Associations between Airway Inflammation and Indices of Sleep Apnea Severity in Obstructive Sleep Apnea Patients
Keywords:
Obstructive sleep apnea, Airway inflammation, ภาวะหยุดหายใจขณะนอนหลับจากการอุดกั้น, การอักเสบของทางเดินหายใจAbstract
Background and Objectives:Obstructive sleep apnea (OSA) is a complex disorder that consists of recurrent upper airway collapse, intermittent hypoxia (IH), and sleep fragmentation. Previous studies suggest that IH may play a role in airway inflammation. Fractional exhaled nitric oxide (FeNO) levels have been used as markers for airway inflammation. This study investigated the association of sleep apnea severity with airway inflammation in patients with OSA.
Methods: Forty OSA patients diagnosed with medical specialists by the polysomnography (PSG) and submitted to sleep studies were evaluated. FeNO levels were measured following PSG.
Results: The average apnea hypopnea index (AHI) of patients was 37.8 ± 5.8 /hour, arousal index 56.7 ± 14.5 /hour, apnea index 19.0 ± 9.4 /hour and nadir oxygen saturation was 87 ± 4 %. The average level of FeNO was 27.7 ± 2.2 ppb. FeNO levels were positively correlated with AHI (R2 = 0.3585, p <0.001), arousal index (R2 = 0.2598, p < 0.001), and apnea index (R2= 0.1719, p < 0.01).
Conclusion: This study demonstrates that airway inflammation was associated with OSA severity indices. Further study should be conducted in mild to severe OSA patients in order to definitely establish the association between airway inflammation and sleep apnea indices.
ความสัมพันธ์ระหว่างการอักเสบของทางเดินหายใจกับความรุนแรงของภาวะหยุดหายใจขณะนอนหลับ
คณปพน วุฒิอัมพร1, อรพิน ผาสุริย์วงษ์1, วัชรา บุญสวัสดิ์2, Justin T. Reese3, เบญจมาศ อินทรโภคา4,
วิไลวรรณ กฤษณะพันธ์ 1*
1 ภาควิชาสรีรวิทยาคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น, จังหวัดขอนแก่น, ประเทศไทย
2 ภาควิชาอายุรศาสตร์ คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น, จังหวัดขอนแก่น, ประเทศไทย
3 จังหวัดหนองคาย, ประเทศไทย
4 โรงพยาบาลบำรุงราษฎร์ ประเทศไทย
หลักการและวัตถุประสงค์: ภาวะหยุดหายใจขณะนอนหลับจากการอุดกั้น (Obstructive sleep apnea, OSA) เป็นกลุ่มอาการที่ซับซ้อนประกอบด้วย การอุดกั้นของทางเดินหายใจ ภาวะพร่องออกซิเจนชั่วคราว และ การนอนหลับที่ไม่ต่อเนื่อง จากการศึกษาที่ผ่านมาพบว่าภาวะพร่องออกซิเจนชั่วคราวนี้ อาจมีความสัมพันธ์ต่อการอักเสบของทางเดินหายใจ ซึ่งการวัดปริมาณไนตริกออกไซด์ในลมหายใจออกเป็นวิธีหนึ่งที่สามารถใช้ประเมินการอักเสบของทางเดินหายใจ การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความรุนแรงของภาวะหยุดหายใจขณะนอนหลับจากการอุดกั้น กับการอักเสบของทางเดินหายใจ
วิธีการศึกษา: ศึกษากลุ่มผู้ป่วย OSA จำนวน 40 รายที่ได้รับการตรวจการนอนหลับและวินิจฉัยโดยแพทย์ผู้เชี่ยวชาญ และประเมินไนตริกออกไซด์จากลมหายใจออก ภายหลังจากการตรวจการนอนหลับ
ผลการศึกษา: พบว่า ดัชนีการหยุดหายใจและหายใจแผ่วเฉลี่ย 37.8 ± 5.8 /ชม. ดัชนีการตื่นเร้า 56.7 ± 14.5 /ชม. ดัชนีการหยุดหายใจ 19.0 ± 9.4 /ชม. ความอิ่มตัวของออกซิเจนต่ำสุดขณะนอนหลับ 87 ± 4% ระดับไนตริกออกไซด์ในลมหายใจออกเฉลี่ย 27.7 ± 2.2 ppb การอักเสบของทางเดินหายใจมีความสัมพันธ์กับระดับความรุนแรงของภาวะหยุดหายใจขณะนอนหลับดังนี้ ดัชนีการหยุดหายใจและหายใจแผ่ว(R2 = 0.3585, p <0.001) ดัชนีเกิดการตื่นเร้า (R2 = 0.2598, p < 0.001) และดัชนีการหยุดหายใจ (R2= 0.1719, p < 0.01)
สรุป: การศึกษาครั้งนี้แสดงถึงความสัมพันธ์ระหว่างการอักเสบของทางเดินหายใจและระดับความรุนแรงของภาวะหยุดหายใจขณะนอนหลับจากการอุดกั้นการศึกษาครั้งต่อไป ควรศึกษาในกลุ่มผู้ป่วยที่มีความรุนแรงของภาวะหยุดหายใจขณะนอนหลับ ที่มีความรุนแรงระดับเล็กน้อยถึงรุนแรงเพื่อให้ได้ความสัมพันธ์ดังกล่าวที่ชัดเจนยิ่งขึ้น
References
Yaggi HK, Strohl KP. Adult obstructive sleep apnea/hypopnea syndrome: definitions, risk factors, and pathogenesis. Clin Chest Med 2010; 31: 179-86.
Carpagnano GE, Lacedonia D, Foschino-Barbaro MP. Non-invasive study of airways inflammation in sleep apnea patients. Sleep Med. Rev 2011; 15: 317-26.
Schulz R, Mahmoudi S, Hattar K, Sibelius U, Olschewski H, Mayer K, et al. Enhanced release of superoxide from polymorphonuclear neutrophils in obstructive sleep apnea. Impact of continuous positive airway pressure therapy. Am J Respir Crit Care Med 2000; 162(2 Pt 1): 566-70.
Barnes PJ. Nitric Oxide and Airway Disease. Ann Med 1995; 27: 389-93.
Liu D, Huang Z, Huang Y, Yi X, Chen X. Measurement of nasal and fractional exhaled nitric oxide in children with upper airway inflammatory disease: Preliminary results. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2015; 79: 2308-11.
Dweik RA, Boggs PB, Erzurum SC, Irvin CG, Leigh MW, Lundberg JO, et al. An official ATS clinical practice guideline: interpretation of exhaled nitric oxide levels (FENO) for clinical applications. Am J Respir Crit Care Med 2011; 184: 602-15.
Tichanon P, Wilaiwan K, Sopida S, Orapin P, Watchara B, Banjamas I. Effect of Continuous Positive Airway Pressure on Airway Inflammation and Oxidative Stress in Patients with Obstructive Sleep Apnea. Can Respir J 2016; 2016: 310-24.
Hua-Huy T, Le-Dong NN, Duong-Quy S, Luchon L, Rouhani S, Dinh-Xuan AT. Increased alveolar nitric oxide concentration is related to nocturnal oxygen desaturation in obstructive sleep apnoea. Nitric Oxide 2015; 45: 27-34.
Duong-Quy S, Hua-Huy T, Tran-Mai-Thi H-T, Le-Dong N-N, Craig TJ, Dinh-Xuan A-T. Study of Exhaled Nitric Oxide in Subjects with Suspected Obstructive Sleep Apnea: A Pilot Study in Vietnam. Pul Med 2016; 2016: 305-18.
Fortuna AM, Miralda R, Calaf N, Gonzalez M, Casan P, Mayos M. Airway and alveolar nitric oxide measurements in obstructive sleep apnea syndrome. Respir Med 2011; 105: 630-6.
JalilMirmohammadi S, Mehrparvar AH, Safaei S, Samimi E, Torab Jahromi M. The association between exhaled nitric oxide and sleep apnea: The role of BMI. Res Med 2014; 108: 1229-33.
Kapur VK, Auckley DH, Chowdhuri S, Kuhlmann DC, Mehra R, Ramar K, et al. Clinical Practice Guideline for Diagnostic Testing for Adult Obstructive Sleep Apnea: An American Academy of Sleep Medicine Clinical Practice Guideline. Sleep Med 2017; 13: 479-504.
Suzuki YJ, Jain V, Park A-M, Day RM. Oxidative stress and oxidant signaling in obstructive sleep apnea and associated cardiovascular diseases. Free Radic Biol Med 2006; 40:1683-92.
Paoliello-Paschoalato AB, Oliveira SH, Cunha FQ. Interleukin 4 induces the expression of inducible nitric oxide synthase in eosinophils. Cytokine 2005; 30: 116-24.
Sopida Santamit, Wilaiwan Khrisanapant, Wannapa Ishida, Orapin Pasurivong, Watchara Boonsawat, Banjamas Intarapoka, et al. Heart Rate Variability in Thai Patients with Obstructive Sleep Apnea. Srinagarind Med J 2015; 30: 9-19.
Pongratz G, Straub RH. The sympathetic nervous response in inflammation. Arthritis Res Ther 2014; 16: 504.
