熟齡的睡眠問題(下)腦部與阻塞性睡眠呼吸中止症的關係

睡眠呼吸中止 腦灰質減少 白質損傷

熟齡的睡眠問題(上)阻塞性睡眠呼吸中止症與失智的關係〉說明了睡眠障礙對大腦健康有不良的影響,尤其是熟齡族群。此篇要來看大腦與睡眠的關係。

大腦中的灰質增加會影響睡眠

阻塞性睡眠呼吸中止症(OSA)與大腦灰質之間的關係是目前研究的重點之一,許多研究發現 OSA 會對大腦灰質造成顯著影響,可能的原因包括:

  1. 灰質體積變化:

    OSA 患者的大腦灰質體積通常會發生變化。研究顯示 OSA 可能導致灰質體積減少,尤其是在與呼吸控制、認知功能和情感調節相關的區域。例如,海馬體(Hippocampus)、前額葉和頂葉的灰質體積可能會因持續的低氧和睡眠中斷而減少。

  2. 灰質功能異常:

    OSA 引起的間歇性低氧血症和睡眠斷續會導致神經元損傷和功能異常。這些變化可能影響灰質的正常功能,進而導致記憶力減退、注意力下降和執行功能障礙。特別是前額葉皮質和海馬體的灰質功能受損會顯著影響認知能力。

  3. 灰質與低氧血症的相關性:

    研究以發現低氧血症與大腦灰質的變化密切相關。低氧環境會導致神經元損傷和死亡,進而影響灰質的結構和功能。持續的低氧血症會引起發炎反應和體內細胞的過氧化作用,進一步損害灰質。

  4. 臨床研究證據:

    多項臨床研究利用磁共振成像(MRI)技術,發現 OSA 患者的大腦灰質在多個區域出現體積減少和結構異常。例如加拿大一研究欲探討阻塞性睡眠呼吸中止(obstructive sleep apnea, OSA) 與老年人腦部灰質變化是否有關,招募 55-76 歲 71 名受試者,分為對照組、輕度 OSA、中度 OSA 及重度 OSA 四組,經核磁共振(Magnetic Resonance Imaging, MRI)進行評估,結果發現腦部灰質增加與 OSA 有正相關,另外低血氧與左前額葉 (dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC)、右額葉 (frontal pole)、右頂葉 (lateral parietal lobules)皮質增加為正相關;而呼吸障礙與右側杏仁核(amygdala volume)體積呈正相關;嚴重的睡眠碎片化與右額下回(inferior frontal gyrus)厚度增加相關,額下回是位於大腦額葉下部的一個區域,它在多種認知功能中扮演關鍵角色,包括語言處理、言語產出和認知功能。因此從研究結果發現灰質增加與低血氧、呼吸障礙及睡眠碎片化相關。

 

大腦白質擴散能力 也能看出二三事

阻塞性睡眠呼吸中止症(OSA)與也與大腦白質之間的有關。白質主要由髓鞘包裹的神經纖維組成,負責連接大腦各部分並傳遞神經訊息,OSA 影響大腦白質的原因如下:

  1. 白質損傷與低氧血症:

    OSA 會導致睡眠中反覆出現呼吸暫停,造成間歇性低氧血症。這種低氧環境會損害神經纖維和髓鞘,導致白質損傷。低氧血症還會引起細胞過氧化作用和發炎反應,進一步損害白質的完整性和功能。

  2. 白質微結構變化:

    擴散張量影像(diffusion tensor imaging, DTI)是一種 MRI 技術,用於評估白質的微結構。研究顯示 OSA 患者的白質微結構會發生改變,如:

    • 自由水擴散(Free Water, FW)增加:這表示細胞外水分增加,可能是發炎或細胞損傷的結果。

    • 軸向擴散性(Axial Diffusivity, AD)降低:評估為軸突損傷。

    • 平均擴散性(Mean Diffusivity, MD)改變:表示白質纖維束的整體完整性受到影響。

  3. 白質區域性損傷:

    研究發現,OSA 患者的特定白質區域容易受到損傷,這些區域通常與認知功能相關,例如:

    • 胼胝體:胼胝體是連接左右半球的主要白質通路,與認知功能密切相關。OSA 患者的胼胝體可能會出現白質損傷,影響訊息傳遞和認知功能。

    • 內囊和外囊:這些區域的白質損傷與運動控制和感知功能相關。

  4. 認知功能影響

    白質損傷會直接影響大腦的訊息傳遞效率,進而影響認知功能。OSA 患者常見的認知功能問題包括記憶力下降、注意力不集中和執行功能障礙。這些問題可能是白質損傷和訊息傳遞受阻的結果。

    在加拿大一研究欲探討 OSA 與老年人腦部白質是否有關,研究招募 65 名 55-85 歲者,並分為對照組、輕度 OSA 及中重度 OSA 共三組,利用 MRI 及擴散張量影像(DTI)進行評估,擴散張量影像為經由水分子於人體平均擴散速度,觀察神經纖維也就是白質的造影,結果發現與對照組相比,OSA 組的自由水擴散(FW)、軸向擴散性(AD)及平均擴散性MD)降低。

 

自己睡好 也照護家中長輩

台灣已是高齡社會,所以老年人的健康問題是我們需要關心的議題,近年來阻塞性睡眠呼吸中止在熟齡族群的罹患率有增加的趨勢,不能忽視的是阻塞性睡眠呼吸中止是認知功能下降及失智的危險因子,而阻塞性睡眠呼吸中止又與心血管疾病的發生相關,心血管疾病的突然發作或是緩慢地失智衰退,都是老年後的健康殺手,因此應該積極地找出影響睡眠的因子才能根治這些後續衍生的問題。好的睡眠從年輕開始養成,除了照顧自己,也一起照護家中長輩的睡眠品質。

 

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劉沁瑜 教授
劉沁瑜 教授

作者

劉沁瑜教授擁有十年醫學中心工作經歷後,在大學從事研究、教學,並擔任考選部命題委員。她是少數接受完整臨床營養醫學訓練、具有豐富臨床實務經驗並能進行臨床與基礎研究的學者。在社會實踐方面,她強調實證醫學和科學論證的營養照護觀點,同時也積極參與營養與食品安全相關政策制定、創新創業以及ESG(環境保護、社會責任和公司治理)計劃。 獎項與榮譽:輔仁大學教學績優獎、教學成果獎勵、優良導師獎以及百萬產學合作獎勵等。 著作:《吃出影響力》(2020),商周出版。