EFFECT OF OBSTRUCTIVE BREATHING DISODERS IN SLEEP ON CHANGES IN THE FORCE OF THE RESPIRATORY MUSCLES


Cite item

Full Text

Abstract

In recent years, interest has increased in the role of obstructive breathing disorders during sleep (OSBD) and their influence on the functional state of the respiratory muscles (RM). Objective of the study: to identify changes in the indicators of the strength of the RM with varying degrees of severity of OSBD. 48 patients were examined, divided according to the results of cardiorespiratory monitoring into 4 groups depending on the severity of OSBD. The strength of the RM was assessed by the maximum inspiratory and expiratory pressure measured at the level of the oral cavity. The progression of the severity of respiratory disorders during the night contributed to an increase in the severity of nocturnal hypoxemia. As the severity of OSBD increased, an increase in the strength of the RM was observed. The relationship was revealed between the indicators of the strength of the RM and the indicators of the severity of OSBD. Conclusion. The adaptation of the respiratory muscles to their periodic tension during episodes of apnea and chronic intermittent hypoxia with OSBD in sleep is manifested by an increase in the strength of the RM.

Full Text

Актуальность. За последние годы возрос интерес к роли обструктивных нарушений дыхания во сне (ОНДС) в развитии заболеваний внутренних органов. ОНДС оказывают неблагоприятное влияние на здоровье человека, приводя к интермиттирующей гипоксии, фрагментации сна, нарушениям сердечного ритма, колебаниям артериального и внутригрудного давления, что способствует развитию коморбидной патологии [1, 2]. Обструкция дыхательных путей с усилением вдоха сопровождается напряжением дыхательных мышц (ДМ) и может приводить к их хронической перегрузке. Однако вопрос о влиянии ОНДС на функциональное состояние ДМ остаётся спорным [3, 4, 5, 6]. Цель исследования: выявить изменения показателей силы дыхательных мышц при различной степени тяжести обструктивных нарушений дыхания во сне. Материалы и методы исследования. Исследование одобрено Локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «ОрГМУ» Минздрава РФ. Критериями включения в исследование были мужской пол; возраст 30-69 лет; ОНДС; способность к выполнению дыхательных манёвров в ходе функционального исследования дыхательной системы; информированное добровольное согласие на участие в исследовании. Критерии исключения: центральное апноэ сна; острые и хронические заболевания дыхательной системы; патологические формы и деформации грудной клетки; операции на органах грудной клетки; заболевания центральной и периферической нервной системы, сопровождающиеся нарушением нервно-мышечной проводимости; приём препаратов, замедляющих нервно-мышечную проводимость; ожирение 3-й степени (ИМТ > 40 кг/м2); отказ от участия в исследовании. Согласно критериям включения и исключения в исследование были включены 48 пациентов, которые были разделены на 4 группы в зависимости от наличия и степени тяжести ОНДС. В 1 группу вошли 16 пациентов без ОНДС, во 2 группу - 16 пациентов с ОНДС легкой степени, 3 группу составили 8 пациентов с ОНДС средней степени, 4 группу - 8 пациентов с ОНДС тяжёлой степени. Обследованные группы был рандомизированы по возрасту и структуре сопутствующей патологии. Для выявления обструктивных нарушений дыхания во сне и определения степени тяжести их проводился кардиореспираторный мониторинг по стандартной методике с помощью скриннинговой системы ApneaLink (ResMed, Австралия). Диагноз ОНДС устанавливался согласно The International Classification of Sleep Disorders, Third Edition, 2014. Определение силы ДМ проводилось с использованием методики измерения максимальных уровней статичного давления на уровне рта (максимальное инспираторное давление, maximal inspiratory pressure, MIP и максимальное экспираторное давление maximal expiratory pressure, MEP) при закрытых дыхательных путях согласно ATS/ERS Statement on Respiratory Muscle Testing, 2002. С этой целью применялся прибор для измерения силы ДМ MicroRPM (Micro Medical Ltd., Великобритания). Значения MIP и MEP более 80 см вод. ст. свидетельствовали о сохранённой функции ДМ [7]. Для обработки данных, полученных в результате исследования, применялся программный комплекс Statistica 10 (Statsoft, Россия) с использованием непараметрических методов. Данные представлены в виде Me [Q1;Q3]. Данные считали достоверными при уровне значимости р<0,05. Полученные результаты и их обсуждение. При проведении кардиореспираторного мониторинга значения показателей сатурации кислорода крови (SpO2), зарегистрированные во время засыпания, во всех группах находились в пределах референсных значений (табл. 1). Таблица 1. Показатели кардиореспираторного мониторинга в обследованных группах Показатель 1 группа 2 группа 3 группа 4 группа р ИАГ, соб./ч 2,0 [1, 0; 3, 25] 8,0 [7, 0; 9, 5]* 20,0 [18, 0; 22, 0]*& 41,5 [32, 75; 67, 0]*&$ <0,001 Bas. SpO2, % 98,0 [97, 5; 98, 0] 97,0 [96, 0; 98, 0] 97,0 [96, 0; 97, 0] 96,0 [95, 0; 98, 0]*& 0,002 Ср SpO2, % 95,0 [94, 0; 96, 0] 95,0 [94, 0; 96, 0] 94,0 [93, 0; 95, 0] 93,0 [91, 0; 95, 0]*&$ <0,001 Min SpO2, % 89,0 [86, 0; 92, 0] 87,0 [82, 0; 89, 0] 84,0 [78, 0; 86, 0]* 78,0 [68, 0; 82, 0]*&$ <0,001 ∆SpO2, % 8,25 [5, 61; 12, 24] 10,2 [7, 29; 14, 95] 13,4 [9, 21; 20, 25]* 18,85 [14, 24;27, 56]*&$ <0,001 Примечание: р - достоверность различий показателей кардио-респираторного мониторинга между обследованными группами; * - различия достоверны по сравнению с 1 группой; & - различия достоверны по сравнению с 2 группой; $ - различия достоверны по сравнению с 3 группой У пациентов с ОНДС тяжёлой степени была зарегистрирована гипоксемия в ночные часы, о чем свидетельствуют значения показателя средней SpO2. По мере прогрессирования ОНДС наблюдалось достоверное уменьшение показателя минимальной SpO2, зарегистрированной в течение ночи. У пациентов без ОНДС показатели степени снижения SpO2 были наименьшими. Таким образом, прогрессирование тяжести дыхательных расстройств в течение ночи способствовало нарастанию степени тяжести ночной гипоксемии. Анализ показателей силы ДМ позволил установить, что во всех обследуемых группах сила инспираторных и экспираторных мышц была сохранена (Рисунок 1). Следует отметить, что по мере прогрессирования степени тяжести ОНДС наблюдается увеличение силы ИМ и ЭМ. У пациентов с ОНДС лёгкой степени значения MIP были на 18,5% выше, чем у пациентов без ОНДС, у пациентов с ОНДС средней и тяжёлой степени - на 21,1% и 25,8% соответственно. В группе пациентов с ОНДС средней степени значения MEP были выше на 31,6%, чем у пациентов без ОНДС. В группе пациентов с ОНДС тяжёлой степени значения МЕР были выше на 37,7%, чем у группы пациентов без ОНДС и на 20,7% и у группы пациентов с ОНДС лёгкой степени. Рис. 1. Показатели силы дыхательных мышц в обследованных группах Примечание - * - различия достоверны по сравнению с 1 группой (p≤ 0,05); &- различия достоверны по сравнению с 2 группой (p≤ 0,05). Проведенный корреляционный анализ выявил положительную средней силы корреляционную связь между силой инспираторных мышц (MIP) и ИАГ (r=0,3, p=0,005), силой экспираторных мышц (MEP) и ИАГ (r=0,57, p <0,001). Полученные результаты позволяют предположить, что периодически возникающие в течение ночи эпизоды остановок дыхания во сне, сопровождающиеся статическим напряжением ДМ и интермиттирующей гипоксией, влияют на увеличение силы ДМ по мере прогрессирования степени дыхательных расстройств в течение ночи. Увеличение силы ДМ обусловлено уменьшением диаметра ВДП как во время сна, так и во время бодрствования у пациентов с ОНДС, которое по своему воздействию сходно с тренировками ДМ, основанными на удержании статического респираторного усилия, а также адаптационным действием гипоксии, периодически возникающей в ночное время [8, 9, 10]. Выводы. Адаптация дыхательных мышц к периодически возникающему их напряжению во время эпизодов апноэ и хронической интермиттирующей гипоксии при обструктивных нарушениях дыхания во сне проявляется увеличением силы дыхательных мышц.
×

About the authors

A. I Miroshnichenko

Orenburg State Medical University

Email: miroshni4enko.nast@yandex.ru

A. K Kunarbaeva

Orenburg State Medical University

Email: kunarbaeva.adel@yandex.ru

K. M Ivanov

Orenburg State Medical University

Email: kmiwanov@mail.ru

I. V Miroshnichenko

Orenburg State Medical University

Email: miv_2000@mail.ru

References

  1. Heinzer, R. Prevalence of sleep-disordered breathing in the general population: the HypnoLaus study / R. Heinzer, S. Vat, P. Marques-Vidal [et al.] // Lancet Respir Med. - 2015. - Vol. 3, №4. - P. 310-318. doi: 10.1016/S2213-2600(15)00043-0.
  2. Peppard, P.E. Increased prevalence of sleep-disordered breathing in adults / P.E. Peppard, T. Young, J.H. Barnet [et al.] // Am J Epidemiol. - 2013. - Vol. 177, №9. - P. 1006-1014. doi: 10.1093/aje/kws342.
  3. Chien, M.-Y. Inspiratory muscle dysfunction in patients with severe obstructive sleep apnoea/ M.-Y. Chien, Y.-T. Wu, P.-L. Lee [et al] // Eur Respir J. - 2010. - Vol. 35, №2. - P. 373-380. doi: 10.1183/09031936.00190208.
  4. Montserrat, J.M. Lack of evidence for diaphragmatic fatigue over the course of the night in obstructive sleep apnea / J.M. Montserrat, E.N. Kosmas, M.G. Cosio [et al.] // Eur Respir J. - 1997. - №10. - P. 133-138.
  5. Cibella, F. Evaluation of diaphragmatic fatigue in obstructive sleep apnoeas during non-REM sleep / F. Cibella, G. Cuttitta, S. Romano [et al.] // Thorax. - 1997. - Vol. 52. - P.731-735.
  6. Ray, A. D. Intermittent hypoxia reduces upper airway stability in lean but not obese Zucker rats / A. D Ray, U. J Magalang, C. P Michlin [et al.] // Am. J. Physiol. Regu. Integr. Comp. Physiol. - 2007. - Vol. 293. - P. 372-378. doi: 10.1152/ajpregu.00038.2007.
  7. Гельцер, Б.И. Силовые характеристики дыхательных мышц у здоровых лиц: возрастные, гендерные и конституциональные особенности / Б.И. Гельцер, И.Г. Курпатов, В.Н. Котельников // Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. - 2017. - Т.103, №12. - С. 1425-1433. @@Geltser B.I., Kurpatov I.G., Kotelnikov V.N. Powerful characteristics of respiratory muscles in healthy persons: age, gender and constitutional features. Russian Physiological Journal named after I.M. Sechenov 2017; Vol. 103(12): 1425-1433. (In Russian).
  8. Тимофеев, Н.Н. Влияние тренировки инспираторных мышц на их устойчивость к развитию утомления при интенсивных мышечных нагрузках / Н.Н. Тимофеев, М.О. Сегизбаева, Е.Н. Курьянович, Н.П. Александрова // Актуальные проблемы физической и специальной подготовки силовых структур. - 2015. - №3. - C. 91-101. @@Timofeev N.N., Segizbayeva M.O., Kur'yanovich E.N., Alexandrova N.P. The inspiratory muscles training influence on the resistance to fatigue development under intensive muscle exercising. Actual problems of physical and special training of law enforcement agencies 2015; 3: 91-101. (in Russian).
  9. Geddes, E.L. Inspiratory muscle training in adults with chronic obstructive pulmonary disease: an update of a systematic review / E.L. Geddes, K. O'Brien, W. D. Reid, D. Brooks, J. Crowe // Respir Med. - 2008. - Vol. 102, №12. - P. 1715-1729. doi: 10.1016/j.rmed.2008.07.005.
  10. Romer, L.M. Inspiratory muscle fatigue in trained cyclists: effects of inspiratory muscle training / L.M. Romer, A.K. McConnell, D.A. Jones // Med Sci Sports Exerc. - 2002. - Vol. 34, №5. - P. 785-792.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies