Zungenprotrusionskraft: Eine Pilotstudie

Obstruktive Schlafapnoe (OSA) ist ein Zustand, der durch vorübergehende Atemstillstände oder Atemaussetzer gekennzeichnet ist, die durch wiederholtes Kollabieren der oberen Atemwege (UA) während des Schlafs verursacht werden (1). OSA ist eine häufige Erkrankung, die mit Anomalien in der Anatomie und Physiologie des Pharynx einhergeht, bei der die Atemwegsmuskulatur, die sich normalerweise während des Schlafs entspannt, keine ausreichende Dilatationskraft aufbringt, um die Kontraktionskraft der Inspirationsaktivität auszugleichen (2). Dieses Kraftungleichgewicht dient dazu, das UA entweder teilweise oder vollständig zu kollabieren, wodurch verhindert wird, dass ausreichend Luft die Lungen erreicht. Diese Atempausen führen zu einer Untersättigung des Blutsauerstoffs und induzieren eine neurologische Erregung, die zu einer Unterbrechung und Fragmentierung des Schlafs führt. Der Zyklus von Atemwegskollaps und Erregung kann sich hunderte Male pro Nacht wiederholen (1). Laut der National Sleep Foundation sind 18 bis 22 Millionen Amerikaner von OSA betroffen, von denen 80 % nicht diagnostiziert werden. OSA ist häufiger bei übergewichtigen und älteren Personen und solchen mit reduziertem Muskeltonus, Skelettanomalien wie Mikrognathie oder Retrognathie und Atemwegen, die durch redundante oder vergrößerte Weichteilstrukturen überfüllt sind.

OSA ist mit erheblichen physiologischen und psychologischen Problemen verbunden. OSA führt zu übermäßiger Tagesmüdigkeit, Müdigkeit, Gedächtnisstörungen und reduzierter Reaktionszeit, was das Risiko für Kraftfahrzeug- (3) und Arbeitsunfälle (4) erhöht. Darüber hinaus sind OSA-Patienten einem erhöhten kardiovaskulären Risiko ausgesetzt, einschließlich Bluthochdruck, Herzerkrankungen und Schlaganfall (5). OSA wurde kürzlich sogar mit einer erhöhten Krebsinzidenz (6) und Mortalität (7) in Verbindung gebracht, vermutlich durch Hypoxie-induzierte Angiogenese.

Am Morgen des 1. Dezember 2013 entgleiste ein Personenzug der Metro-North in der Bronx. Der Unfall tötete 4 Passagiere, verletzte 61 und verursachte Schäden in Höhe von 9 Millionen US-Dollar. Die Ermittler stellten fest, dass menschliches Versagen schuld war: Der Zugingenieur gab zu, dass er vor Erreichen der Kurve „in eine Benommenheit geraten“ war, wodurch der Zug mit dem Dreifachen der angegebenen Geschwindigkeitsbegrenzung fahren konnte (8). Bei einer nach dem Unfall durchgeführten ärztlichen Untersuchung wurde bei dem Lokführer OSA diagnostiziert, was seine Fähigkeit beeinträchtigte, sein Schlafmuster vollständig an die Frühschicht anzupassen, die er erst zwei Wochen vor dem Unfall begonnen hatte (9).

Die Harvard Medical School veröffentlichte 2010 einen Bericht mit dem Titel „The Price of Fatigue: The Surprising Economic Costs of Unmanaged Sleep Apnoe“, in dem sie die jährlichen wirtschaftlichen Kosten von mittelschwerer bis schwerer OSA in den Vereinigten Staaten auf 65 bis 165 Milliarden US-Dollar schätzt ( im Vergleich zu 60 Mrd. USD für betrunkenes Fahren und 150 Mrd. USD für das Nichtanlegen von Sicherheitsgurten), einschließlich 10-40 Mrd. USD für Verkehrsunfälle im Zusammenhang mit OSA und 5-20 Mrd. USD für Arbeitsunfälle im Zusammenhang mit OSA (10).

Bestehende Behandlungen für OSA umfassen Änderungen des Lebensstils (11) wie Gewichtsverlust, Positionsbeschränkung und Vermeidung von Muskelrelaxanzien wie Alkohol und Benzodiazepin-Medikamenten. Orale Vorrichtungen einschließlich Mandibularvorschubvorrichtungen und Zungenhaltevorrichtungen wurden zunehmend verwendet. OSA wird auch chirurgisch behandelt, einschließlich Tonsillektomie und Uvulopalatopharyngeoplastik (UPPP), um die Gewebeverengung des UA-Lumens, das genioglossale Vorrücken und das maxillomandibuläre Vorrücken zu reduzieren. Die am weitesten verbreitete und allgemein wirksame Behandlung von OSA bleibt jedoch die Verwendung verschiedener Geräte zur Aufrechterhaltung des positiven Atemwegsdrucks (PAP), wie z. B. Continuous Positive Airway Pressure (CPAP), BiLevel Positive Airway Pressure (BiPAP) und Autotitrating (AutoPAP). .

CPAP und verwandte Behandlungen sind sowohl kostspielig als auch umständlich. 40–60 % der Patienten, denen CPAP verschrieben wurde, halten sich nicht an die Behandlung (12; 13; 14). Als Gründe für den Behandlungsabbruch nennen die Patienten Komfort- und Lebensstilfaktoren (Klaustrophobiegefühl, Mundtrockenheit, schlecht sitzende Maske und mangelnde Tragbarkeit des Systems, die eine Verwendung während der Reise ausschließt) (15; 16). Benigne Prostatahypertrophie (BPH) mit begleitender Nykturie wurde auch mit der Nichteinhaltung von CPAP bei älteren Männern in Verbindung gebracht (17). Die schlechte Compliance mit CPAP veranlasst die Suche nach alternativen Behandlungsformen für OSA.

Der Genioglossus (GG), der den größten Teil des Zungenkörpers ausmacht, ist der Hauptmuskel, der für das Vorschieben der Zunge verantwortlich ist, und der Hauptdilatator der UA, der der kollabierenden Kraft im Pharynx bei Inspiration entgegenwirkt. Es wird postuliert, dass eine reduzierte UA-Dilatatorkraft im Schlaf zum Kollaps des Pharynx bei OSA beiträgt (Schwartz 2001). Eine Reihe kontrollierter Studien hat gezeigt, dass die Stärkung des GG zu einer klinisch signifikanten Verringerung des OSA-Schweregrads führen kann.

In einer randomisierten kontrollierten Studie (RCT) mit OSA-Patienten (18) reduzierte eine Gruppe, die drei Monate lang täglich 30 Minuten oropharyngeale Übungen durchführte, den durchschnittlichen Apnoe-Hypopnoe-Index (AHI, die Anzahl von Apnoe- und Hypopnoe-Ereignissen pro Stunde Schlaf). um fast 35 % (22,4 bis 14,7, P < 0,05). Die Übungen bestanden aus isometrischen und isotonischen Übungen mit der Zunge. Eine andere RCT (19), die darauf ausgelegt war, die Muskelkraft des UA-Dilatators zu erhöhen, zeigte, dass das Spielen des Didgeridoos (ein Blasinstrument der Ureinwohner) sechsmal pro Woche für durchschnittlich 25 Minuten pro Tag über vier Monate den durchschnittlichen AHI um fast 50 % (22,3 auf 11,6, P < 0,01). Die elektrische Stimulation des Nervus hypoglossus (der den GG innerviert) fördert auch die UA-Durchgängigkeit während des Schlafs. Hypoglossus-Stimulation reduzierte den UA-Widerstand sowohl bei gesunden Personen als auch bei Patienten mit OSA und reduzierte den AHI bei OSA-Patienten um über 50 % (20).

II. Ziele

Die Forscher behaupten, dass das Training des GG-Muskels im Wachzustand dazu dient, den Rachenweg zu erweitern – dessen Einschränkung zu obstruktiver Apnoe führt – während des Schlafs. Wenn dies bestätigt wird, haben die Ermittler eine wirksame Verhaltensbehandlung für OSA entwickelt. Die Forscher gehen davon aus, dass es eine attraktive Alternative für OSA-Patienten ist, die sich aus Gründen des Komforts oder des Lebensstils nicht an CPAP gewöhnen oder an seiner Anwendung festhalten können.

Diese vom IRB genehmigte klinische Studie soll sowohl ein effektives Trainingsprogramm zur Steigerung der GG-Muskelkraft bestimmen als auch vorläufige Daten zur Wirkung des Zungenprotrusionskrafttrainings (TPFT) auf OSA erhalten. In dieser Studie verwenden die Forscher Probanden mit mittelschwerer bis schwerer OSA. Der OSA-Schweregrad wird mit einer Schlafstudie bewertet, die vor Beginn des Trainingsprogramms durchgeführt wird. Nach sechs Wochen täglichem Training wird der OSA-Schweregrad erneut mit einer anschließenden Schlafstudie gemessen.