肥胖,打鼾迷你猪展示如何在睡眠呼吸暂停期间流过喉咙
小鼻子,短而卷曲的尾巴,大而圆的肚子,迷你猪是可爱的象征——有时,它们还会打鼾。现在,研究人员认为这些打鼾的猪可以用来研究阻塞性睡眠呼吸暂停综合征。一项研究发表在1月19日的杂志上Heliyon研究发现,肥胖的尤卡坦迷你猪确实有自然发生的睡眠呼吸暂停,而通过计算流动力学(CFD)分析,对它们在镇静睡眠状态下进行的核磁共振扫描,可以对睡眠呼吸暂停期间呼吸道发生的情况有新的了解。
“这些都是非常肥猪,”华盛顿大学矫正学部的研究教授和主要调查员Zi-jun刘先生说。
因为睡眠呼吸暂停- 常见的阻碍呼吸道目前只有一些繁琐或侵入性的治疗方法,刘和同事们试图更好地了解这种疾病背后的机制。
他们观察了尤卡坦半岛的迷你猪,两只肥胖的,三只正常重量部分原因是它们在气道结构和对人类的尺寸中的比较。这些猪可能是“迷你”,但它们仍然在正常重量100磅。肥胖的猪甚至更重。“为了给出一些上下文,正常人体质量指数(BMI)范围为25-28左右,肥胖达到30-35岁。在猪,普通BMIS范围为30〜35,肥胖达到50岁以上,”刘说。“
但更重要的是,迷你猪的肥胖实际上会导致它们睡觉呼吸暂停.在其他动物模型中,像大鼠和兔子一样,研究人员要么必须让动物重量有睡眠问题,这仍然不会在动物中确认睡眠呼吸暂停,或者它们阻挡气道以制作不自然发生的睡眠呼吸暂停。“这是最重要的发现,”刘说。“这种天然存在的睡眠呼吸暂停在这些尤卡坦迷你猪中得到了验证。”
在给受试者注射镇静剂后,刘和同事观察到肥胖猪每小时多次出现睡眠呼吸暂停,而只有一只体重正常的猪出现睡眠呼吸暂停。在自然睡眠中,只有肥胖的迷你猪有睡眠呼吸暂停发作,而且每小时发作多达35次。虽然研究人员没有在正常体重的迷你猪身上看到任何打鼾现象,但肥胖猪在镇静和自然睡眠时都发出了类似恐龙的低呼噜声。
刘和同事们还在MRI机器中研究了所有五条迷你猪,同时在沉睡的睡眠中。已知睡眠呼吸暂停是由导致气流停止的鼻子和喉部的解剖限制引起的,而是气流如何流过这些通道的动力学以及导致气流停止的机构不太了解。研究人员使用MRI扫描,他们采取了他们采取的猪呼吸道的3D副本,发现肥胖猪在喉咙中缩小得多,并且通过这些最窄的区域增加了气流速度增加了25%。
研究人员的一个假设是,睡眠呼吸暂停是由气道中的“湍流”引起的。“当你坐飞机的时候,你可能对气流这个词很熟悉。这是只在局部地区流通的空气,这当然会导致飞机上的空气上下跳动。”在猪的气道中,气流路径的形状突然改变和高气流速度的组合可能导致气流形成——研究人员推测这可能是睡眠呼吸暂停时空气停止流动的原因。然而,对猪的研究结果表明,情况并非如此:尽管咽部变窄,气流速度增加,但研究人员没有在猪的气道中发现任何湍流。
刘说,开展这项研究面临着许多挑战。需要监控150 - 200磅肥胖迷你猪,所有的钟声和口哨声人类睡眠监控:设备监控气流动力学,胸部和腹部运动,大脑和肌肉活动,血氧饱和度,更需要连接到猪在任何时候得到正确的数据。
研究人员补充说,而这项研究表明迷你猪可以提供自然发生的动物模型为了检查睡眠呼吸暂停,并更加了解睡眠呼吸暂停如何影响身体的理解,必须更好地完成疾病的长期解决方案和机制。“尽管我们的发现,睡眠呼吸暂停机制仍然不太清楚,”刘说。“当然有解剖原因,但它背后的功能原因仍然是为了辩论。”
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