Forza di protrusione della lingua: uno studio pilota

L'apnea ostruttiva del sonno (OSAS) è una condizione caratterizzata da temporanee diminuzioni o cessazioni della respirazione causate dal collasso ripetitivo delle vie aeree superiori (UA) durante il sonno (1). L'OSA è un disturbo comune associato ad anomalie dell'anatomia e della fisiologia faringea in cui i muscoli delle vie aeree, che normalmente si rilassano durante il sonno, non riescono a fornire una forza dilatatoria sufficiente per bilanciare la forza contrattiva dall'attività inspiratoria (2). Questo squilibrio di forza serve a far collassare parzialmente o completamente l'UA, impedendo così a una quantità sufficiente di aria di raggiungere i polmoni. Queste pause nella respirazione portano alla desaturazione dell'ossigeno nel sangue e inducono l'eccitazione neurologica con conseguente interruzione e frammentazione del sonno. Il ciclo di collasso e eccitazione delle vie aeree può ripetersi centinaia di volte a notte (1). Secondo la National Sleep Foundation, l'OSA colpisce 18-22 milioni di americani, l'80% dei quali non viene diagnosticato. L'OSA è più prevalente tra gli individui sovrappeso e anziani e quelli con tono muscolare ridotto, anomalie scheletriche come micrognazia o retrognazia e vie aeree affollate da strutture di tessuto molle ridondanti o ingrossate.

L'OSA è associata a significativi problemi fisiologici e psicologici. L'OSA provoca un'eccessiva sonnolenza diurna, affaticamento, compromissione della memoria e tempi di reazione ridotti, aumentando il rischio di incidenti automobilistici (3) e sul posto di lavoro (4). Inoltre, chi soffre di OSA deve affrontare un aumento del rischio cardiovascolare tra cui ipertensione, malattie cardiache e ictus (5). L'OSA è stata anche recentemente collegata all'aumento dell'incidenza del cancro (6) e della mortalità (7), presumibilmente attraverso l'angiogenesi indotta dall'ipossia.

La mattina del 1° dicembre 2013, un treno passeggeri della Metro-North è deragliato nel Bronx. L'incidente ha ucciso 4 passeggeri, 61 feriti e ha causato danni per 9 milioni di dollari. Gli investigatori hanno stabilito che la colpa era di un errore umano: l'ingegnere ferroviario ha ammesso che prima di raggiungere la curva era "andato in uno stato di stordimento", consentendo al treno di viaggiare a tre volte il limite di velocità indicato (8). Una visita medica condotta dopo l'incidente ha diagnosticato al macchinista l'OSA, che ha ostacolato la sua capacità di adattare completamente i suoi schemi di sonno al turno mattutino in cui aveva iniziato a lavorare appena due settimane prima dell'incidente (9).

La Harvard Medical School ha pubblicato un rapporto nel 2010 intitolato "The Price of Fatigue: The Surprising Economic Costs of Unmanaged Sleep Apnea", in cui stimava che il costo economico annuale dell'OSA da moderato a grave negli Stati Uniti fosse di $ 65-165 miliardi ( rispetto a $ 60 miliardi per guida in stato di ebbrezza e $ 150 miliardi per chi non indossa le cinture di sicurezza), inclusi $ 10-40 miliardi in incidenti stradali correlati all'OSA e $ 5-20 miliardi in incidenti sul lavoro correlati all'OSA (10).

I trattamenti esistenti per l'OSA includono modifiche dello stile di vita (11) come la perdita di peso, la restrizione della posizione e l'evitamento di miorilassanti come l'alcol e le benzodiazepine. Gli apparecchi orali, compresi i dispositivi di avanzamento mandibolare e i dispositivi di ritenzione della lingua, sono stati sempre più impiegati. L'OSA viene anche trattata mediante intervento chirurgico, tra cui tonsillectomia e uvulopalatopharyngeoplasty (UPPP) per ridurre l'affollamento tissutale del lume dell'UA, l'avanzamento genioglosso e l'avanzamento maxillomandibolare. Il trattamento più diffuso e generalmente efficace per l'OSA, tuttavia, rimane l'uso di vari dispositivi per il mantenimento della pressione positiva delle vie aeree (PAP) come i dispositivi a pressione positiva continua delle vie aeree (CPAP), BiLevel Positive Airway Pressure (BiPAP) e Autotitrating (AutoPAP) .

CPAP e trattamenti correlati sono sia costosi che ingombranti. Il 40-60% dei pazienti a cui è stata prescritta CPAP non aderisce al trattamento (12; 13; 14). I pazienti citano fattori di comfort e stile di vita (sensazione di claustrofobia, secchezza delle fauci, maschera inadatta e mancanza di portabilità del sistema che ne preclude l'uso durante il viaggio) come motivi per abbandonare il trattamento (15; 16). Anche l'ipertrofia prostatica benigna (BPH), con la nicturia associata, è stata associata alla mancata adesione alla CPAP tra gli uomini più anziani (17). La scarsa compliance alla CPAP sta spingendo alla ricerca di forme alternative di trattamento per l'OSA.

Il genioglosso (GG), che costituisce la maggior parte del corpo della lingua, è il muscolo principale responsabile della protrusione della lingua ed è il principale dilatatore dell'UA che si oppone alla forza di collasso nella faringe durante l'inspirazione. Si ipotizza che la ridotta forza del dilatatore dell'UA nel sonno contribuisca al collasso della faringe nell'OSA (Schwartz 2001). Numerosi studi controllati hanno dimostrato che il rafforzamento del GG può portare a riduzioni clinicamente significative della gravità dell'OSA.

In uno studio controllato randomizzato (RCT) su pazienti con OSA (18), un gruppo che ha eseguito esercizi orofaringei per 30 minuti al giorno per tre mesi ha ridotto l'indice medio di apnea-ipopnea (AHI, il numero di eventi di apnea e ipopnea per ora di sonno) di quasi il 35% (da 22,4 a 14,7, P <0,05). Gli esercizi consistevano in esercizi isometrici e isotonici che coinvolgevano la lingua. Un altro RCT (19) progettato per aumentare la forza del muscolo dilatatore dell'UA ha dimostrato che suonare il didgeridoo (uno strumento a fiato aborigeno) sei volte alla settimana per una media di 25 minuti al giorno per quattro mesi ha ridotto l'AHI medio di quasi il 50% (da 22,3 a 11,6, P<0,01). Anche la stimolazione elettrica del nervo ipoglosso (che innerva il GG) promuove la pervietà dell'UA durante il sonno. La stimolazione ipoglossa ha ridotto la resistenza all'UA sia nelle persone sane che nei soggetti con OSA e ha ridotto l'AHI nei soggetti con OSA di oltre il 50% (20).

II. Obiettivi

Gli investigatori affermano che l'allenamento del muscolo GG durante la veglia servirà a dilatare il percorso faringeo - la cui restrizione si traduce in apnea ostruttiva - durante il sonno. Se confermato, gli investigatori avranno sviluppato un trattamento comportamentale efficace per l'OSA. I ricercatori prevedono che sia un'alternativa interessante per i pazienti con OSA che non sono in grado di acclimatarsi alla CPAP o aderire al suo utilizzo per motivi di comfort o stile di vita.

Questo studio clinico approvato dall'IRB è progettato per determinare sia un regime di allenamento efficace per aumentare la forza muscolare GG sia per ottenere dati preliminari sull'effetto dell'allenamento della forza protrusiva della lingua (TPFT) sull'OSA. In questo studio, i ricercatori utilizzeranno soggetti con OSA da moderata a grave. La gravità dell'OSA sarà valutata con uno studio del sonno condotto prima di iniziare il regime di allenamento. Dopo sei settimane di allenamento quotidiano, la gravità dell'OSA verrà nuovamente misurata con uno studio del sonno di follow-up.