Антропометрични и цефалометрични показатели като прогностичен маркер за тежест и клинична изява на дихателни нарушения по време на сън

Въведение
Дихателните нарушения по време на сън варират от обикновено хъркане до обструктивна сънна апнея (ОСА). Междинно място заема синдромът на повишена резистентност на горните дихателни пътища по време на сън (UARS), Фиг. 1.

фигура 1

В света 7 до 8 млн. са с нетежки дихателни нарушения по време на сън (RDI>5), а при 1.8 до 4 млн. – те са тежки (RDI >15) – Националната комисия за изследване на дихателните нарушения по време на сън в САЩ. Най-често цитираното проучване съобщава за честота в популацията между 30-60 години – 9-24% за мъжете и 4-9% за жените (The Wisconsin Cohort Study).

Честотата непрекъснато се увеличава както при възрастни, така и при деца, като сред децата и подрастващите (най-често с наднормено тегло) е приблизително 6%. До 92% от жените и 80% от мъжете остават недиагностицирани.

ОСА е потенциално животозастрашаващо състояние, което засяга не само качеството на живот, но е свързано и със значителна смъртност.
ДНВС са независим рисков фактор за артериална хипертония, сърдечно-съдови заболявания, мозъчни инсулти, абнормен глюкозен метаболизъм, хронични бъбречни заболявания.

ДНВС се характеризират с различна тежест, определена от апнея-хипо­пнея индекс (AHI), тежест на нощната хипоксемия и фрагментирането на съня („arousal index“).

Обсервационни и лонгитудинални крос-секционни проучвания дават информация за естествения ход и прогресия на болестта. На тяхната база са дефинирани рисковите фактори за появата и развитието на тези нарушения. Предразполагащи фактори за появата на ДНВС са: възрастта, мъжкият пол, затлъстяването, фамилната обремененост, менопауза, краниофациални дизморфии, тютюнопушене и алкохолна консумация.

Tелесното тегло и BMI
Наднормено тегло се наблюдава в около 60% от пациентите, насочени за диагностика за ОСА. Епидемиологични проучвания от цял свят определят телесното тегло като най-важния рисков фактор за ОСА. В Wisconsin Sleep Cohort study едно стандартно отклонение в BMI се асоциира с четирикратно повишение в болестността от ОСА. Данните от други лонгитудинални проучвания като Sleep Heart Health Study, Wisconsin Sleep Cohort Study и The Cleveland Family Study показват, че повишението на телесното тегло ускорява прогресията на ОСА и развитието на умерена до тежка форма на болестта. В подкрепа на това са и данните от проучвания, касаещи диетични режими и хирургична корекция на телесното тегло, които показват намаление на тежестта с редукцията на телесната маса.

Промяната в телесното тегло е важна детерминанта за прогресията и регресията на болестта. В сравнение с участниците със стабилна телесна маса, тези, които увеличават теглото си с 10%, имат с 32% нарастване на АХИ и шесткратно по-голям риск да развият умерена до тежка ОСА. Докато 10% намаление на теглото се свързва с 26% намаление на АХИ.

Съвременни данни от Sleep Heart Health Study показват, че теглото е основен предсказващ фактор за прогресията и хода на заболяването. Тук се споменават полови различия в заболеваемостта и прогресията на заболяването. В сравнение с пациенти, които са със стабилно тегло, мъжете, увеличили телесната си маса с повече от 10 kg, имат 5.2 кратно повишение на АХИ с повече от 15 на час. За разлика от тях жените със същото увеличение на теглото показват 2.5 кратно повишение на АХИ. Дори и при липса на промяна в теглото 20% от мъжете и 10% жените развиват умерена до тежка ОСА за 5-годишен период на наблюдението. При редукция на теглото има регресия и на заболяването. Ефектът на телесното тегло върху прогресията на болестта се доказва и в Cleveland Family Study, което показва, че заболеваемостта от ОСА се определя независимо от телесното тегло, възрастта и пола.

Възраст
Възрастта е важен рисков фактор за ОСА. С напредването стават по-чести нарушенията в съня като трудно заспиване, брой и продължителност на събужданията през нощта. Повече от 50% от пациентите над 65 години имат в някаква форма нарушения на съня според епидемиологично проучване на Foley DJ, Monjan AA, Brown SL, Simonsick EM, Wallace RB, Blazer DG от 1995 г. В едно от най-ранните изследвания на Ancoli-Israel и сътр. 70% от мъжете и 56% от жените между 65 и 99 години са имали ОСА с АХИ >10 за час.

Болестността се увеличава с възрастта и достига до своето плато след 60-годишна възраст (според данните от Sleep Heart Health Study), както и други изследвания при различни кохорти, които показват същата зависимост при болестността от умерена до тежка ОСА – тя остава константна след шестата декада. Възможните механизми за това възрастово обусловено повишение на болестността от ОСА включват увеличено отлагане на мастна тъкан в парафарингеалната област, удължаването на мекото неб­це и промени в структурите около фаринкса. Заболеваемостта от ОСА се увеличава 2-3 пъти при индивиди над 65 години в сравнение с тези на възраст между 34-64 години. Възрастта играе важна роля и като намалява влиянието на пола, след 50-тата година от живота рискът се изравнява за двата пола (Sleep Heart Health Study).

Пол
Половата принадлежност е характерна особеност за честотата на ОСА при различни възрастови групи. Мъжете са по-склони да развият ОСА в сравнение с жените. Като според различни данни от проучвания съотношението мъже:жени варира до 8:1. Различията по пол е възможно да са резултат от различна клинична изява при мъжете и жените. Често жените нямат класическите симптоми, а именно шумно хъркане, нощни апноични паузи и др. Анализите от различни центрове показват, че жените с ОСА се оплак­ват повече от умора и недостиг на енергия през деня в сравнение с мъжете.

На второ място партньорите на жените са с по-висок праг на възприятие за хъркането и това също е причина за по-късно разпознаване на симптомите. Андрогенно обусловените характеристики за натрупване на мастна тъкан (в областта на торса и шията) са тези, които предразполагат мъжете за развитие на ОСА. Принципно се смята, че половите хормони могат да повлияват неврологичния контрол на мускулите, дилатиращи горните дихателни пътища и вентилацията. В тези популационни проучвания се установи, че жените не само са по-малко склонни да развият ОСА, но и биват по-късно диагностицирани в хода на болестта. Преживяемостта е по-малка при тях в сравнение с мъжете след поставяне на диагнозата ОСА с полисомнография предвид именно факта, че е късно диагностицирана. В три големи епидемиологични проучвания се демонстрира повишаване на заболеваемостта от ОСА постменопаузално.

Жените, използващи хормонозаместителна терапия (ХЗТ), са имали заболеваемост близка до тази на жени във фертилна възраст. Постменопаузалните жени са три пъти по-склонни да развият умерена до тежка ОСА, сравнени с пременопаузалните. Прилагането на ХЗТ намалява на половина риска за развитие на ОСА в сравнение с тези, които не са на ХЗТ. Пременопаузалните жени с ОСА са по-пълни в сравнение с мъже със същата тежест на болестта. Слабите жени с ОСА имат повишена честота на краниофациални абнормалности. При изследвания, проведени в центрове по съня, жените съобщават по-рядко за шумно хъркане и апнея спрямо мъжете и това е причината в данните от тези центрове да доминират мъжете в по-голяма степен 8:1. Освен това жените имат по-малък АХИ дори и след корекция на останалите демографски фактори като обиколка на шията.

Раса
Повечето популационно базирани проучвания за заболеваемостта от ОСА разглеждат проблема с ДНВС в Северна Америка, Европа и Австралия. Увеличават се изследванията и в страни като Китай, Индия и Корея. Те показват заболеваемост в Азия близка до тази в Северна Америка и Европа. Въпреки че азиатците не са обезни, заболеваемостта сред тях е сравнима с тази при представителите на бялата раса. Дори при еднакви възраст, пол и BMI, азиатците са с по-голяма тежест на заболяването. Наблюдаваните различия в краниофациалната морфология между представителите на бялата и монголоидна раса се смятат, че са етиологичен фактор за по-големия риск и по-голяма тежест на заболяването от ОСА при азиатците въпреки по-малката степен на затлъстяване.

Хъркането като кардинален симптом на ОСА се съобщава при 27.8% от латино мъжете и при 15.3% от латино жените.

Афроамериканците са предразположени в по-голяма степен към нарушение на дишането по време на сън в сравнение с представителите на бялата раса. Тази предиспозиция нараства с увеличаването на възрастта. При възрастните афроамериканци рискът се повишава двукратно. Изследването на краниофациалната морфология установява, че брахицефалията се асоциира с повишен АХИ при хора от бялата раса, но не и при афро­американците. Пациентите от монголоидната раса имат по-тесни ГДП и релативна ретрогнатия в сравнение с представителите на бялата раса при статистически контроли за BMI и обиколка на шията.

Антропометрични параметри
Неоспорима е връзката между затлъстяването и ОСА, но има и специфични характеристики на хабитуса на пациента (обиколка на шията и обиколка на талията, отношение талия/ръст и талия/ханш), които отразяват централно или периферно е разпределението на мастната тъкан и повишават риска от ДНВС при сравняване с контролна група с еквивалентен BMI.

Повишението на телесното тегло уврежда нормалната механика на ГДП по няколко механизма: повишава парафарингеалното отлагане на мастна тъкан и така намалява ГДП; уврежда нормалния компенсаторен механизъм за тонуса на ГДП; поражда нестабилност на контрола на дихателната система и редуцира функционалния остатъчен капацитет.
Множество мекотъканни и костни фактори могат да повлияят механичните способности на горните дихателни пътища и да увеличат склонността им към колапс по време на сън.

Цефалометрични параметри
В етиологията на ДНВС си взаимодействат анатомичните и патофизиологичните фактори и затова радиографското изследване на лицето и дихателните пътища има съществено значение. Използват се два вида техники – радиографски и тридименсионално сканиране (компютърна томография и ядрено-магнитен резонанс). Различия в скелета при пациенти с ОСА са докладвани в двете равнини – хоризонтална и вертикална. В предно-задно направление лицевата и предно краниалната база са променени и ъгълът на черепната основа е намален. Тази скелетна преустройка води до намаляване на пространството на дихателните пътища. В допълнение са описани и ретрузии на мандибулата. Дори и при липса на скелетна дизхармония, когато цялото лице е в ретропозиция, тялото на мандибулата може да е късо.

Във вертикалната плоскост се съобщава за увеличаване на височината на дол­ната част на лицето и ъгълът на максило-мандибуларната плоскост. Позицията на хиоидната кост, както и орофарингеалните размери са нетипични у индивидите с ОСА. Хиоидната кост е по-ниско разположена в сравнение с обичайното спрямо мандибуларната равнина, а фарингеалният лумен е редуциран със структурни промени на мекото небце.

Статичният цефалометричен анализ при радиография, компютърна томография и ядрено магнитен резонанс откриват множество скелетни и мекотъканни структурни различия между индивиди със и без ОСА в будно състояние. Находки като ретро­гнатия, хипертрофия на тонзилите, уголемен език или меко небце, по-ниско разположена хиоидна кост, максиларна и мандибуларна ретропозиция и намалено задно дихателно пространство, могат да намалят размерите на ГДП и да улеснят появата на апнея и хипопнея по време на сън. Дори при липса на клинично значими краниофациални отклонения, малки отклонения в размера на максилата и мандибулата могат да повишат склонността за развитие на ОСА. Метаанализ на изследвания, проучващи краниофациалните рискови фактори показва, че дължината на мандибуларното тяло най-силно корелира с повишен риск за ОСА.

Разликите в краниофациалната морфология могат да обяснят причините за вариации на риска за ОСА при различни расови групи при сравнителен анализ на представители на бялата и афроамериканска раса, където различни цефалометрични вариабилни корелират положително с тежестта на заболяването. Например при белите АХИ се свързва с брахицефалия, докато при афроамериканците се асоциира с параметрите на езика и мекото небце. Подобно сравнение между китайски азиатци и бели показва, че белите пациенти с ОСА имат по-тесни ГДП и ретрогнатия в сравнение с китайците при контролиране по обиколка на шията и BMI. В допълнение азиатците имат краниофациални особености, които повишават склонността към заболяването: по-малка черепна основа и по-остра флексура на черепна база. В обобщение тези изследвания показват, че краниофациалната анатомия е важна за патогенезата на ОСА, особено при необезни пациенти.

Фамилна предиспозиция
За първи път за фамилност при ОСА се говори от Strohl и сътр. през 1970 г., които разглеждат фамилия с много засегнати от болестта членове. След това няколко изследвания потвърждават ролята на вродените и унаследими фактори за генезата на ОСА.

Родственици от първи ред на пациента са с по-голяма склонност да развият ОСА. Фамилната предразположеност се увеличава според броя на засегнатите роднини.

Сегрегационният анализ, приложен в Cleveland Family Study показва, че независимо от BMI до 35% от вариациите в тежестта на заболяването (АХИ) могат да се дължат на генетични фактори. Споменатите краниофациални морфологични особености също могат да определят сколонността на ГДП към колапс по време на сън. Ретропозицията на максилата и мандибулата, голямото меко небце, както и обемът на латералните парафарингеални стени, езикът и общо всички мекотъканни структури, също може да бъде унаследен. Вродени аномалии в контрола на дишането по време на сън също могат да доведат до появата на дихателни нарушения по време на сън.

Тютюнопушене и алкохол
Тютюнопушенето и алкохолната употреба се смятат за възможен рисков фактор за ОСА. Епидемиологични проучвания показват, че настоящите пушачи се свързват с повишен риск от хъркане и ОСА, а бившите не показват повишен риск и затова се допуска, че възпалението на дихателните пътища и увредата от цигарения дим би могло да причини механична увреда и неврогенно да повиши възможността на ГДП да колабират по време на сън. Приемът на алкохол вечер доказано повишава склонността към колапс на ДП и предизвиква апнеи и хипо­пнеи по време на сън. Той може да индуцира дори и при здрави безсимптомни индивиди такива реакции. Алкохолната консумация може да удължи апнеята и да влоши тежестта на хипоксемията.

Съществуват и няколко други състояния, които биха могли да се свържат с повишена болестност от ОСА: поликистозният овариален синдром, хипотиреоидизмът. Няколко проучвания показват висока честота (≈60-70%) на ОСА при жени с ПКОС. Висцералното затлъстяване и високите андрогенни нива създават предпоставки за ОСА, влошавайки механиката на дишането и неврогенния му контрол по време на сън.

Крос-секционни изследвания допускат, че ОСА е по-честа при пациенти с хипотиреоидизъм. Хипотиреоидизмът води до отлагане на хиалуронова киселина в кожата и меките тъкани и в ГДП – уголемяване на езика, на фарингеалните и ларингеални мукозни мембрани и така повишава склонността на ДП да колабират по време на сън.

Има доказателства и за това, че хипотиреоидизмът може да намали централната вентилаторна активност.Така при пациентите с хипотиреоидизъм се оформят два възможни механизма за развитие на ОСА.

Заключение
ДНВС са резултат от многофакторен комплекс на патофизиологични разстройства и принципно анатомията на ГДП играе ключова роля за развитието на ОСА.
През 90-те години на миналия век учени от Станфордския университет предлагат формула за приблизително определяне на АХИ. Те вземат предвид и анатомичната дизморфия и формулата им съдържа както морфометрични измервания, така и антропометрични данни. Тя е създадена на базата само на 30 пациенти и е тествана след това при 300 пациенти в проспективно проучване и е показала позитивна предсказваща стойност 100% и негативна предсказваща стойност от 89%.
Златен стандарт в диагнозата на ДНВС остава целонощната полисомнография. Неоспоримите доказателства за тяхната роля като рисков фактор за социалнозначими заболявания налагат активно търсене на предиктивни скринингови параметри за по-ранното им откриване, фенотипизиране и персонализиран подход в
лечението. n

книгопис:

1. Cillo JE Jr, Thayer S, Dasheiff RM, Finn R (2012) Relations between obstructive sleep apnea syndrome and specific cephalometric measurements, body mass index, and apnea-hypopnea index.J Oral Maxillofac Surg 70(4):e278–283.
2. Young T, Peppard PE, Taheri S. Excess weight and sleep-disordered breathing. J Appl Physiol (1985) 2005;99:1592-9.
3. Yu X, Fujimoto K, Urushibata K, Matsuzawa Y, Kubo K (2003)Cephalometric analysis in obese and nonobese patients with obstructivesleep apnea syndrome. Chest 124(1):212–218.
4. Peppard PE, Young T, Palta M, Dempsey J, Skatrud J (2000) Longitudinal study of moderate weight change and sleepdisordered breathing. JAMA 284(23):3015–302.
5. Sakakibara H, Tong M, Matsushita K, Hirata M, Konishi Y, Suetsugu S (1999) Cephalometric abnormalities in non-obese and obese patients with obstructive sleep apnoea. Eur Respir J 13(2):403–410.
6. Lowe AA, Ono T, Ferguson KA, Pae EK, Ryan CF, Fleetham JA(1996) Cephalometric comparisons of craniofacial and upper airway structure by skeletal subtype and gender in patients with obstructive sleep apnea. Am J Orthod Dentofacial Orthop110(6):653–664.
7. Foley, D. J., Monjan, A. A., Brown, S. L., Simonsick, E. M., Wallace, R. B., & Blazer, D. G. (1995). Sleep complaints among elderly persons: An epidemiologic study of three communities. Sleep, 18(6), 425-432.
8. Young T, Palta M, Dempsey J, Skatrud J, Weber S, Badr S. The occurrence of sleep-disordered breathing among middle-aged adults. N Engl J Med.1993;328:1230-1235.
9. Lee RW, Vasudavan S, Hui DS, Prvan T, Petocz P, Darendeliler MA, et al. Differences in craniofacial structures and obesity in Caucasian and Chinese patients with obstructive sleep apnea. Sleep 2010;33:1075-80.
10. Lam B, Ip MS, Tench E, Ryan CF. Craniofacial profile in Asian and white subjects with obstructive sleep apnoea. Thorax 2005;60:504-10.
11. Kim J, In K, Kim J, You S, Kang K, Shim J, et al. Prevalence of sleep-disordered breathing in middle-aged Korean men and women. Am J Respir Crit Care Med 2004;170:1108-13.
12. Hui DS, Ko FW, Chu AS, Fok JP, Chan MC, Li TS, et al. Cephalometric assessment of craniofacial morphology in Chinese patients with obstructive sleep apnoea. Respir Med 2003;97:640-6.
13. Battagel JM, L’Estrange PR. The cephalometric morphology of patients with obstructive sleep apnoea (OSA). Eur JOrthod 1996;18:557-569.
14. Soylu AC, Levent E, Sariman N, Yurtlu S, Alparslan S, Saygi A(2012) Obstructive sleep apnea syndrome and anthropometric obesityindexes. Sleep Breath 16(4):1151–1158.
15. Davies RJ, Stradling JR (1990) The relationship between neck circumference, radiographic pharyngeal anatomy, and the obstructive sleep apnoea syndrome. Eur Respir J 3(5):509–514.
16. Chi L, Comyn FL, Mitra N, Reilly MP, Wan F, Maislin G,Chmiewski L, Thorne-FitzGerald MD, Victor UN, Pack AI,Schwab RJ (2011) Identification of craniofacial risk factors for obstructive sleep apnoea using three-dimensional MRI. Eur Respir J 38(2):348–358.
17. Abramson Z, Susarla S, August M, Troulis M, Kaban L.Three-dimensional computed tomographic analysis of airway anatomy in patients with obstructive sleep apnea. J Oral Maxillofac Surg 2010;68:354-362.
18. Lee RW, Sutherland K, Chan AS, Zeng B, Grunstein RR, Darendeliler MA, et al. Relationship between surface facial dimensions and upper airway structures in obstructive sleep apnea. Sleep 2010;33:1249-54.
19. Hui DS. Craniofacial profile assessment in patients with obstructive sleep apnea. Sleep 2009;32:11-2.
20. Watanabe T, Isono S, Tanaka A, Tanzawa H, Nishino T (2002)Contribution of body habitus and craniofacial characteristics to segmental closing pressures of the passive pharynx in patients with sleep-disordered breathing. Am J Respir Crit Care Med 165(2):260–265.
21. Dempsey JA, Skatrud JB, Jacques AJ, Ewanowski SJ, Woodson BT, Hanson PR, Goodman B (2002) Anatomic determinants of sleep-disordered breathing across the spectrum of clinical and nonclinical male subjects. Chest 122(3):840–851.
22. Sforza E, Bacon W, Weiss T, Thibault A, Petiau C, Krieger J. Upper airway collapsibility and cephalometric variables in patients with obstructive sleep apnea. Am J Respir Crit Care Med 2000;161: 347-52.
23. Battagel J. Obstructive Sleep Apnoea: Fact Not Fiction. BDJ: 1996;Vol 23; 315-324.
24. Miles PG, Vig PS, Weyant RJ, Forrest TD, Rockette HE Jr. Craniofacial structure and obstructive sleep apnea syndrome – a qualitative analysis and meta-analysis of the literature. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1996;109:163-72.
25. Lowe AA, Fleetham JA, Adachi S, Ryan CF. Cephalometric and computed tomographic predictors of obstructive sleep apnea severity. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1995;107:589-95.
26. Hochban W, Brandenburg U 1994 Morphology of the viscerocranium in obstructive sleep apnoea syndromecephalometric evaluation of 400 patients. Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery 22: 205-213.
27. Horner R L, Mohiaddin R H, LowellD G, Shea S A, Burman E D, Longmore D B 1989b Sites and sizes of fat deposits around the pharynx in obese patients with obstructive sleep apnea and weight matched controls. European Respiratory Journal 2: 613-622.
28. Jamieson A, Guilleminault C, Partinen M, Quera-Salva M A 1986 Obstructive sleep apneic patients have craniomandibular abnormalities. Sleep 9: 469-477.
29. Lowe AA, Santamaria JD, Fleetham JA, Price C. Facial Morphology and Obstructive Sleep Apnoea. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1986;90:484-91.
30. Haponik E F, Smith P L, Bohlman M E, Allen R P, GoldmanS M, Bleeker E R 1983 Computerized tomography in obstructive sleep apnea. American Review of Respiratory Diseases 127:221-226.
31. Anch A M, Remmers J E, Bunce H III 1982 Supraglottic airway resistance in normal subjects and patients with occlusive sleep apnea. Journal of Applied Physiology 53:1158-1163.