圖、文:呂孟凡 營養師
阻塞性睡眠呼吸中止症(Obstructive sleep apnea)、肥胖以及血糖失衡這三者之間是息息相關的,但是在臨床上通常被當做個別的症狀來處理。目前這三者間複雜的交互作用,假設的機制如下:
- 「直接與體重相關」,由於脂肪過多會損害呼吸力學。
- 「間接與體重相關」,在肥胖、糖尿病、睡眠呼吸中止症患者身上常常發現的生理機制,例如:高血糖、胰島素阻抗、次發性高胰島素血症、瘦體素阻抗以及其他荷爾蒙失調。
臨床上對上述”個別”症狀的治療,包括:飲食減重、減重手術、減重或糖尿病藥物治療、持續性正壓呼吸器等等,似乎對於其他症狀也都會有正面影響。
什麼是阻塞性睡眠呼吸中止症?
阻塞性睡眠呼吸中止症是睡眠障礙的一種,在睡眠中會反覆發生呼吸暫停的狀況。在努力呼吸的狀況下,上呼吸道的阻力會增加,這會導致間歇性缺氧以及睡眠不停中斷。阻塞性睡眠呼吸中止症可以經由睡眠多項生理檢查(polysomnography)來診斷。
造成阻塞性睡眠呼吸中止症有以下幾個可能原因:解剖學異常(呼吸道狹窄、扁桃腺擴大)、肌肉張力下降、但更常見的原因是,肥胖造成頸部及咽部組織中脂肪堆積所導致。事實上,阻塞性睡眠呼吸中止症最常發生在肥胖的中年男子身上。阻塞性睡眠呼吸中止症最主要的不利影響是:氧氣飽和度下降、間歇性缺氧以及睡眠不停中斷,同時也有多項證據顯示,睡眠不穩定對於代謝、胰島素敏感性以及心血管系統有許多不利影響。
以總人口數來說,睡眠呼吸中止症的盛行率大約是17%,在肥胖者,盛行率上升至40-70%,而在第二型糖尿病患者,盛行率更是高達58-86%。
阻塞性睡眠呼吸中止症、肥胖以及血糖失衡之間的生理病理學關聯性
「直接與體重相關」
脂肪若堆積在負責維持上呼吸道通暢的脖子、舌頭、咽喉組織,當上呼吸道張力降低(例如睡眠進入快速動眼期時)時,這些組織可能就無法預防阻塞,進而造成呼吸暫停(apnea)或低度呼吸(hypopnea)。除此之外,體重過重也會直接讓肺動力學(pulmonary dynamics)變差,特別是會降低功能肺餘容量(functional residual capacity)以及潮氣容積(tidal volume)。
「間接與體重相關」
高血糖以及胰島素阻抗
許多研究證據都支持呼吸中止與血糖控制不佳息息相關。事實上,糖化血色素6.0-6.5%之間的血糖代謝異常(包括糖尿病與非糖尿病患者)就直接與夜間低血氧症存在正相關性。有研究發現相當有趣的現象:頸動脈體(carotid body)球細胞上的氧氣以及葡萄糖訊號可以互相增強,高血糖發作可能會導致氧氣以及二氧化碳失調,進而導致呼吸上的變化。也有研究發現在糖尿病患者身上,頸動脈粥狀硬化會導致身體對低血氧的反應被抑制,容易導致阻塞性睡眠呼吸中止症。
反過來說,阻塞性睡眠呼吸中止症也會削弱血糖的恆定。在細胞以及動物模式中發現,間歇性缺氧會導致胰臟beta細胞失能,也會導致胰島素作用的目標:骨骼、肌肉、脂肪組織產生胰島素阻抗。在間歇性缺氧的小鼠身上,發現腎上腺素及正腎上腺素的分泌量上升,造成肝臟糖質新生增加以及目標組織對葡萄糖的汲取降低。間歇性缺氧也會導致促腎上腺皮質軸(corticotropic axis)過度反應,造成皮質醇的濃度較高,而皮質醇濃度較高就會導致血糖上升、胰島素分泌下降、胰島素敏感性降低,而這些都會增加罹患第二型糖尿病的風險。
瘦體素阻抗
瘦體素阻抗跟睡眠障礙之間的相關性目前還是一個需要被討論的主題。瘦體素是由脂肪組織所分泌的一種飽足感荷爾蒙,臨床證據顯示,瘦體素與阻塞性睡眠呼吸中止症似乎呈現獨立的正相關(與體脂肪無關),無論如何,現有的研究證據結果是不一致的。
褪黑激素
褪黑激素是另外一個與阻塞性睡眠呼吸中止症、肥胖以及血糖失衡之間的交互作用有關的荷爾蒙。褪黑激素是由松果體所分泌的激素,可以調節人體睡眠-覺醒的晝夜規律。研究發現,阻塞性睡眠呼吸中止症患者體內的褪黑激素濃度較低。第二型糖尿病患者的褪黑激素濃度也較低,由於調節胰島素分泌的胰臟alpha以及beta細胞上都有褪黑激素的受器,這可能是由於血糖代償機能減退所導致。
根據治療反應的潛在關聯性
另外一個了解阻塞性睡眠呼吸中止症、肥胖以及血糖失衡這三者之間關係的方式,是透過治療其中一種狀況對其他狀況的影響來判斷。已經有一些研究顯示,減重飲食計畫可以降低阻塞性睡眠呼吸中止症的嚴重度,也有研究顯示,在肥胖的糖尿病患者身上,經過1年密集的生活型態介入以後,可以改善呼吸暫停低通氣指數(Apnea–Hypopnea Index, AHI)以及嚴重的阻塞性睡眠呼吸中止症之盛行率。密集的飲食治療計畫最主要的限制就是患者長期的遵從性不佳以及復胖,然而一篇以肥胖糖尿病患者為受試者的研究中發現,1年密集的生活型態改變介入所造成的好處,可以維持到介入後的4年(即使體重復胖50%),顯示生活型態的介入對於阻塞性睡眠呼吸中止症的好處是很大的,而且不全是因為體重下降的緣故。
除了飲食介入以外,肥胖的藥物似乎也有相同的效果。Liraglutide(GLP-1類似物)是一種原本應用於治療第二型糖尿病的藥物,但近年來開始被使用於減重。減重的主要原理是這種物質在體內可以對代謝產生多種影響,包括:刺激胰島素分泌、抑制胰臟分泌升糖素、延緩胃排空速度、增加飽足感、直接作用於中樞神經的飢餓感調節中心並降低食慾。一篇雙盲、隨機分組的臨床試驗將肥胖受試者分為兩組,一組注射Liraglutide、一組注射安慰劑,兩組的飲食都達到500大卡的熱量赤字,並給予生活型態的指導,總共介入32週。研究結果發現,使用Liraglutide的組別呼吸暫停低通氣指數改善得比安慰劑組多,體重也下降得比安慰劑組多。
在胃繞道手術的患者身上,也發現在術後的一個月,在達到滿意的減重效果之前,病患過度日間嗜睡(excessive daytime sleepiness)的狀況就有了顯著改善。其他減重手術包括:可調節式胃束帶術、胃袖狀切除術,也都可以改善阻塞性睡眠呼吸中止症的症狀。
有些研究顯示,在肥胖的阻塞性睡眠呼吸中止症身上使用持續性正壓呼吸器治療,胰島素的敏感性以及血糖的穩定性也跟著改善;但有些研究則顯示不相關。因此,對於治療阻塞性睡眠呼吸中止症是否有助於改善血糖,目前的研究證據仍然不夠充分。
結論
阻塞性睡眠呼吸中止症、肥胖以及血糖失衡這三者的確是互相關聯的。阻塞性睡眠呼吸中止症會導致間歇性缺氧,並且造成胰島素阻抗、交感神經張力上升、全身性的發炎等等,而這些都是造成糖尿病形成及發展的因素。同時,高血糖以及糖尿病神經病變會降低頸動脈體對於缺氧刺激的敏感性,促進阻塞性睡眠呼吸中止症的發生。雖然目前並沒有足夠證據支持使用減重藥物或降血糖藥作為治療阻塞性睡眠呼吸中止症的第一線藥物,不過控制體重、養成良好的飲食習慣以及運動都是阻塞性睡眠呼吸中止症的標準化治療中會建議的。同時,也會建議肥胖者,特別是有糖尿病的肥胖患者,要治療阻塞性睡眠呼吸中止症,以改善血糖的穩定性。
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參考資料:
Pugliese, G., Barrea, L., Laudisio, D. et al. Sleep Apnea, Obesity, and Disturbed Glucose Homeostasis: Epidemiologic Evidence, Biologic Insights, and Therapeutic Strategies. Curr Obes Rep 9, 30–38 (2020). https://doi.org/10.1007/s13679-020-00369-y
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