閉塞性睡眠時無呼吸症候群の肥満ミニブタにおける舌底と軟口蓋の呼吸内部運動学

Respiratory internal kinematics of the tongue base and soft palate in obese minipigs with obstructive sleep apnea.

抄録

呼吸時に舌根部と軟口蓋がどのように変形して口腔咽頭気道の形状を変化させるかはほとんど不明である。本研究は、この重要なギャップを解決するためのものである。閉塞性睡眠時無呼吸症候群（OSA）を確認するために、ユカタン豚5頭およびパネピント豚2頭のミニブタをライブ睡眠モニタリングした後、舌根部および軟口蓋にそれぞれ8個および4個の超音波クリスタルを埋め込み、立方体および正方形の領域を取り囲んだ。その3次元および2次元の変形変化を、鎮静下での自発呼吸中の口腔咽頭筋の筋電図活動と同時に測定した。その結果、ユカタンとパネピントの両肥満ミニブタでは自発性OSAが認められたが、スレオノベースのユカタンでは認められなかった。吸気時、舌根部は背側、腹側ともに伸長したが、前方、後方ではそれぞれ菲薄化、肥厚を示した。幅は背側で広がり、腹側で狭まるという正反対の方向を示した。軟口蓋は長さ、幅ともに拡大した。正常対照と比較して、肥満/OSAのものは変形変化の方向が類似していたが、変化の大きさは舌根部と軟口蓋で2倍大きく、肥満/OSAのパネピントミニピッグは舌根部と軟口蓋のすべての寸法で10倍大きな変化を示した。吸気時の舌根部と軟口蓋の背側表面間の距離変化は、正常なミニブタでは増加したが、肥満のOSAミニブタでは減少した。

It is largely unknown how the tongue base and soft palate deform to alter the configuration of the oropharyngeal airway during respiration. This study is to address this important gap. After live sleep monitoring of five Yucatan and two Panepinto minipigs to verify obstructive sleep apnea (OSA), eight and four ultrasonic crystals were implanted into the tongue base and soft palate to circumscribe a cubic and square region, respectively. The 3D and 2D deformational changes of the circumscribed regions were measured simultaneously with electromyographic activity of the oropharyngeal muscles during spontaneous respiration under sedated sleep. The results indicated that both obese Yucatan and Panepinto minipigs presented spontaneous OSA, but not in three nonobese Yucatan minipigs. During inspiration, the tongue base showed elongation in both dorsal and ventral regions but thinning and thickening in the anterior and posterior regions, respectively. The widths showed opposite directions, widening in the dorsal but narrowing in the ventral regions. The soft palate expanded in both length and width. Compared to normal controls, obese/OSA ones showed similar directions of deformational changes, but the magnitude of change was two times larger in the tongue base and soft palate, and obese/OSA Panepinto minipigs presented 10 times larger changes in all dimensions of both the tongue base and the soft palate. The distance changes between the dorsal surface of tongue base and soft palate during inspiration increased in normal but decreased in obese OSA minipigs.