Obesity and Obstructive Sleep Apnea

Alan R. Schwartz1, Susheel P. Patil1, Alison M. Laffan1,

Vsevolod Polotsky1, Hartmut Schneider1, and Philip L. Smith1

Keywords: sleep apnea; obesity; upper airway; pharynx; weight loss

PRESENTASI JURNAL KARAWANG

PENYUSUNMEIRIA SARI (030.11.186)PEMBIMBINGdr. YUSWANDI AFFANDI SP. THT-KL

ABSTRAC OSA merupakan gangguan umum yang prevalensinya

berhubungan dengan epidemi obesitas di masyarakat Barat.

Sleep apnea adalahepisode berulang dari obstruksi jalan napas bagian atas selama tidur yang disebabkan oleh peningkatan penyumbatan di saluran napas bagian atas selama tidur.

Penyumbatan ditingkatkan dengan abnormalitas anatomi dan atau gangguan kontrol neuromuskular di atas saluran napas. (Patogenesis tidur obstruktif)

Obesitas dan adipositas sentral faktor resiko potuntnsial untuk OSA dengan meningkatkan faring collapsibility melalui efek mekanis pada faring dan paru-paru, dan melalui sistem-acting sinyal saraf pusat.

Perilaku, farmakologi, dan pendekatan bedah untuk penurunan berat badan mungkin bermanfaat untuk pasien dengan sleep apnea.

INTRODUCTION OSA merupakan penyakit kronis 2% wanita dan 4% laki-laki dalam populasi Ditandai oleh oksihemoglobin desaturasi dan arousals periodik dari tidur Derajat OSA dipengaruhi hipertensi, diabetes mellitus, dan risiko

kardiovaskular. Dengan meningkatnya obesitas, sleep apnea dmengakibatkan hipoventilasi

(obesitas sindrom hipoventilasi), pulmonale cor, dan kegagalan pernafasan. Prevalensi tinggi dan morbiditas, dari sleep apnea menimbulkan beban klinis

yang signifikan untuk masyarakat Barat. (NHANES) mendokumentasikan kenaikan dramatis dalam prevalensi obesitas,

dengan perkiraan prevalensi sekitar 60%. 2,9% dari US dewasa di 1988-1994 menjadi 4,8% pada 2003-2004 Data dari Behavioral Risk Factor Surveillance System menunjukkan kenaikan

obesitas berat berdampak pada Afrika Amerika, perempuan, dewasa muda, dan orang dengan status sosial ekonomi rendah masyarakat Amerika.

Namun, mekanisme yang menghubungkan obesitas dan perkembangan sleep apnea tetap tidak jelas.

SLEEP APNEA RISK FACTORS: ROLES OF OBESITY, SEX, FAT DISTRIBUTION, AND HERITABLE FACTORS

Beberapa faktor risiko Berkaitan dengan peningkatan OSA Obesitas (fx terkuat) laki-laki, usia, dan faktor diwariskan.

Young dan rekan , studi kohort berbasis masyarakat , menunjukkan bahwa peningkatan 1-SD di BMI berkaitan dengan peningkatan risiko empat kali lipat untuk sleep apnea

Peppard dan rekan menunjukkan perubahan 10% berat badan dikaitkan dengan perubahan paralel sekitar 30% di Apnea-Hypopnea Indeks (AHI)

Laki-laki (28-30), terjadi penumpukan lemak lebih banyak di leher, badan, dan perut dibandingkan dengan perempuan

Pria dan pada wanita menopause karena peningkatan lemak viseral.

Newman dan rekan menunjukkan kenaikan relatif kecil dalam berat badan dikaitkan dengan meningkatkan keparahan sleep apnea, sangat mencolok pada pria dibandingkan dengan wanita.

Johns Hopkins Sleep Disorders Centre studi kohort menggunakan nilai dari AHI menentukan prevalensi dan keparahan sleep apnea.

Menyatakan bahwa sleep apnea 95,7% laki-laki

dan 65,9% wanita sedang–berat (65,2%) laki-

laki (23,1% ) wanita Indeks adipositas sentral

secara substansial lebih tinggi pada laki-laki daripada perempuan.

.

Males (n-23)

Female (n=91)

CM Mean SD Mean SD P.Value

Neck 47,7 4,7 40,8 0,4 <0,001

Waist 151,6 16,4 130,0 1,7 <0,001

Girth 35,2 5,0 31,8 4,2 0,002

(lihat leher, pinggang, dan lingkar sagital pada Tabel 1)

(AH1. 10 / h), sleep apnea lebih parah pada pria daripada wanita (Tabel 2) AHI secara signifikan lebih

tinggi lebih rendah (SaO2), lebih besar (DSaO2), dan proporsi yang lebih besar dari

apnea lengkap (vs hypopnea) Menggunakan regresi linier

berganda persentase variabilitas dalam AHI dijelaskan (R2) dengan usia(7,5), BMI(11,1) , dan lingkar leher(11,2).

Selain obesitas, status hormonal dapat berdampak pada sleep apnea pada wanita.

Pascamenopause wanita menunjukkan peningkatan prevalensi sleep apnea dan beratnya dibandingkan dengan wanita premenopause.

Namun demikian, tidak jelas apakah hormon seks perempuan melindungi wanita gemuk dari sleep apnea, karena bertentangan terhadap terapi hormon.

Androgen berperan penting dalam patogenesis sleep apnea di wanita gemuk dengan penyakit ovarium polikistik.

Studi terbaru menunjukkan agregasi familial dan ras pada individu dari Afrika-Amerika dan keturunan Asia dan struktur saluran atas

Cleveland melalui Studi kohort menunjukkan sleep apnea (AHI) dan fenotipe obesitas dapat diwariskan.

OBESITY AND UPPER AIRWAYNEUROMECHANICAL CONTROL

Faktor perubahan dalam jalan napas atas merupakan penentu utama dari sleep apnea .Tingkat keparahan obstruksi jalan napas bagian atas selama tidur berhubungan dengan perbedaan kuantitatif dalam keadaan faring.

Tercermin peningkatan dalam penutupan kritis tekanan (Pcrit).

Selain itu, sebagai Pcrit jatuh di bawah minimal satu ambang negatif sekitar -5 cm H2O, sleep apnea remitted, menunjukkan bahwa perubahan Pcrit memiliki peran penting dalam patogenesis gangguan.

(Gambar 1)

Pcrit ditentukan oleh faktor-faktor mekanis dan saraf. Perubahan struktural merupakan predisposisi OSA ketika aktivitas

neuromuskuler berkurang. Cacat struktural mungkin timbul dari jaringan lunak yang memampatkan faring atau hilangnya traksi pada saluran napas bagian atas dari mediastinum, tulang rusuk, dan otot.

Selain perubahan kontrol struktur, gangguan pada kontrol neuromuskular berperan dalam patogenesis sleep apnea.

Secara umum, obstruksi jalan napas atas memunculkan kompensasi tanggapan neuromuskuler yang menjaga jalan napas atas patensi dan mencegah OSA dengan memperbesar otot dan memanjang jalan nafas.

Cacat ini di neuromuscular kontrol disebabkan dari usia, obesitas, dan jenis kelamin, dan mungkin disebabkan oleh penurunan terkait tidur dalam aktivitas dilator saat tidur dibandingkan dengan terjaga atau dengan hilangnya kompensasi tanggapan saat tidur.

Mechanical Effects of Obesity Obesitas dikaitkan dengan perubahan

anatomi dan jaringan adiposa terhadap OSA.

1.Lemak disekitat leher mungkin mempersempit saluran napas atas.

2.Saluran napas atas runtuh lebih tinggi di obesitas

3.Obesitas berhubungan dengan penurunan volume paru

Obesitas membebankan beban mekanik pada saluran napas atas dan sistem pernapasan.

Neuromuscular Effects of Obesity Obesitas dapat memodulasi kontrol

neuromuskular saluran napas atas Adipositas sentral dapat menyebabkan

gangguan pada neuromuscular Pria pada studi kohort klinis memiliki tingkat

keparahan yang lebih bahkan pria ramping menunjukkan kelainan halus dalam saluran napas atas.

PUTATIVE ADIPOKINE MODULATORS OF UPPER AIRWAY FUNCTION

Obesitas dan sleep apnea sering dikaitkan dengan disregulasi glukosa dan metabolisme lipid.

Metabolik dari asupan kalori berlebih akan mengidentifikasi sinyal tertentu yang bertanggung jawab untuk kontrol saluran udara atas.

Lemak mengeluarkan faktor humoral atau adipokines yang dapat mempengaruhi fungsi saluran napas atas saat tidur

Di satu sisi, faktor-faktor ini mengatur distribusi lemak tubuh antara pusat (Visceral) dan perifer (subkutan), yang dapat mempengaruhi beban mekanis pada saluran napas bagian atas.

Adiponektin naik tajam dengan penurunan berat badan dan terutama dengan hilangnya adipositas viseral.Dengan demikian, leptin dan adiponektin dapat menurunkan sleep apnea dengan mengurangi adipositas pusat dan faring.

Obesitas menginduksi inflamasi, karena jaringan adiposa sumber sitokin proinflamasi, (TNF) -a, IL-6, dll, serta adipokine leptin profibrogenic

WEIGHT LOSS, SLEEP APNEA, AND UPPERAIRWAY FUNCTION

2 studi terkontrol, peneliti telah menunjukkan bahwa pengurangan 10-15% BB menyebabkan pengurangan sekitar 50% di sleep apnea.

Bedah bariatrik semakin digunakan untuk pengobatan obesitas berat. (menggabungkan lambung dan / atau memotong usus)

Meta-analisis terbaru dari studi yang melibatkan 22.094 bariatrik pasien, Buchwald dan rekan ( telah mendokumentasikan peningkatan sebagian besar pasien setelah operasi, dengan pengurangan AHI dan tidur resolusi apnea

Perbaikan sleep apnea dengan penurunan BB berkaitan dengan efek dari adipositas pada fungsi saluran napas bagian atas.

Dalam studi intervensi penurunan berat badan terkendali, menunjukkan penurunan (Pcrit) selama tidur dengan penurunan berat badan, yang dapat dikaitkan dengan pengurangan beban mekanis atau perbaikan dalam kontrol neuromuskular faring.

CONCLUSIONS Obesitas merupakan faktor

resiko untuk perkembangan dan keparahan dari sleep apnea.

(Gambar 1). Obesitas sentral pada pria

menimbulkan gangguan ini, adiposit perifer melindungi wanita.

Obesitas dan adipositas sentral meningkatkan kerentanan sleep apnea kerentanan dengan meningkatkan beban mekanik saluran udara atas dan atau menurunkan kompensasi neuromuskular.

Disebabkan sirkulasi adiposit yang mempengaruhi distribusi lemak tubuh dan aktivitas SSP.

Pasien sleep apnea yang BB mengalami perbaikan fungsi saluran napas atas dan tingkat keparahan.

LITERATURES 1. Young T, Palta M, Dempsey J, Skatrud J, Weber S, Badr S. The

occurrence of sleep-disordered breathing among middle-aged adults.

N Engl J Med 1993;328:1230–1235.

2. Gastaut H, Tassinari CA, Duron B. Polygraphic study of diurnal

and nocturnal (hypnic and respiratory) manifestations of Pickwick

syndrome [in French]. Rev Neurol (Paris) 1965;112:568–579.

3. Punjabi NM, Sorkin JD, Katzel LI, Goldberg AP, Schwartz AR, Smith

PL. Sleep-disordered breathing and insulin resistance in middle-aged

and overweight men. Am J Respir Crit Care Med 2002;165:677–682.

4. Nieto FJ, Young TB, Lind BK, Shahar E, Samet JM, Redline S,

D’Agostino RB, Newman AB, Lebowitz MD, Pickering TG. Association

of sleep-disordered breathing, sleep apnea, and hypertension

in a large community-based study. Sleep Heart Health Study. JAMA

2000;283:1829–1836.

5. Young T, Shahar E, Nieto FJ, Redline S, Newman AB, Gottlieb DJ,

Walsleben JA, Finn L, Enright P, Samet JM. Predictors of sleepdisordered

breathing in community-dwelling adults: the Sleep Heart

Health Study. Arch Intern Med 2002;162:893–900.

6. Gold AR, Schwartz AR, Wise RA, Smith PL. Pulmonary function and

respiratory chemosensitivity in moderately obese patients with sleep

apnea. Chest 1993;103:1325–1329. 7. Burwell CS, Robin ED,Whaley RD,

Bickelmann AG. Extreme obesity associated with alveolar hypoventilation: a

Pickwickian syndrome. Am J Med 1956;21:811–818. 8. Hensrud DD, Klein S. Extreme obesity: a new

medical crisis in the United States. Mayo Clin Proc 2006;81:S5–S10. 9. Wang Y, Beydoun MA. The obesity epidemic

in the United States– gender, age, socioeconomic, racial/ethnic, and

geographic characteristics: a systematic review and meta-regression

analysis. Epidemiol Rev 2007;29:6–28. 10. Flegal KM, Carroll MD, Ogden CL, Johnson

CL. Prevalence and trends in obesity among US adults, 1999–2000.

JAMA 2002;288: 1723–1727.

Buchwald H, Avidor Y, Braunwald E, Jensen MD, Pories W, Fahrbach

K, Schoelles K. Bariatric surgery: a systematic review and metaanalysis.

JAMA 2004;292:1724–1737.

12. Davies RJ, Stradling JR. The relationship between neck circumference,

radiographic pharyngeal anatomy, and the obstructive sleep apnoea

syndrome. Eur Respir J 1990;3:509–514.

13. ShinoharaE,KiharaS,YamashitaS,YamaneM,NishidaM,AraiT,Kotani

K, Nakamura T, Takemura K,Matsuzawa Y.Visceral fat accumulation

as an important risk factor for obstructive sleep apnoea syndrome in

obese subjects. J InternMed 1997;241:11–18.

14. Young T, Peppard PE, Gottlieb DJ. Epidemiology of obstructive sleep

apnea: a population health perspective. Am J Respir Crit Care Med

2002;165:1217–1239.

15. Young T, Peppard PE, Taheri S. Excess weight and sleep-disordered

breathing. J Appl Physiol 2005;99:1592–1599.

16. Peppard PE, Young T, Palta M, Dempsey J, Skatrud J. Longitudinal

study of moderate weight change and sleep-disordered breathing.

JAMA 2000;284:3015–3021.

17. Rajala R, Partinen M, Sane T, Pelkonen R, Huikuri K, Seppalainen

AM. Obstructive sleep apnoea syndrome in morbidly obese patients.

J Intern Med 1991;230:125–129.

Richman RM, Elliott LM, Burns CM, Bearpark HM, Steinbeck KS,

Caterson ID. The prevalence of obstructive sleep apnoea in an obese

female population. Int J Obes Relat Metab Disord 1994;18:173–177.

19. Vgontzas AN, Tan TL, Bixler EO, Martin LF, Shubert D, Kales A.

Sleep apnea and sleep disruption in obese patients. Arch Intern Med

1994;154:1705–1711.

20. Davis G, Patel JA, Gagne DJ. Pulmonary considerations in obesity and

the bariatric surgical patient. Med Clin North Am 2007;91:433–442.

21. Frey WC, Pilcher J. Obstructive sleep-related breathing disorders in

patients evaluated for bariatric surgery. Obes Surg 2003;13:676–683.

22. Morrell MJ. Residual sleepiness in patients with optimally treated sleep

apnea: a case for hypoxia-induced oxidative brain injury. Sleep 2004;

27:186–187.

23. O’Keeffe T, Patterson EJ. Evidence supporting routine polysomnography

before bariatric surgery. Obes Surg 2004;14:23–26.

24. van Kralingen KW, de Kanter W, de Groot GH, Venmans BJ, van

Boxem T, van Keimpema AR, Postmus PE. Assessment of sleep

complaints and sleep-disordered breathing in a consecutive series of

obese patients. Respiration 1999;66:312–316.

25. Schwartz AR, Gold AR, Schubert N, Stryzak A, Wise RA, Permutt

S, Smith PL. Effect of weight loss on upper airway collapsibility

in obstructive sleep apnea. Am Rev Respir Dis 1991;144:494–498.

26. Peiser J, Lavie P, Ovnat A, Charuzi I. Sleep apnea syndrome in the

morbidly obese as an indication for weight reduction surgery. Ann

Surg 1984;199:112–115. 27. Strohl KP, Redline S. Recognition of obstructive sleep

apnea. Am J Respir Crit Care Med 1996;154:279–289. 28. Vgontzas AN, Papanicolaou DA, Bixler EO, Hopper K,

Lotsikas A, Lin HM, Kales A, Chrousos GP. Sleep apnea and daytime

sleepiness and fatigue: relation to visceral obesity, insulin resistance,

and hypercytokinemia. J Clin Endocrinol Metab 2000;85:1151–1158. 29. Millman RP, Carlisle CC, McGarvey ST, Eveloff SE,

Levinson PD. Body fat distribution and sleep apnea severity in women.

Chest 1995;107:362–366. 30. Dancey DR, Hanly PJ, Soong C, Lee B, Shepard J Jr,

Hoffstein V. Gender differences in sleep apnea: the role of neck

circumference. Chest 2003;123:1544–1550.

31. Ledoux M, Lambert J, Reeder BA, Despres JP. Correlation between

cardiovascular disease risk factors and simple anthropometric measures.

Canadian Heart Health Surveys Research Group. CMAJ

1997;157:S46–S53.

32. Legato MJ. Gender-specific aspects of obesity. Int J Fertil Womens Med

1997;42:184–197.

33. Guilleminault C, Stoohs R, Kim YD, Chervin R, Black J, Clerk A.

Upper airway sleep-disordered breathing in women. Ann Intern Med

1995;122:493–501.

34. Newman AB, Foster G, Givelber R, Nieto FJ, Redline S, Young T.

Progression and regression of sleep-disordered breathing with changes

in weight: the sleep heart health study. Arch Intern Med 2005;165:

2408–2413.

35. Serafini FM, MacDowell AW, Rosemurgy AS, Strait T, Murr MM.

Clinical predictors of sleep apnea in patients undergoing bariatric

surgery. Obes Surg 2001;11:28–31.

36. Bixler EO, Vgontzas AN, Lin HM, Ten Have T, Rein J, Vela-Bueno A,

Kales A. Prevalence of sleep-disordered breathing in women: effects

of gender. Am J Respir Crit Care Med 2001;163:608–613.

37. Young T, Finn L, Austin D, Peterson A. Menopausal status and sleepdisordered

breathing in the Wisconsin Sleep Cohort Study. Am J

Respir Crit Care Med 2003;167:1181–1185.

38. Dancey DR, Hanly PJ, Soong C, Lee B, Hoffstein V. Impact of

menopause on the prevalence and severity of sleep apnea 2. Chest

2001;120:151–155.

39. Anttalainen U, Saaresranta T, Aittokallio J, Kalleinen N, Vahlberg T,

Virtanen I, Polo O. Impact of menopause on the manifestation and

severity of sleep-disordered breathing. Acta Obstet Gynecol Scand

2006;85:1381–1388.

40. Resta O, Caratozzolo G, Pannacciulli N, Stefano A, Giliberti T,

Carpagnano GE, De PG. Gender, age and menopause effects on

the prevalence and the characteristics of obstructive sleep apnea in

obesity. Eur J Clin Invest 2003;33:1084–1089.

41. Cistulli PA, Barnes DJ, Grunstein RR, Sullivan CE. Effect of shortterm

hormone replacement in the treatment of obstructive sleep

apnoea in postmenopausal women. Thorax 1994;49:699–702.

42. Keefe DL, Watson R, Naftolin F. Hormone replacement therapy may

alleviate sleep apnea in menopausal women: a pilot study. Menopause

1999;6:196–200.

43. Young T. Menopause, hormone replacement therapy, and sleepdisordered

breathing: are we ready for the heat? Am J Respir Crit Care Med 2001;163:597–598. 44. Fogel RB, Malhotra A, Pillar G, Pittman SD, Dunaif A,

White DP. Increased prevalence of obstructive sleep apnea

syndrome in obese women with polycystic ovary syndrome. J Clin Endocrinol

Metab 2001;86:1175–1180. 45. Carden K, Malhotra A. The debate about gender

differences in obstructive sleep apnea. Sleep Med 2003;4:485–487. 46. Redline S, Tosteson T, Tishler PV, Carskadon MA,

Millman RP, Milliman RP. Studies in the genetics of obstructive sleep

apnea: familial aggregation of symptoms associated with sleep-

related breathing disturbances. Am Rev Respir Dis

1992;145:440–444. 47. Redline S, Tishler PV,HansMG, Tosteson TD, StrohlKP,

Spry K. Racial differences in sleep-disordered breathing in African-

Americans and Caucasians. Am J Respir Crit Care Med 1997;155:186–

192. [Published erratum appears in Am J Respir Crit Care Med

1997;155:1820.]

48. Redline S, Tishler PV, Schluchter M, Aylor J, Clark K, Graham G.

Risk factors for sleep-disordered breathing in children: associations

with obesity, race, and respiratory problems. Am J Respir Crit Care

Med 1999;159:1527–1532.

49. SchwabRJ, PasirsteinM,Kaplan L, PiersonR,MackleyA,Hachadoorian

R, Arens R, Maislin G, Pack AI. Family aggregation of upper airway

soft tissue structures in normal subjects and patients with sleep apnea.

Am J Respir Crit CareMed 2006;173:453–463.

50. Redline S, Tishler PV, Tosteson TD, Williamson J, Kump K, Browner

I, Ferrette V, Krejci P. The familial aggregation of obstructive sleep

apnea. Am J Respir Crit Care Med 1995;151:682–687.

51. Patel SR. Shared genetic risk factors for obstructive sleep apnea and

obesity. J Appl Physiol 2005;99:1600–1606.

52. Palmer LJ, Buxbaum SG, Larkin E, Patel SR, Elston RC, Tishler PV,

Redline S. A whole-genome scan for obstructive sleep apnea and

obesity. Am J Hum Genet 2003;72:340–350.

53. Palmer LJ, Redline S. Genomic approaches to understanding obstructive

sleep apnea. Respir Physiolo Neurobiol 2003;135:187–205.

54. Gleadhill IC, Schwartz AR, Schubert N, Wise RA, Permutt S, Smith PL.

Upper airway collapsibility in snorers and in patients with obstructive

hypopnea and apnea. Am Rev Respir Dis 1991;143:1300–1303.

55. Schwartz AR, Smith PL, Wise RA, Gold AR, Permutt S. Induction of

upper airway occlusion in sleeping individuals with subatmospheric

nasal pressure. J Appl Physiol 1988;64:535–542.

56. Smith PL, Wise RA, Gold AR, Schwartz AR, Permutt S. Upper airway

pressure-flow relationships in obstructive sleep apnea. J Appl Physiol

1988;64:789–795.

57. Schwartz AR, Schubert N, Rothman W, Godley F, Marsh B, Eisele D,

Nadeau J, Permutt L, Gleadhill I, Smith PL. Effect of uvulopalatopharyngoplasty

on upper airway collapsibility in obstructive sleep

apnea. Am Rev Respir Dis 1992;145:527–532.

58. Winakur SJ, Smith PL, Schwartz AR. Pathophysiology and risk factors for

obstructive sleep apnea. Semin Respir Crit Care Med 1998;19:99–112.