阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征并發(fā)充血性心力衰竭的機(jī)制研究進(jìn)展

袁亞芳+陳文宇+潘稚芬

[摘要] 睡眠呼吸暫停低通氣綜合征是一組常見的睡眠疾病，包括阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome，OSAHS）、中樞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（central sleep apnea-hypopnea syndrome，CSAHS）和混合性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（mixed sleep apnea-hypopnea syndrome，MSAHS），其中OSAHS是這組疾病中最常見的一種。近來研究表明隨著OSAHS病情逐漸加重，可并發(fā)多種心血管疾病，其中充血性心力衰竭是重要合并癥之一，研究表明合并心衰會對OSAHS疾病進(jìn)展及預(yù)后產(chǎn)生不利影響，但目前對其機(jī)制尚不十分明確，本文就目前國內(nèi)外OSAHS伴發(fā)心衰可能機(jī)制進(jìn)行綜述。

[關(guān)鍵詞] 阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征；充血性心力衰竭；發(fā)病機(jī)制；研究進(jìn)展

[中圖分類號] R766 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-9701（2017）35-0165-04

[Abstract] Sleep apnea hypopnea syndrome is a common group of sleep disorders， including obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome（OSAHS）， central sleep apnea-hypopnea syndrome（CSAHS） and mixed sleep apnea-hypopnea syndrome（MSAHS）， of which OSAHS is the most common of this group of diseases. Recent studies have shown that with the gradual increase of OSAHS condition， a variety of cardiovascular diseases can be complicated， including congestive heart failure， which is one of the important complications. Studies have showed that combined heart failure will have adverse effect on OSAHS disease progression and prognosis. But its mechanism is still not very clear. This article summarizes the possible mechanisms of OSAHS associated with heart failure at home and abroad.

[Key words] Obstructive sleep apnea hypopnea syndrome； Congestive heart failure； Pathogenesis； Research progress

OSAHS指患者睡眠狀態(tài)下由于氣道塌陷性增加引起上氣道部分或完全阻塞、氣流受限，導(dǎo)致反復(fù)出現(xiàn)低通氣和（或）呼吸中斷，引起間歇性低氧血癥伴高碳酸血癥以及睡眠結(jié)構(gòu)紊亂，進(jìn)而使機(jī)體發(fā)生一系列病理生理改變的臨床綜合征。隨著OSAHS患者間歇性缺氧程度的加重可引起機(jī)體神經(jīng)內(nèi)分泌失調(diào)、氧化應(yīng)激及能量調(diào)節(jié)障礙，如若未行干預(yù)可進(jìn)一步導(dǎo)致高血壓、冠心病、心律失常及肺動脈高壓等一系列心血管并發(fā)癥[1-3]。近年來人們對上述諸多心血管并發(fā)癥進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)，心衰可能是導(dǎo)致OSAHS預(yù)后不良的獨(dú)立危險因素。研究顯示40%～60%慢性充血性心力衰竭患者存在睡眠呼吸暫停，而與OSAHS相關(guān)的心力衰竭患者占到心力衰竭總數(shù)的5%～10%[4]。心衰有可能加重機(jī)體上氣道阻力，促進(jìn)OSAHS疾病發(fā)生發(fā)展，然而目前OSAHS并發(fā)心衰的研究相對較少，本文就目前國內(nèi)外有關(guān)OSAHS并發(fā)心衰的可能機(jī)制研究進(jìn)行綜述。

1 OSAHS并發(fā)充血性心力衰竭的研究概況

國外流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)OSAHS與充血性心力衰竭（congestive heart failure，CHF）發(fā)生相關(guān)，美國學(xué)者Shahar E等[5]進(jìn)行的一項(xiàng)睡眠心臟健康專題研究表明睡眠呼吸暫停低通氣指數(shù)（apnea hypopnea index，AHI）>11次/h的OSA患者發(fā)生CHF的相對危險性為2.38，且獨(dú)立于其他危險因素。進(jìn)一步研究顯示11%～37%的CHF患者合并有OSA，該數(shù)據(jù)提示心血管疾病患者睡眠障礙發(fā)生率較高。同期一項(xiàng)關(guān)于慢性心衰與OSAHS關(guān)系的前瞻性研究顯示左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）與CHF相關(guān)，45%的研究對象中有26%合并有OSAHS[6]。國內(nèi)學(xué)者周新春等[7]對328例CHF患者進(jìn)行多導(dǎo)睡眠呼吸監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)，合并OSAHS的患者高達(dá)61.6%，并且該組患者OSAHS發(fā)病率隨心衰程度加重而增加。蔡煦等[8]通過流行病學(xué)調(diào)查顯示在60歲以上的OSAHS老年患者中，心衰程度隨AHI值增加而加重，該學(xué)者對研究數(shù)據(jù)分析后指出OSAHS可能是CHF發(fā)生的獨(dú)立危險因素。另有數(shù)據(jù)研究表明約10%的收縮性心力衰竭患者可能患有OSAHS[9]。上述研究表明，OSAHS并發(fā)心衰并不少見。

2 OSAHS并發(fā)充血性心力衰竭機(jī)制的研究概況

目前OSAHS并發(fā)CHF的具體機(jī)制尚不十分明確，多項(xiàng)研究表明交感神經(jīng)興奮性增加、氧化應(yīng)激、內(nèi)皮功能障礙、肺動脈高壓、心肌細(xì)胞凋亡、RAAS系統(tǒng)激活等可能是疾病發(fā)生發(fā)展的重要因素。

2.1交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮性增加endprint

多項(xiàng)研究提示OSAHS患者睡眠及清醒狀態(tài)下交感神經(jīng)活性高于健康人[10]，而Kim SJ等[11]也通過動物模型證實(shí)這一現(xiàn)象的存在，其研究發(fā)現(xiàn)OSAHS模型大鼠體內(nèi)交感神經(jīng)活性一直持續(xù)到間歇低氧結(jié)束后1 h。該機(jī)制可能與OSAHS睡眠時反復(fù)呼吸暫停引起的低氧血癥及高碳酸血癥對頸動脈竇和主動脈體長期刺激有關(guān)[12]，另外缺氧可增加外周化學(xué)反射對其的敏感性，并直接影響交感神經(jīng)中樞控制系統(tǒng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)持續(xù)交感神經(jīng)興奮可引起OSAHS患者體內(nèi)去甲腎上腺素（norepinephrine，NE）顯著升高。相關(guān)研究也顯示OSAHS患者NE增高明顯[13，14]。NE既參與心室重構(gòu)又增強(qiáng)心肌收縮力、收縮周圍血管、增加后負(fù)荷及加快心率從而使心肌耗氧量增加，因此NE與CHF密切相關(guān)[15]。OSAHS患者交感神經(jīng)興奮性增加使其患高血壓風(fēng)險相應(yīng)增高，研究提示約50%的OSAHS患者同時合并高血壓，約30%高血壓患者伴有OSAHS，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其血壓呈非勺形改變，而這種改變可進(jìn)一步引起左心室肥厚和CHF[16-18]。另一方面，OSAHS交感神經(jīng)系統(tǒng)過度興奮也可能引起機(jī)體心率變異率（heart rate variation，HRV）下降，下降的程度與OSAHS病情的嚴(yán)重程度正相關(guān)，有學(xué)者[19]發(fā)現(xiàn)心衰患者HRV降低，降低程度與心功能分級呈負(fù)相關(guān)，因此認(rèn)為OSAHS患者心率變異率下降可能與心衰有某種聯(lián)系，但是其確切機(jī)制尚不十分明確。

2.2氧化應(yīng)激、炎癥及內(nèi)皮功能障礙

氧化應(yīng)激是指由于活性氧（reactive oxygen species，ROS）過度產(chǎn)生與抗氧化防御機(jī)制減弱，兩者平衡失調(diào)造成的組織損傷[20]。研究表明OSAHS患者血清及呼吸道局部氧化應(yīng)激標(biāo)志物水平增高，而抗氧化物水平下降，且與其病情嚴(yán)重程度相關(guān)[21-23]。該機(jī)制可能與慢性間歇性缺氧有關(guān)，它類似于心肌缺血再灌注損傷，另外交感神經(jīng)興奮性增強(qiáng)及睡眠紊亂也可能發(fā)揮一定作用[20]。氧化應(yīng)激可選擇性激活依賴核因子κB（NF-κB）的促炎癥反應(yīng)途徑，并調(diào)節(jié)黏附分子、炎癥細(xì)胞因子、脂肪因子的產(chǎn)生，包括IL-6、IL-8和腫瘤壞死因子α（TNF-α）、細(xì)胞黏附因子-1（ICAM-1）等[24]。ROS及炎癥介質(zhì)可共同作用于心肌亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)如蛋白質(zhì)、核酸、線粒體等，引起心肌細(xì)胞能量代謝障礙、結(jié)構(gòu)發(fā)生改變等使心肌收縮舒張功能受損促進(jìn)心衰發(fā)生[25]。姜秀峰等[26]通過鼠OSAHS模型發(fā)現(xiàn)血清ROS標(biāo)志物升高程度與心功能指標(biāo)（LVEF）呈顯著負(fù)相關(guān)，從而說明氧化應(yīng)激與心衰關(guān)系密切。研究發(fā)現(xiàn)ROS作用于血管內(nèi)皮可使其釋放的主要縮血管物質(zhì)內(nèi)皮素水平升高，而主要的舒血管物質(zhì)一氧化氮水平降低，血管強(qiáng)烈收縮、內(nèi)皮損傷功能障礙及血管重建，升高血壓[27]、肺動脈壓力[28，29]，增加心臟負(fù)荷促成CHF發(fā)展。另外，有學(xué)者認(rèn)為ROS作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞可造成大量氧化的低密度脂蛋白（Oxidized low density lipoprotein，OLDL）產(chǎn)生，誘導(dǎo)大量炎癥因子及血管基因表達(dá)改變[27]，促成動脈粥樣硬化發(fā)生從而影響心肌供血。

2.3 腎素-血管緊張素系統(tǒng)（renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS）

RAAS主要由腎素、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angioten-sin-converting enzyme，ACE）、血管緊張素原組成，最后生成血管緊張素、醛固酮而發(fā)揮生理效應(yīng)。OSAHS與RAAS的關(guān)系十分復(fù)雜，目前尚不十分明確。研究表明OSAHS體內(nèi)存在循環(huán)和局部RAAS激活[30-32]，其機(jī)制可能與低氧、高碳酸血癥、交感神經(jīng)過度激活及氧化應(yīng)激有關(guān)[33，34]。RAAS的激活促進(jìn)生長因子的產(chǎn)生、促原癌基因表達(dá)及增加胞外基質(zhì)合成等作用，參與心肌肥厚及心室重構(gòu)[35]。此外，其效應(yīng)物血管緊張素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）可直接收縮全身微動脈使血壓升高，并可促進(jìn)交感神經(jīng)末梢釋放遞質(zhì)，導(dǎo)致血兒茶酚胺水平進(jìn)一步升高加強(qiáng)對心血管作用，另外AngⅡ也可促進(jìn)醛固酮釋放，導(dǎo)致血容量增加、心臟前負(fù)荷增加[34，35]。國外有學(xué)者通過犬心衰模型發(fā)現(xiàn)RAAS活性增高與心肌舒縮功能障礙密切相關(guān)[36]。然而另有研究[37]稱OSAHS體內(nèi)脂肪細(xì)胞產(chǎn)生的未酯化脂肪酸通過氧化應(yīng)激反應(yīng)，產(chǎn)生氧化的脂肪酸作用于腎上腺分泌醛固酮，同時負(fù)反饋導(dǎo)致RAAS活性降低。因此RAAS可能對OSAHS并發(fā)心衰起到一定促進(jìn)作用，但是具體機(jī)制尚未得到證實(shí)。

2.4 其他

OSAHS患者睡眠時上氣道阻力增加，因?qū)乖撟枇?dǎo)致胸腔負(fù)壓增大，進(jìn)而降低右心房壓力、增加靜脈回流和長期往復(fù)使得右心前負(fù)荷增加，右心擴(kuò)大促成右心衰。右室前負(fù)荷增加后，室間隔左移，左心室充盈及順應(yīng)性下降，從而導(dǎo)致心搏出量減少，使左心功能受損[12]。另外，缺氧激活心肌原癌基因介導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡[38]，并可啟動心肌細(xì)胞自噬性死亡，最終出現(xiàn)心肌病理性重塑[39]。OSAHS患者反復(fù)發(fā)作的夜間低氧會刺激腎臟分泌促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin，EPO）的增加，導(dǎo)致紅細(xì)胞生成增多，血液黏稠度增加，血流緩慢，加速心血管受損的發(fā)生[12]。有學(xué)者[40]發(fā)現(xiàn)OSAHS伴發(fā)CHF患者出現(xiàn)的低碳酸血癥、低氧血癥、通氣增益效應(yīng)增高、循環(huán)時間增長以及微覺醒可介導(dǎo)一種特殊模式的中樞性睡眠呼吸暫停（central sleep apnea，CSA），即陳-氏呼吸（Cheyne-Stokes respiration，CSR），常將二者統(tǒng)稱為CSR-CSA，其主要通過低氧和微覺醒引起交感神經(jīng)活性增強(qiáng)，形成惡性循環(huán)進(jìn)一步加重心臟負(fù)擔(dān)。

3 小結(jié)與展望

CHF發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜且受到多重因素的綜合影響，隨著多導(dǎo)睡眠監(jiān)測技術(shù)（polysomography technology，PSG）的普及，有越來越多CHF被檢出合并有OSAHS，然而OSAHS是否是其患病的獨(dú)立危險因素目前尚無定論。OSAHS并發(fā)CHF的機(jī)制目前研究較少，現(xiàn)階段的研究多集中于交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮性增加、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、內(nèi)皮功能障礙、RAAS、胸腔負(fù)壓增大及心肌凋亡等方面。現(xiàn)有研究結(jié)果顯示缺氧與高二氧化碳、神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)激活、心肌細(xì)胞凋亡、肺動脈高壓、氧化應(yīng)激、內(nèi)皮功能紊亂等的綜合作用可能是OSAHS患者心功能惡化的主要原因，但是上述研究中所涉及的交感神經(jīng)遞質(zhì)（如兒茶酚胺、神經(jīng)肽Y、降鈣素基因相關(guān)肽、5-羥色胺等）及血管活性物質(zhì)（如心鈉肽、腦鈉肽、降鈣素基因相關(guān)肽及血管活性肽等）是否確實(shí)受到OSAHS產(chǎn)生的病理生理環(huán)境影響，又在OSAHS并發(fā)CHF的過程中扮演了何種角色及具體作用機(jī)制仍未闡明，因此尚不能完全揭示這一發(fā)病機(jī)制。另外，OSAHS并發(fā)CHF患者體內(nèi)是否存在基因表達(dá)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、心臟受體、細(xì)胞離子通道、蛋白酶的異常及其生理機(jī)制亦無相關(guān)研究。未來隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可在基因分子水平、細(xì)胞水平等方面對OSAHS合并CHF的機(jī)制進(jìn)行更加深入的研究，并可通過多中心、大樣本研究加以驗(yàn)證，最終為該疾病的臨床診治和藥物研發(fā)提供新的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。endprint

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（收稿日期：2017-08-17）endprint