慢性阻塞性肺疾病合并呼吸衰竭影響睡眠和認(rèn)知功能的相關(guān)因素及其機(jī)制

王建華 胡貴芳 王力

·論著·

慢性阻塞性肺疾病合并呼吸衰竭影響睡眠和認(rèn)知功能的相關(guān)因素及其機(jī)制

王建華1胡貴芳1王力2

目的探討可能影響慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并呼吸衰竭患者睡眠、認(rèn)知功能的相關(guān)因素及其機(jī)制，為提高臨床醫(yī)師認(rèn)識(shí)，及時(shí)干預(yù)、治療尋求佐證。方法采用匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)量表(PSQI)、蒙特利爾認(rèn)知功能評(píng)定量表(MoCA)、簡易智能精神狀態(tài)檢查量表(MMSE)分別對(duì)確診COPD合并呼吸衰竭、COPD非呼吸衰竭、健康成人對(duì)照組患者進(jìn)行睡眠情況及認(rèn)知功能評(píng)估；比較各組研究對(duì)象之間基本資料及睡眠、認(rèn)知功能情況的差異。結(jié)果COPD呼吸衰竭組PSQI評(píng)分高于非呼吸衰竭組及正常對(duì)照組，而MoCA及MMSE總分明顯降低，各組間總評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。呼吸衰竭組尤其是II型呼吸衰竭組較正常對(duì)照組及非呼吸衰竭COPD組空間執(zhí)行、命名、注意集中、語言計(jì)算、抽象思維及回憶能力評(píng)分明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其中短期回憶無明顯差異，延遲回憶差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。MoCA、MMSE評(píng)分均與PaCO2、乳酸、mMRC、CAT評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，與PaO2、肺功能FEV1%pred呈正相關(guān)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論COPD患者存在廣泛的認(rèn)知功能損害，隨著病情加重，認(rèn)知功能損害更加明顯。呼吸衰竭可能是導(dǎo)致COPD患者睡眠異常及認(rèn)知功能障礙的重要因素之一，其機(jī)制與低氧血癥、高碳酸血癥、高乳酸血癥等有關(guān)。

肺疾病，慢性阻塞性； 呼吸衰竭； 睡眠； 認(rèn)知功能

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是引起呼吸衰竭，尤其是II型呼吸衰竭最常見的病因之一[1]。臨床工作中發(fā)現(xiàn)，COPD合并呼吸衰竭的患者常伴有睡眠問題、認(rèn)知功能障礙等表現(xiàn)，通常表現(xiàn)為夜間睡眠障礙，睡眠質(zhì)量下降，白天思睡，頭暈頭痛以及記憶、抽象思維能力、反應(yīng)時(shí)間、言語技能、運(yùn)動(dòng)速度、注意力等多方面能力的降低，影響個(gè)體的日?；蛏鐣?huì)能力，易出現(xiàn)生活、工作中的失誤，自理能力下降，生活質(zhì)量降低，甚至到疾病發(fā)展末期需要得到更多的看護(hù)及更好的護(hù)理，加重家庭及社會(huì)負(fù)擔(dān)。本研究探討COPD合并呼吸衰竭患者睡眠、認(rèn)知功能受損情況，及其與低氧、高碳酸血癥、氣流受限等因素的關(guān)系，為提高臨床醫(yī)師認(rèn)識(shí)，及時(shí)干預(yù)、治療尋求佐證。

對(duì)象與方法

一、研究對(duì)象

選擇本院2016年1月至2017年6月就診并確診為COPD的112例患者，其中男性70例，女性42例，年齡48～88歲。納入研究的同期正常成人對(duì)照組30例，均為體檢無心、腦、血管、肺、肝、腎、血液、代謝、內(nèi)分泌及生殖系統(tǒng)疾病的健康者。排出標(biāo)準(zhǔn)：①既往有高血壓、腦血管病、頭外傷、顱腦腫瘤、糖尿病、冠心病、高同型半胱氨酸血癥、高血脂、帕金森綜合征、癲癇、神經(jīng)系統(tǒng)遺傳代謝性和變性疾病、精神發(fā)育遲滯、抑郁癥及其他精神科疾病者；②有癡呆或癡呆家族史；③肝、腎等臟器嚴(yán)重疾??；④長期大量酗酒、吸毒、嚴(yán)重失眠需長期服用鎮(zhèn)靜類藥物者。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合2015年GOLD(Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease)慢性阻塞性肺疾病指南[1]，即出現(xiàn)呼吸困難、慢性咳嗽或咳痰，并有COPD危險(xiǎn)因素暴露史的患者均應(yīng)考慮診斷為COPD，并通過肺功能檢查，應(yīng)用支氣管舒張劑后，F(xiàn)EV1/FVC<0.70表明患者存在持續(xù)性氣流阻塞。呼吸衰竭動(dòng)脈血?dú)夥治鲈\斷標(biāo)準(zhǔn)：在海平面，靜息狀態(tài)、呼吸空氣條件下，PaO2<60 mmHg伴/不伴PaCO2>50 mmHg。

二、研究方法

采集112例患者基本資料：年齡、吸煙史、急性加重史(前一年急性加重次數(shù)或?qū)е氯朐捍螖?shù))、肺功能、血?dú)夥治?、呼吸困難問卷(mMRC)分級(jí)、COPD評(píng)估測(cè)試問卷(CAT)評(píng)分等。同時(shí)由同一名醫(yī)師通過采用匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)量表(Pittsburgh sleep quality index, PSQI)、蒙特利爾認(rèn)知功能評(píng)定量表(Montreal cognitive function, MoCA)、簡易智能精神狀態(tài)檢查量表(mini-mental state examination, MMSE)評(píng)估睡眠及認(rèn)知功能。通過統(tǒng)計(jì)分析，了解研究對(duì)象睡眠、認(rèn)知功能狀況，探討其影響因素及可能機(jī)制。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

一、一般資料

112例COPD患者中，合并Ⅰ型呼吸的29例(C組)；合并Ⅱ型呼吸衰竭的37例(D組)；未達(dá)到呼吸衰竭診斷標(biāo)準(zhǔn)的患者46例(B組)，與其對(duì)照的正常成人組30例(A組)。各組研究對(duì)象臨床一般資料比較，見表1。從表1中可看出，各組研究對(duì)象性別、吸煙因素比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而在年齡、肺功能方面，正常對(duì)照組較COPD組低。在COPD癥狀+急性加重評(píng)估方面， C、D組較B組差異P<0.05，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 各組研究對(duì)象臨床一般資料

注：mMRC: 呼吸困難問卷；CAT： COPD評(píng)估測(cè)試問卷

采用ANONA單因素方差分析，三組間乳酸水平比較F值11.098，P值0.000，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩兩組間比較，B組與C組、 B組與D組比較，P<0.001，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。COPD各組的血?dú)夥治銮闆r比較，見表2。從表2中看出C、D組患者氧分壓水平明顯低于B組水平，C組與D組乳酸水平比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P>0.05。

表2 COPD各組研究對(duì)象血?dú)夥治鯬aO2、PaCO2、乳酸指標(biāo)

二、睡眠、認(rèn)知功能情況比較

四組研究對(duì)象睡眠、認(rèn)知功能總分評(píng)價(jià)情況比較，見表3。

表3 四組研究對(duì)象睡眠、認(rèn)知功能總分評(píng)價(jià)情況

注：PSQI： 匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)量表；MoCA： 蒙特利爾認(rèn)識(shí)功能評(píng)定量表；MMSE： 簡易智能精神狀態(tài)檢查量表

通過分析比較，合并呼吸衰竭的COPD患者PSQI評(píng)分高于非呼吸衰竭COPD組及正常對(duì)照組，而MoCA及MMSE總分則明顯降低，各組間總評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。進(jìn)一步作兩兩對(duì)比，C、D組與A、B組之間；C組與D組之間MoCA及MMSE總評(píng)分有差異。而A組與B組間MoCA、MMSE總分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表4。

表4 LSD法作兩兩組間多重對(duì)比結(jié)果

注：a均值差的P值為0.05

COPD患者(包括B、C、D組)視空間、執(zhí)行功能、定向、注意計(jì)算能力、語言、抽象思維以及記憶、回憶能力均低于正常對(duì)照組(A組)(P<0.05)。MoCA與MMSE測(cè)評(píng)具體項(xiàng)目不同，但在注意、定向、計(jì)算、回憶、語言等項(xiàng)目結(jié)果類似，見表5、表6。D組較A、B組空間執(zhí)行、命名、注意集中、語言計(jì)算、抽象思維及回憶能力評(píng)分明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其中短期回憶無明顯差異，延遲回憶差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

三、相關(guān)性分析

COPD患者M(jìn)oCA、MMSE評(píng)分均與PaCO2、乳酸呈負(fù)相關(guān)，與PaO2呈正相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表7。

表5 各組MoCA具體評(píng)分比較

表6 各組MMSE具體評(píng)分比較

表7 COPD患者睡眠、認(rèn)知功能評(píng)分與PaO2、PaCO2、乳酸的相關(guān)性

COPD患者肺功能FEV1%pred與MoCA、MMSE評(píng)分呈正相關(guān)，mMRC、CAT評(píng)分與MoCA、MMSE評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表8。

表8 COPD患者嚴(yán)重程度指標(biāo)與睡眠、認(rèn)知功能評(píng)分的相關(guān)性

討 論

COPD是呼吸系統(tǒng)疾病中的常見病、多發(fā)病，是最重要的慢性疾病之一。其神經(jīng)精神心理變化情況如睡眠、認(rèn)知功能障礙等表現(xiàn)臨床醫(yī)師，尤其基層醫(yī)院關(guān)注相對(duì)不足。GOLD2016版指出認(rèn)知功能損害是COPD的特征之一[3]。目前認(rèn)為COPD患者認(rèn)知功能障礙與低氧血癥、高碳酸血癥、吸煙、抑郁焦慮等精神障礙、認(rèn)知老年化等諸多因素相關(guān)[4]。其中低氧血癥是導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙進(jìn)展加重的重要因素之一，是較多研究普遍認(rèn)為的病理生理基礎(chǔ)之一[5]。

本研究發(fā)現(xiàn)合并呼吸衰竭的COPD患者PSQI評(píng)分高于非呼吸衰竭組及正常對(duì)照組，而MoCA及MMSE總分則明顯降低，提示呼吸衰竭可能是加重COPD患者睡眠異常及認(rèn)知功能障礙的重要因素之一，且Ⅱ型呼吸衰竭較Ⅰ型呼吸衰竭對(duì)認(rèn)知功能的影響更大。MoCA、MMSE評(píng)分均與PaCO2、乳酸、mMRC、CAT評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，與PaO2、COPD患者肺功能FEV1%pred呈正相關(guān)。由此推斷，COPD患者認(rèn)知功能損害與肺功能下降、低氧血癥、二氧化碳潴留、乳酸酸中毒、疾病嚴(yán)重程度等因素相關(guān)。這相關(guān)研究結(jié)果相似[6-8]。

低氧血癥可引起相應(yīng)腦區(qū)血流量減少，灌注降低，引起腦細(xì)胞能量代謝障礙，且可使機(jī)體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)產(chǎn)生炎性反應(yīng)及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化、神經(jīng)元損害等改變[9-10]。高碳酸血癥則在此基礎(chǔ)上通過舒張腦血管，升高顱內(nèi)壓，減少腦灌注，加重腦損傷，促使神經(jīng)細(xì)胞變性、壞死、凋亡，導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙[11]。腦血管擴(kuò)張及血管壁通透性增加可導(dǎo)致腦水腫。腦水腫、酸中毒以及缺氧可使腦細(xì)胞內(nèi)谷氨酸脫羥酶活性增加，促進(jìn)腦細(xì)胞損傷[12-18]。乳酸濃度升高、電解質(zhì)紊亂、內(nèi)環(huán)境酸堿失衡，可導(dǎo)致呼吸肌肌肉的工作能力下降，出現(xiàn)呼吸肌疲勞，與低氧血癥、二氧化碳潴留形成惡性循環(huán)，加重呼吸衰竭的程度。所以如果能對(duì)急性加重期的COPD患者尤其是伴有呼吸衰竭的患者及時(shí)治療，解除或減輕缺氧、二氧化碳潴留等影響因素，積極糾正酸堿平衡紊亂，對(duì)于減輕認(rèn)知功能障礙癥狀，改善生活質(zhì)量及預(yù)后有重要意義。

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Effectsandrelatedmechanismsofchronicobstructivepulmonarydiseasecombinedwithrespiratoryfailureonsleepandcognitivefunction

WangJianhua1,HuGuifang1,WangLi2.

1DepartmentofRespiratoryMedicine;2DepartmentofNeurology,ZigongThirdPeople′sHospital,ZiGong643020,China

WangJianhua,Email: 412821582@qq.com

ObjectiveTo investigate the factors and mechanisms which may affect the sleep and cognitive function of patients with chronic obstructive pulmonary disease(COPD)and respiratory failure. To improve the clinical understanding and to find the evidences in order to intervene and treat in time.MethodsThe Pittsburgh sleep quality index(PSQI) scale. Montreal cognitive function (MoCA) and mini-mental state examination (MMSE) were used to evaluate the sleep and cognitive function in COPD groups and the healthy adult control group. The baseline data, sleep, and cognitive functions were then compared and analyzed.ResultsThe PSQI scores of COPD patients in respiratory failure group were higher than those in Non respiratory failure group and normal control group, but the total scores of MoCA and MMSE was obviously lower. The differences of total scores between each groups were statistically significant (P<0.05) . The spatial execution, nomenclature, concentration of attention, language calculation, abstract thinking and recall scores were significantly lower in patients with COPD combined with respiratory failure, especially combined with type Ⅱ respiratory failure. By contrast, there were no significant differences in short-term recall between the groups, but the differences in delayed recall were statistically significant(P<0.05). MoCA score and MMSE score were negatively correlated with PaCO2, lactic acid, mMRC and CAT scores, and positively correlated with PaO2and FEV1%pred. These correlations are statistically significant(P<0.05).ConclusionsPatients with COPD have extensive cognitive impairment. And as the disease worsens, cognitive impairment is more pronounced. Respiratory failure may be one of the most important factors that aggravate the abnormal sleep and cognitive dysfunction in COPD patients. Its mechanism is related to hypoxemia, hypercapnia, lactic acidosis and so on.

Chronic obstructive pulmonary disease; Respiratory failure; Sleep; Cognitive function

10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2017.06.017

643020 四川省自貢市第三人民醫(yī)院呼吸科1、神經(jīng)內(nèi)科2

王建華， Email：412821582@qq.com

R563

A

2017-07-03)

黃紅稷)

王建華，胡貴芳，王力. 慢性阻塞性肺疾病合并呼吸衰竭影響睡眠和認(rèn)知功能的相關(guān)因素及其機(jī)制[J/CD]. 中華肺部疾病雜志(電子版)， 2017， 10(6)： 713-717.