápia) növelik a felső légutak térfogatát .8 9 Beszámoltak arról, hogy a nem apnoeás nők súlyvesztése megnöveli a felső légutak méretét6; azonban a súlycsökkenés hatása a felső légutak szerkezetére az OSA-ban mindeddig kevés figyelmet kapott. Két korábbi tanulmány szerint a garat keresztmetszeti területében (CSA) a fogyás után nem történt változás; ezek a vizsgálatok azonban kicsiek voltak a mintaméretben.10 11

A regionális zsír fontos szerepet játszhat az OSA javulásában a fogyás után. A zsigeri hasi zsír a legszorosabban kapcsolódik az OSA-hoz, 12, és a szájüregi zsír (pufók arc) korrelál a zsigeri zsírral, és metabolikusan ugyanolyan aktív lehet. 13 14 Korábban kimutattuk, hogy a betegek felületi arcszélessége nagyobb az OSA-val, mint az OSA-n kívüli kontrolloknál, és hogy ez a mérés szorosan kapcsolódik az elhízás mértékeihez (pl. a nyak és a derék kerülete) .15 Ezenkívül ez a felületi arcmutató fontosabb, mint más ismert antropometriai és kraniofaciális kockázati tényezők az OSA előrejelzésében. 16.

Ennek a tanulmánynak a célja a súlycsökkenésnek a felső légutakra és a környező regionális arczsírokra gyakorolt hatásainak értékelése volt OSA-s elhízott férfiaknál, valamint e változások, valamint az általános elhízás és az OSA súlyosságának változásai közötti kapcsolat felmérése volt. Feltételeztük, hogy a fogyás utáni javuló alvási apnoe összefüggésbe hozható a légúti dimenziók növekedésével, ami az arc zsírvesztésével jár, és hogy az arc zsírvesztése szorosan összefügg a zsigeri hasi térfogat változásával.

Mód

Tárgyak

A vizsgálati alanyok egy 24 hetes sibutraminnal támogatott súlycsökkenési vizsgálatban részt vevők egyike voltak azoknak a 17 csoportnak, akik ezen felül felső légúti és hasi képalkotáson estek át. A felvételi kritériumok olyan férfiak voltak, akiknek OSA-ja 30–70 éves volt, testtömeg-indexük ≥30 kg/m 2, apnoe-hypopnoea index (AHI) ≥15 esemény/h és Epworth-féle álmossági skála>> 10 (lásd az online kiegészítést).

Fogyás és poliszomnográfia

Az alanyokat szibutraminnal (szerotonin és norepinefrin újrafelvétel gátlója, napi 10 vagy 15 mg) kezelték, és napi 2500 kJ hiányos étrendet követtek, testmozgási tanácsokkal 24 hétig.4 Antropometriai adatokat (magasság, súly, nyak és derék kerület) gyűjtöttünk és standard a poliszomnográfiát (Compumedics, Melbourne, Ausztrália) az alapvonalon és 24 héten keresztül végeztük.4 17

Komputertomográfia

A pácienseknek alacsony dózisú CT-vizsgálaton esett át a felső légutak és a has 16-szeletes szkennerrel (GE Medical Systems, Milwaukee, USA) (további részletekért lásd az online mellékletet).

CT képelemzés

A felső légúti és az arczsír-elemzés CT-képeit képelemző szoftverrel dolgoztuk fel (Amira 4.1; Visage Imaging Inc, Carlsbad, Kalifornia, USA). A CT-képeket automatikusan szegmentáltuk a Hounsfield-egység (HU) értékei18 alapján (1C ábra; további részletekért lásd az online mellékletet).

CT képelemzés. (A) A velopharyngealis, oropharyngealis és hypopharyngealis felső légúti régiók közepes sagittális ábrázolása. A légút hosszát a felső légutak képszeleteinek teljes számának vastagságaként számoltuk. (B) A hyoid csont helyzetét a középső sagittalis szeleten határoztuk meg a hyoid (H) és a C3 (C3 vertabrae), a H és a hátsó orrgerinc (PNS), valamint a H és a gnation (Gn) közötti három lineáris távolság mérésével. . (C) Reprezentatív axiális CT-szelet, amely a zsír (sárga), a felső légúti lumen (kék) és a csont (fehér) szegmentálását szemlélteti a Hounsfield-skála alapján, ahol az egyes voxelek szöveti kategóriához vannak rendelve CT-értékük alapján. (D) A parapharyngealis zsírpárnákat külön (piros) szegmentáltuk. A zsírpárna távolságának mérését tengelyirányú szeleteken egy vízszintes vonal hossza alapján végeztük el, amely a zsírpárnák középső határa mentén húzott két függőleges vonal (anteroposterior irány) távolságát ölelte fel. (E) A fej CT-képének felületi rekonstrukciója, amely az elemzett középső és alsó arcrészeket ábrázolja (piros téglalapok). A belső zsírtérfogat (sárga) és a csont (fehér) megfelelő háromdimenziós rekonstrukciói az elemzett régiókban (elölnézet).

A felső légúti régiókat velopharynxként (kemény szájpadtól az uvula csúcsáig), oropharynxként (az uvula csúcsától az epiglottis alapjáig) és a hypopharynxként határoztuk meg (epiglottis csúcstól a vokális hajtásig) (1A ábra). A felső légutak hosszát a légutak axiális szeleteinek vastagságának összegeként számoltuk ki (1A. Ábra). Anteroposterior (A-P) és laterális (L) átmérőket kaptunk a velopharynx és az oropharynx számára az axiális szeleten a régió középpontjában.

A zsír térfogatát az arc két meghatározott régiójában mértük: középső és alsó arc. Az arcrégiókat és a mért zsírmennyiségeket az 1E. Ábra mutatja. Ezekben a régiókban a csontmennyiséget is rögzítettük a módszertan validálásához. A parapharyngealis zsírpárnákat külön tagoltuk a térfogat kiszámításához. A zsírpárnák közötti távolságot a zsírpárnák közepén metsző axiális szeleten mértük, az 1D.19. Ábrán látható módon.

A hyoid helyzetet a középső sagittalis szeleten három lineáris távolsággal mértük a hyoid anterosuperior pontja (H) és három másik pont között: posterior orrgerinc (PNS), gnation (Gn) és a C3 csigolyák anteroinferior pontja (C3 ) (1B. ábra).

A hasi szubkután és zsigeri zsírszövet (SCAT és VAT) mennyiségi elemzését korábban leírták.17 A képalkotás és elemzések további részleteit az online melléklet tartalmazza.

Statisztikai analízis

A statisztikai elemzéseket az SPSS 17.0 for Windows statisztikai szoftvercsomaggal (SPSS Inc) használtuk. Az AHI, antropometrikus és CT által mért változókat (felső légút és zsír) összehasonlítottuk a kiindulási és a 24. hét között páros t tesztekkel vagy Wilcoxon jelölt rangú tesztekkel, az adatok megoszlásától függően. Korrelációt (Pearson r vagy Spearman ρ az adatok megoszlásától függően) alkalmaztunk a folyamatos változók közötti összefüggések feltárására minden betegnél. Korrelációs elemzést alkalmaztak az (1) OSA, valamint a felső légúti és a zsír közötti változások közötti összefüggések értékelésére; (2) az antropometriai mérések és a zsírmennyiség változásai; (3) az arc és a hasi zsír változásai; és (4) az arc zsírjának és a felső légutak méretének változásai. Több összehasonlítás figyelembevétele érdekében a korrigált p érték 2) közepesen súlyos vagy súlyos OSA-val (AHI tartomány 16,9-109,9 esemény/h). Az alanyok mérsékelt súlycsökkenést (7,8 ± 4,2 kg) és az OSA javulását (31% -os AHI csökkenés) szenvedtek, bár nagy egyéni eltérésekkel (lásd az S1 ábrát az online adatkiegészítésben).

Antropometriai, zsír- és felső légúti változók a fogyás előtt és után

A párosított CT-adatokat (kiindulási érték és 24 hét) 54 alanyra elemeztük. A két időpont közötti összehasonlító antropometriai, felső légúti, regionális zsír- és hipoid helyzet adatait az 1. táblázat mutatja be.

Az antropometriai és a CT által mért változók páros összehasonlítása a kiinduláskor és egy 24 hetes súlycsökkentő program után

A felső légutak hossza és az oropharyngealis vagy hypopharyngealis mérések nem változtak. A velopharyngealis térfogat jelentősen nőtt a 24. héten (5,3 ± 2,6 cm 3 vs 6,3 ± 2,4 cm 3; 2. ábra), a minimális CSA, az átlagos CSA és az oldalátmérő mellett.

Felszíni rekonstrukciók egyetlen páciens CT-vizsgálata alapján a fogyás előtt és után, megmutatva (A) a fej és a nyak régióját és (B) a felső légutat. A páciens 5,1 cm 3 -es növekedést mutatott a felső légutak térfogatában 19 kg súlycsökkenés után (a testtömeg körülbelül 18% -a), ami az apnoe-hypopnoe index (AHI) javulásával járt 55,9 esemény/h-ról 15,1 esemény/h-ra.

A hyoid-PNS és a hyoid-C3 távolságok csökkentek, ami arra utal, hogy a hyoid csont hátsó és felső mozgása súlyvesztéssel történt.

Az antropometriai és a CT által mért változók (felső légúti, arc- és hasi zsír) változásának és az OSA javulásának összefüggései

Az antropometriai változások némi összefüggést mutattak az AHI javulásával (2. táblázat), de ezek az összefüggések nem érték el a statisztikai szignifikanciát. Az arc- és a parapharyngealis zsír változásai nem korreláltak az AHI-vel. A hasi zsír változásai némi összefüggést mutattak az AHI változásával, de csak a visceralis hasi zsír változásai korreláltak szignifikánsan az AHI javulásával.

A százalékos változás (% ∆) korrelációs együtthatói AHI-ben,% ∆ antropometriai és CT-mért változókban

A felső légúti szerkezeti változások nem mutattak kapcsolatot az AHI javulásával. Noha a kiindulási érték és a 24. hét között nem volt átlagos változás a felső légutak hosszában, pozitív korreláció mutatkozott az AHI százalékos változása és a felső légúti hossz különbsége között. A többszörös lineáris regressziós elemzés (3. táblázat) azt mutatta, hogy az AHI százalékos javulását a légutak hosszának és a zsigeri hasi zsír csökkenésének lehet legjobban megjósolni. Ez a modell az AHI változásának kb. 30% -át magyarázta. Az antropometriai és a hasi zsírmérések között kolinearitás volt megfigyelhető. Ennek figyelembevételével ezeket a prediktorokat külön modellekben vették figyelembe. Bár a súlyt, a derékbőséget és a szubkután hasi zsírt is prediktívnek találták a légutak hosszának változásával együtt, ezek a modellek nem magyarázták annyival az AHI változásának varianciáját, mint a zsigeri hasi zsírt tartalmazó modell (lásd az online adatok S2 táblázatát) kiegészítés).

Többszörös regresszió-analízis az AHI százalékos változásához (% ∆) (N = 48)

Az antropometriai és a CT által mért arc- és hasi zsírváltozások közötti összefüggések

Az antropometriai mérések (súly, nyak és derék kerülete) változásai szoros összefüggésben voltak az arczsír (középső és alsó arc) és a hasi zsír (szubkután és viscerális) térfogatának CT-vel mért változásával (4. táblázat). Nem volt kapcsolat a zsírpárna térfogatának változásai és az antropometriai mérések között.

A százalékos változások (% ∆) korrelációs együtthatói az antropometrikus és a CT által mért zsírváltozókban

Az arc és a hasi zsírvesztés összefüggései

A hasi zsírmennyiség változásai szorosan összefüggtek az arc zsírtartalmának változásával, de nem a parapharyngealis zsírpárna mennyiségével (5. táblázat). Általában az arc (középső és alsó arc) zsírvesztés szorosabban kapcsolódott a zsigeri, mint a szubkután hasi zsírvesztéshez. Úgy tűnt, hogy a zsigeri hasi zsírvesztés szorosabban kapcsolódik az arc közepén történő zsírvesztéshez, mint az alsó arczsír-veszteséghez.

A CT-felvételen mért korrelációs együtthatók az arc- és hasi zsírmennyiség százalékos változásához (% ∆)

A zsírvesztés és a felső légúti változások közötti összefüggések

Az arc vagy a parapharyngealis zsírvesztés nem társult a felső légutak változásával. Nincsenek antropometriai mérések vagy a hasi zsírmennyiség összefüggésben a felső légúti változók változásával.

Alapszintű mérések és az OSA javítása

A kiindulási CT-változókat megvizsgálták az AHI javulásával való összefüggések tekintetében, hogy értékeljék a súlycsökkenés kimenetelének bármilyen előrejelző értékét. Egyik kiindulási intézkedés sem korrelált a súlycsökkenés után az AHI-ben észlelt javulás mértékével, sem nem jelezte előre.

Vita

A súlycsökkenés csökkenti a felső légutak összeesését alvás közben, és ez a felső légúti funkció javulása az adipozitásból és/vagy a neuromuszkuláris kontroll későbbi javulásából fakadó csökkent mechanikai terheknek tulajdonítható. Az OSA súlycsökkenésének a felső légutak szerkezetére gyakorolt hatása azonban kevés figyelmet kapott az irodalomban. Tudomásunk szerint ez a legnagyobb tanulmány az OSA-val rendelkező elhízott férfiaknál a súlycsökkenés felső légutakra és a regionális arczsírokra gyakorolt hatásainak vizsgálatára volumetrikus elemzések segítségével. A súlycsökkenés a velopharyngealis légutak méretének növekedésével, valamint az arc és a parapharyngealis zsírmennyiség csökkenésével járt.

Felső légút

A garat körüli zsírlerakódás következtében megnövekedett extraluminalis szöveti nyomás és a csökkent légutatér megkönnyítheti a felső légutak összeomlását.5 Megmutattuk a velopharyngealis légutatér megnagyobbodását elhízott apnoés férfiaknál fogyás után. A velopharyngealis falakat közvetlenül az oldalsó parapharyngealis zsírpárnák határolják. Ezeknek a zsírszöveti struktúráknak a zsírvesztéssel csökkentett térfogata megváltoztathatja a tapadást a környező lágy szöveteken, és befolyásolhatja a velopharyngealis méretét, különösen az oldalsó dimenzióban (amint ezt a tanulmány megállapítja). A súlycsökkenésnek a felső légúti szerkezetre gyakorolt hatásainak egyetlen korábbi vizsgálata az OSA-ban nem jelentett változást a garat területein a súlycsökkenést követően. 10 11 Ez azonban tükrözheti a kisebb mintaméreteket (n = 12), az elemzés a CSA-ra korlátozódik, és nemi különbségek, egy minta túlnyomórészt nővel rendelkezik.10 Bár nem vizsgáltunk más felső légúti lágyrész-struktúrákat, egy korábbi súlycsökkenéses képalkotó vizsgálat OSA nélküli nőknél nem számolt be a nyelv és a lágy szájpadlás térfogatának változásáról, 19 ami a az alsó garat-régiók változásai.

Hyoid helyzet

A hyoid helyzet a beavatkozás után felül és hátul eltolódott. Az alacsonyabban elhelyezkedő hyoid csont egy cephalometrikus megállapítás, amelyet általában az OSA-hoz társítanak. lefelé irányuló nyomás a garat szöveteinek feleslegének csökkenése miatt.

Regionális zsír

Korábban kimutatták, hogy a parapharyngealis zsírpárna mérete nem kapcsolódik az OSA28 súlyosságához, és a jelenlegi vizsgálatban nem volt összefüggésben az AHI javulásával. A parapharyngealis és az arczsír értékelése azonban nem vette figyelembe a craniofacialis méretet. A felső légúti összecsukhatóság nemcsak a környező szövet mennyiségével, hanem az azt körülvevő kraniofaciális csontváz nagyságával is összefügg, ezt a koncepciót „anatómiai egyensúlynak” nevezik.7 30 Ezért a teljes felső légúti térfogat változása az általános anatómia és nem csupán a zsírszövet csökkenése fontos lehet. Ebben a vizsgálatban a koponya-arc burkolatának lágyrészét nem lehetett értékelni a szájüregben a nyelvet eltakaró műtárgy miatt. A kraniofacialis csontos burkolat helyettesítő korrekciója azonban a csontos arcszélesség alkalmazásával nem hozta összefüggésbe jobban a zsírmennyiségünket az OSA-val (az eredményeket nem mutatjuk be). A craniofacialis méret fontos lehet nevezőként az OSA-ra gyakorolt regionális zsírvesztési hatások felmérésében, de a jövőbeni vizsgálatok során ellenőrizni kell.

Az elhízás gyulladásos és metabolikus következményei révén is befolyásolhatja az alvási apnoét. A központi hatású proinflammatorikus citokinek és adipokinek, mint például a leptin, megváltoztathatják a légzésszabályozást és modulálhatják a felső légúti funkciót. az adipozitás változásai által okozott tényezők a garat és a törzs mechanikai terhelésének csökkenésével járó anatómiai változásokon túl a felső légúti neuromuszkuláris kontroll javulását jelenthetik. Ezek a hatások nem függhetnek közvetlenül a mérhető zsírmennyiséggel, és segíthetnek az AHI változásának és a fogyásnak az egyes személyek közötti változékonyságában.

Tanulmányi korlátozások

A tanulmány több szempontja korlátozhatja ezen eredmények általánosíthatóságát. Először is, bár az alanyok lefogytak, a mennyiség átlagosan viszonylag szerény volt (a testtömeg körülbelül 7% -a). Az OSA megfelelő javulása (kb. 30%) ésszerűnek tűnik ennek a fogyásnak, 31 de nagyobb zsírvesztésre lehet szükség a felső légúti szerkezetre gyakorolt hatások felderítéséhez és kivizsgálásához. A bariatrikus műtét tehát jobb paradigma lehet a súly felső légúti struktúrára gyakorolt hatásainak tanulmányozására az elért súlyosabb fogyás miatt.

A szibutraminnak nagyobb hatása van a központi adipozitás csökkentésére, 32 amely férfiaknál gyakoribb és szoros kapcsolatban áll az OSA-val.5 Bár ez különösen fontos a vizsgált populáció számára, ezeket az eredményeket extrapolálva más súlycsökkentő módszerekre és a nőkre is óvatosságra lehet szükség. . Úgy tűnik, hogy a regionális elhízásnak az OSA súlyosságára gyakorolt hatása nemenként eltérő, a nőknél a nyakzsír és a férfiaknál a hasi zsír jelentősebb.33 Ez kihatással lehet a felső légúti méretre gyakorolt súlycsökkentő hatásokra, amelyek lehetnek a nőknél hangsúlyosabb.

A szibutraminnak a központi idegrendszeren keresztüli hatása révén valamilyen hatása lehet a súlycsökkenéstől független OSA súlyosságára, ami befolyásolhatja a felső légutak szerkezetének értékelését az OSA javulásával kapcsolatban. A sibutramine azonban súlycsökkenés nélkül nem befolyásolja akutan az alvás felépítését vagy az OSA súlyosságát

Következtetések

Ez a legnagyobb tanulmány a súlycsökkenésnek a felső légutak szerkezetére gyakorolt hatásainak vizsgálatára az OSA-ban volumetrikus elemzés segítségével. Az elhízott férfiaknál az OSA javulása egy 6 hónapos súlycsökkentő program után a velopharyngealis légutak térfogatának kis növekedésével járt együtt, amelyet az oldalirányú átmérő növekedése közvetített. Bár ez a térfogatnövekedés hozzájárulhatott a felső légutak csökkent összecsukódásához, a felső légút csökkent hosszúsága a legszorosabb kapcsolatban állt az AHI csökkenésével. A regionális arczsírtérfogatok szorosan tükrözik a test habitusának antropometriai változóit. A súlycsökkenés OSA súlyosságára gyakorolt hatásainak egyénközi változékonysága azonban nem magyarázható a felső légutak szerkezetének változásával és a helyi zsírlerakódással önmagában. A testsúlycsökkenés és az OSA javulása közötti összefüggés megállapításához a jövőbeni fenotípus-vizsgálatokra van szükség, amely magában foglalja a kraniofaciális struktúrát, a regionális testzsíreloszlást, a felső légutak szerkezetét és működését, valamint a tüdő térfogatát.

Köszönetnyilvánítás

A szerzők köszönetet mondanak Dr. Dev Banerjee-nek és Dr. Mike Trennellnek a tanulmányhoz való hozzájárulásukért.