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這是您的腦部在睡眠呼吸中止症的影響下:快速瞭解經治療與未經治療的阻塞性睡眠呼吸中止症對認知功能的影響

February 02, 2022 · Peter Liefer II

這是您的腦部在睡眠呼吸中止症的影響下:快速瞭解經治療與未經治療的阻塞性睡眠呼吸中止症對認知功能的影響

照片由 美國國家癌症研究所 透過 Unsplash 提供

 

儘管我們經常聽到睡眠呼吸中止症對 心臟健康 和 代謝健康 的影響,但這種疾病最直接的一些影響發生在大腦中。睡眠障礙,尤其是睡眠呼吸中止症,可能對大腦健康造成極其毀滅性的影響,而持續氣道正壓呼吸器 (CPAP) 作為一種公認的 一流 治療選擇,不僅可以治療該疾病的症狀,甚至可以 逆轉 過去因缺乏治療而造成的損害。作為睡眠呼吸中止症患者,對睡眠呼吸中止症如何影響大腦及其功能有基本的了解是有益的,因為這可能讓您明白為什麼保持持續治療而無中斷是如此重要。以下是對睡眠呼吸中止症對大腦影響的簡要但具資訊性的介紹。文中提供了特定主題領域的更多資訊連結,我們鼓勵讀者保持資訊靈通、保持安全,如果您遇到本文中提及的任何症狀,請尋求專業指導。 

 

大腦與睡眠

儘管我們對人腦仍有許多未知之處,但自 1950 年代 發現 睡眠階段以來,睡眠科學已取得了長足的進步。儘管諸如 腦電圖 (EEG) 等工具現在能更清晰地測量睡眠期間的大腦活動,但對睡眠階段的密切觀察為我們提供了對睡眠過程寶貴的見解,我們至今仍仰賴這些見解。主要的睡眠階段通常分為快速眼動 (REM) 睡眠和非快速眼動 (NREM) 睡眠,NREM 睡眠本身又分為三個不同的階段。每個階段都有其獨特的功能,並涉及特定的生理過程。當您睡覺時,您會根據自己的個人生理和 生物鐘 節律,以不同的間隔循環這些階段。

通常,在整個夜晚的每個週期中,REM 睡眠(通常發生夢境的深度睡眠時期)會持續更長時間,而且每個朝向 REM 睡眠的階段都有助於恢復大腦能量以實現最佳功能。這之所以重要,是因為睡眠不足或睡眠片段化 會擾亂 這些週期,並限制大腦正常運作的能力。 

當睡眠不足或片斷時,大腦沒有足夠的時間來執行其夜間功能,結果 毒素 可能會積聚,進一步影響您清晰思考的能力。一系列被稱為 膠淋巴系統 的過程會清除這些毒素,並在醒來時使大腦正常運作。這些過程的中斷會導致人們在睡眠不足或睡眠品質不佳後感到昏沉。這也是大腦如何整合和組織日常經驗中的記憶。與膠淋巴系統一樣,記憶鞏固功能在睡眠階段中逐漸發生。這些過程需要時間來建立,睡眠階段中的任何中斷,即使睡覺者沒有醒來,仍然會導致功能受損。 

 

大腦與睡眠呼吸中止症

發表在《呼吸學》雜誌上的 綜合評論 對睡眠呼吸中止症與大腦相關的研究結果進行了很好的總結。審查研究的共識點包括:中度至重度睡眠呼吸中止症患者在注意力、警覺性、視覺和語言記憶延遲、視覺空間/建構缺陷以及執行功能或情緒處理方面存在缺陷,而一些研究則發現工作記憶、短期記憶和整體認知功能存在問題。儘管其中許多問題與睡眠片段化及由此引起的缺氧影響有關,而非呼吸中止事件本身,但結果是相同的。 

近年來,針對睡眠呼吸中止症與腦部健康之間關聯的研究十分廣泛,許多研究著重於此關係的特定方面,例如腦血流量、記憶問題、腦物質變化以及其他已知會受睡眠中斷影響的功能。以下將概述這些研究領域,並提供連結供進一步閱讀:

 

血氧與腦缺氧

睡眠呼吸中止症最受 研究 且最具破壞性的影響之一是 缺氧 或 低血氧症。低血氧症定義為血液中氧分壓降低,而缺氧則定義為組織氧合水平降低。兩者都存在問題,並且都是由於呼吸中止和/或 呼吸不足 事件導致血氧水平降低所致。當這種情況發展到大腦血氧水平降低的程度時,其影響可能極具破壞性,可能會導致日常認知和情緒表現所需的電活動長期或永久性改變。

根據 《刺胳針》 引用的研究,組織氧氣供應不足在許多與睡眠呼吸中止症相關的常見合併症中扮演著關鍵角色,包括 心肌梗塞、中風、癌症、代謝疾病和糖尿病,以及 肺部阻塞或慢性阻塞性肺病。在更嚴重的情況下,腦缺氧 或 腦血管疾病 可能通過將血流量和氧氣限制到危及生命的水平,進一步影響腦部健康。這些因素中的任何一個都可能以多種方式影響認知,包括所涉疾病的特異性、疾病過程的 階段和 病理生理學,以及對身體系統的其他影響。儘管血氧飽和度是我們在睡眠呼吸中止症對腦部影響方面了解很多的一個方面,但它也是大腦、身體和影響日常睡眠健康的 lifestyle choices 之間固有複雜關係的一部分。 

 

記憶力

超過 一個世紀的研究 已經證實,良好的睡眠健康有助於日常生活中的記憶力和警覺性,但針對睡眠呼吸中止症及其導致的片段化睡眠影響的更具體研究往往具有 不同的結果。造成這種差異的一個原因是睡眠呼吸中止症與其他可能影響記憶和認知的 合併症 之間的複雜關係。例如,發表在《睡眠研究雜誌》上的一項 研究 結合了神經心理學測試和腦部成像數據,以評估呼吸中止事件隨時間的影響。結果顯示了明顯的 注意力不集中和記憶力空白,但損害的具體來源仍不清楚。像這類研究極其重要,因為它們提供了測試未經治療的睡眠呼吸中止症影響的機會,而這是一個影響 數百萬 美國人日益嚴重的問題。 

有一種 解釋 認為,患有睡眠呼吸中止症的人難以將短期記憶轉化為長期記憶。睡眠被認為在此類記憶儲存中扮演角色,有助於更有效的長期回憶。當睡眠因呼吸中止事件而改變時,患者的記憶儲存過程會不完整,尤其是在呼吸事件和血氧降低的額外影響下。這類限制不僅會導致記憶問題,還可能導致類似於 失智症 的混亂狀態。

 

腦部物質變化

睡眠呼吸中止症最令人驚訝的影響之一是灰質減少和腦部其他物理變化。研究不僅在患有睡眠呼吸中止症的個體中發現了灰質缺陷,而且還暗示這些缺陷可能在 自主神經 和呼吸控制以及記憶和認知方面發揮作用。這可能解釋了所謂的 治療引起的中央型睡眠呼吸中止症 (CSA) 現象,這是一種複雜的睡眠呼吸中止症,其中 OSA 的治療會導致 CSA 發作。 

灰質主要位於 大腦皮層,是大腦處理資訊的主要區域。不同於構成大腦大部分白質的 髓鞘 (一種絕緣形式) 軸突,灰質主要由沒有白色髓鞘的視網膜細胞體組成。大腦的這兩個區域相互連接,都在睡眠過程中發揮作用。儘管灰質變化受到更多關注,但也有針對同樣令人擔憂的白質變化的 研究,將這兩個區域的缺陷與 重複的呼吸中止事件聯繫起來。這意味著未經治療的睡眠呼吸中止症可能會改變患者大腦的形狀,導致半永久性的腦損傷。儘管睡眠呼吸中止症與腦物質缺陷之間的關係在輕度至中度患者中 較不一致,但對於中度至重度呼吸中止症和相關的低血氧症,這種聯繫變得 強烈得多。直到最近幾年,醫生們才 意識到 CPAP 治療在逆轉由呼吸中止症引起的這類腦損傷方面的有效性,但患者對治療的反應仍然不同,殘留損傷的程度是治療結果差異的一種可能解釋。

 

大腦與 CPAP 

幾乎所有情況下,CPAP 都顯示出在上述每個領域,包括發表於《呼吸學》雜誌上的綜合評論列表中的領域,都有正向的增長。即使是灰質減少(這會改變患者大腦的形狀),在持續使用 CPAP 三個月後也顯示出顯著的 改善。事實上,研究人員 對逆轉的顯著程度感到驚訝,尤其是在一段時間的睡眠片段化後恢復正常睡眠時。當這種情況發生時,通常會出現一段 REM 反彈 期,讓患者達到深度睡眠狀態以彌補失去的時間。 

根據一項關於腦部拓撲的研究,睡眠呼吸中止症所造成的廣泛損害,例如腦部電活動、視覺空間能力、長期記憶和慢性缺氧引起的運動表現,都可以透過 CPAP 治療逆轉。根據該研究,這包括對腦部纖維路徑的重大損害,這些路徑負責情緒調節、記憶鞏固以及呼吸和血壓等自主功能。簡而言之,睡眠呼吸中止症的幾乎所有後果,無論多麼嚴重,都可能透過常規的持續氣道正壓呼吸器 (PAP) 治療依從性顯示出潛在的改善。這與大量研究證實,CPAP 治療若定期使用,幾乎可以完全緩解該疾病的症狀。 

如果您發現自己出現上述任何症狀,您可能患有睡眠呼吸中止症卻不自知。請安排與您的家庭醫生會診,並詢問有關睡眠研究和睡眠呼吸中止症測試的更多資訊。您總是可以選擇從 居家睡眠監測設備或應用程式 開始,但您應始終尋求醫療專業人員的建議和推薦。開始潛在的救命治療永遠不嫌早,做出改變永遠不嫌晚。 

 

資料來源

腦部拓撲 - https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22955938/

磁共振雜誌 - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5350066/

睡眠研究雜誌 - https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1365-2869.2008.00705

胸腔疾病雜誌 - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5721059/

今日醫學新聞 - https://www.medicalnewstoday.com/articles/282413

MEDTube 科學 - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4651462/

睡眠的本質與科學 - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6128282/

生理學評論 - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3768102/

呼吸學 - https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22913604/

睡眠 - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2817910/

Sleepeducation.org - http://sleepeducation.org/news/2019/08/06/six-facts-about-sleep-apnea

刺胳針 - https://www.thelancet.com/journals/lanres/article/PIIS2213-2600(15)00090-9/fulltext