低頻復(fù)合生理頻率慢性電刺激對阻塞性睡眠呼吸暫停兔頦舌肌結(jié)構(gòu)和功能影響的研究.pdf

1、阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(Obstructive sleep apnea hypopnea syndrome OSAHS)是指在睡眠期間反復(fù)發(fā)生上氣道阻塞并引起呼吸間歇性暫停的疾病,臨床主要表現(xiàn)為睡眠打鼾、憋氣,晨起頭痛頭暈,日間嗜睡乏力。由于在夜間睡眠中反復(fù)出現(xiàn)低氧血癥和睡眠結(jié)構(gòu)紊亂,導(dǎo)致OHSAS患者心腦血管疾病并發(fā)癥增加。目前認為OSAHS是高血壓,心肌梗死和腦卒中等疾病的獨立危險因素,嚴重影響人類的生活質(zhì)量和生存時間,近年來已引

2、起廣泛重視。
　　 上氣道解剖性狹窄和局部軟組織易塌陷性是OSAHS發(fā)生的主要原因[1]。有研究發(fā)現(xiàn)OSAHS患者睡眠時呼吸道阻力比正常人睡眠時要高3倍[2]。上氣道擴張肌收縮能力是決定OSAHS患者上氣道開發(fā)程度的重要因素[3]。頦舌肌是主要的上氣道擴張肌,正常收縮時舌體前移,可以阻止咽腔的縮小并對抗氣流的阻力,維持氣道開放。臨床及基礎(chǔ)研究證實[4,5],頦舌肌的功能異?？蓪?dǎo)致上氣道塌陷,并且是引發(fā)OSAHS的最重要原因之一。

3、因此,改善頦舌肌功能可成為有效、合理治療OSAHS的關(guān)鍵。
　　 國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)[6,7,8],在夜間睡眠中呼吸暫停發(fā)生時,給予OSAHS患者頦舌肌急性電刺激,可促使頦舌肌的收縮,改善即刻的通氣,終止呼吸暫停。但這種電刺激治療模式系急性短期治療,刺激頻率是50Hz左右,不排除會損傷頦舌肌,且無長期治療效果也無預(yù)防呼吸暫停事件發(fā)生的作用。因而,需要尋找一種更科學(xué)、有效的頦舌肌電刺激模型,實現(xiàn)對OSAHS頦舌肌肌纖維有宜的重構(gòu),防止

4、上氣道的塌陷和狹窄,改善OSAHS的通氣,提高其遠期生活質(zhì)量。
　　 不同頻率的電刺激可使骨骼肌產(chǎn)生不同的適應(yīng)性變化,骨骼肌肌纖維類型可以發(fā)生轉(zhuǎn)變,具有高度的可塑性[9]。研究發(fā)現(xiàn)[10],對新西蘭白兔頦舌肌低頻10Hz電刺激7天后,其頦舌?、裥图±w維增加,頦舌肌抗疲勞能力得以增強。然而,如果電刺激后肌纖維Ⅰ型纖維比例增加,隨之而來的問題是肌肉收縮力量、速度及應(yīng)急能力均會有所降低,顯然這不是臨床治療OSAHS所需求的最佳肌纖維重

5、構(gòu)。以往我們在研究變頻電刺激膈肌中發(fā)現(xiàn)[11],低頻復(fù)合生理頻率電刺激膈肌可以改善肌球蛋白比例和含量,既增強頦舌肌抗疲勞能力有增強收縮強度。據(jù)以上我們推測,低頻復(fù)合生理頻率慢性電刺激(low and physiological frequency chronic electrical stimulation,LPCES)可能是改善OSAHS頦舌肌肌纖維比例,增強肌肉抗疲勞能力和收縮力的最佳電刺激模式。目前,國內(nèi)外研究尚無類似報道。

6、>　　 本課題擬研究低頻和低頻復(fù)合生理頻率電刺激對OSAHS兔頦舌肌肌纖維結(jié)構(gòu)、能量代謝及力學(xué)特征的適應(yīng)性變化特征和規(guī)律。論證闡明低頻復(fù)合生理頻率慢性電刺激(10+40HZ)防治頦舌肌疲勞的機理,為臨床使用低頻復(fù)合生理頻率慢性電刺激頦舌肌治療OSAHS提供理論依據(jù)。
　　 本課題主要包括以下內(nèi)容:
　　 (一)阻塞性睡眠呼吸暫停兔模型的建立及模型的評價
　　 1.采用低壓缺氧法建立阻塞性睡眠呼吸暫停兔模型。

7、r>　　 2.采用X線電子計算機斷層掃描(computed tomography CT)觀察阻塞性睡眠呼吸暫停兔模型上氣道結(jié)構(gòu)的變化。
　　 3.采用Rm6240多道生理信號采集處理系統(tǒng)觀察阻塞性睡眠呼吸暫停兔模型睡眠呼吸氣流的變化。
　　 4.觀察阻塞性睡眠呼吸暫停兔模型血氣分析的變化。
　　 5.觀察阻塞性睡眠呼吸暫停兔模型咽部及頦舌肌組織病理學(xué)的變化。
　　 (二)低頻復(fù)合生理頻率慢性電刺激后阻塞

8、性睡眠呼吸暫停兔頦舌肌肌球蛋白重鏈(myosin heavy chain MHC)亞型表達變化的實驗觀察
　　 1.采用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-polyacrylamide gel electrophoresisSDS-PAGE)法測定,低頻復(fù)合生理頻率慢性電刺激后阻塞性睡眠呼吸暫停兔頦舌肌MHC四種亞型蛋白表達的變化。
　　 2.采用半定量反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈式反應(yīng)(Reverse transcripatase-

9、polymeraseChainreaction RT-PCR)法測定,低頻復(fù)合生理頻率慢性電刺激后阻塞性睡眠呼吸暫停兔頦舌肌MHC四種亞型mRNA表達的變化
　　 (三)低頻復(fù)合生理頻率慢性電刺激后阻塞性睡眠呼吸暫停兔頦舌肌力學(xué)特征與肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶活性(sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase SERCA)變化的實驗觀察
　　 1.采用Rm6240多道生理信號采集處理系統(tǒng)測定低頻復(fù)合

10、生理頻率慢性電刺激后阻塞性睡眠呼吸暫停兔頦舌肌力學(xué)特征的改變。
　　 2.采用南京建成生物工程研究所提供的Ca2+-ATP酶測試盒測定低頻復(fù)合生理頻率電刺激后阻塞性睡眠呼吸暫停兔頦舌肌SERCA活性的改變。
　　 主要結(jié)果:
　　 1.阻塞性睡眠呼吸暫停兔模型組上氣道CT掃描結(jié)果顯示:舌骨水平的咽后壁增厚(P＜0.01)、前后徑減小(P＜0.05)、截面積減小(P＜0.01);軟腭中點水平軟腭增厚(P＜0.05)

11、,上下徑減小(P＜0.05)。
　　 2.阻塞性睡眠呼吸暫停兔模型組較對照組睡眠期間的呼吸暫停低通氣指數(shù)(apneahypopnea index,AHI)明顯升高(P＜0.01)、呼吸頻率加快(P＜0.01)、呼吸時比增加(P＜0.01)、平均呼吸深度增加(P＜0.05)。
　　 3.阻塞性睡眠呼吸暫停兔模型組較對照組動脈血氧分壓(PaO2)降低(P＜0.01)、二氧化碳分壓(PaCO2)增高(P＜0.05)。
　

12、　 4.阻塞性睡眠呼吸暫停兔模型組織病理檢測顯示:光鏡下可見咽壁黏膜上皮組織增厚并角化,黏膜下層組織腺體增生;頦舌肌肌纖維萎縮、有溶解斷裂現(xiàn)象。
　　 5.在SDS-PAGE分析頦舌肌MHC亞型比例實驗中,10Hz電刺激組及(10+40)Hz電刺激組頦舌肌MHCⅠ亞型比例增加(P＜0.05),MHCⅡ a亞型減少(P＜0.05);(10+40)Hz電刺激組變化的趨勢更加明顯。
　　 6.在RT-PCR法分析頦舌肌MHC

13、亞型mRNA表達實驗中,10Hz電刺激組MHCⅠ亞型mRNA表達量稍有上升,但差異不顯著(P＞0.05);(10+40)Hz電刺激組MHCⅠ亞型mRNA表達量顯著上升(P＜0.05);MHCⅡ a,MHCⅡ b及MHCⅡ x三種亞型mRNA表達無顯著差異。
　　 7.在觀察頦舌肌力學(xué)特征的實驗中,10Hz組頦舌肌抗疲勞能力明顯提高(P＜0.05),但收縮力改善不明顯(P＞0.05),(10+40)Hz組頦舌肌肌收縮力和抗疲勞能力

14、都明顯提高(P＜0.05)。
　　 8.在觀察頦舌肌SERCA活性的實驗中,10Hz組頦舌肌SERCA活性明顯降低(P＜0.05)、(10+40)Hz組頦舌肌SERCA活性稍增高(P＞0.05)。
　　 全文結(jié)論
　　 1.慢性低壓缺氧方法可以建立阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征兔模型,其病理生理改變與阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者相似。
　　 2.低頻復(fù)合生理頻率慢性電刺激可使阻塞性睡眠呼吸暫停兔頦舌肌MHC由Ⅱ