《Scientific Reports》:Autonomic nervous system and mediating role of respiratory function in patients with ALS
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渐冻症(ALS)患者常面临呼吸和心脏节律异常等问题,为探究自主神经系统(ANS)在其中的作用,研究人员开展相关研究。他们对 75 例 ALS 患者进行分析,发现 SNS 活动增强可提升呼吸功能,进而改善患者功能、认知和抗氧化能力。这为 ALS 治疗提供新思路。
渐冻症,这个听起来有些陌生却又十分残酷的疾病,就像一个隐匿在人体中的 “冷酷杀手”。它是一种进行性神经退行性疾病,主要影响运动神经元 。患者在患病后的 3 - 5 年内,往往会因呼吸衰竭而失去生命,其发病率约为每年每 10 万人中有 1.4 例,男性患病的概率更高。
目前,虽然我们对渐冻症的运动病理有了一定了解,但对于自主神经系统在呼吸并发症中所扮演的角色,认知还十分有限。自主神经系统分为交感神经系统(SNS)和副交感神经系统(PNS),它对人体的心率、消化、呼吸等重要功能起着调节作用。在渐冻症患者中,自主神经系统出现了功能紊乱,比如心率变异性降低、心脏交感神经长期处于过度活跃状态等,但这些变化如何影响呼吸功能,背后的机制还不清楚。而且,渐冻症患者不仅有运动症状,还常常出现认知障碍、氧化应激等问题,这些和自主神经系统以及呼吸功能之间有什么关联,也有待研究。为了解开这些谜团,来自西班牙多所高校和医院的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了定量、观察、分析和横断面的临床研究方法。他们从西班牙主要的渐冻症协会获取样本,最终确定了 75 例符合条件的渐冻症患者作为研究对象。在这个过程中,制定了严格的纳入和排除标准,像男性要超过 18 岁、患者确诊并出现症状至少 6 个月等。
为了全面了解患者的身体状况,研究人员使用了多种技术方法。在评估自主神经系统活动时,借助 Polar H7 蓝牙设备和 Elite HRV 应用程序,测量心率变异性等相关指标;采用 MasterScreen PFTspirometer 来测定患者的呼吸功能,评估用力肺活量(FVC)、第 1 秒用力呼气容积(FEV1)等参数;利用爱丁堡认知和行为渐冻症筛查量表(ECAS,西班牙版本)评估患者的认知功能;通过采集空腹血样,使用自动生化分析仪检测 Trolox 等效抗氧化能力(TEAC)、铜离子还原抗氧化能力(CUPRAC)和铁离子还原能力(FRAP),以此衡量抗氧化能力;运用修订的渐冻症功能评定量表(ALSFRS - R)来评估患者的功能状态。最后,利用 AMOS V.23 软件构建结构方程模型,分析各因素之间的关系。
研究结果如下:
- 描述性统计:研究人员对各项测量指标进行统计分析,得到了不同指标的均值和标准差等数据,如交感神经系统的低频心率(LF)峰值频率均值为 0.08Hz,标准差为 0.05Hz;呼吸功能中 FVC 均值为 2.31L,标准差为 1.08L 等。这些数据为后续分析提供了基础1。
- 验证模型:研究人员构建了两个模型,一个是包含呼吸功能在自主神经系统与认知、功能和氧化之间中介效应(间接效应)的受限模型,另一个是包含直接和间接效应的非受限模型。结果显示,两个模型对数据的拟合度大多良好,且基于参数数量比较,两者无显著差异。因此,选择受限模型更为合理,这表明呼吸功能在自主神经系统与其他测量指标之间起到了中介作用。进一步分析受限模型发现,SNS 活动增加会使呼吸功能增强(β = 0.31),而 PNS 对呼吸的作用较弱且呈负相关(β = - 0.13),两者能解释 10% 的呼吸功能变化(R2=0.10)。同时,呼吸功能的改善对患者的功能能力(β = 0.38)、认知(β = 0.33)和抗氧化能力(β = 0.45)都有积极影响23。
- 社会人口学变量:年龄与模型中各因素的相关性均无统计学意义。在性别差异方面,男性的呼吸功能和抗氧化能力明显高于女性,且差异效应量较大。而根据渐冻症类型(延髓型和脊髓型)分析,各测量指标虽无显著差异,但脊髓型患者的抗氧化能力有中等效应量的差异,数值相对较高45。
综合研究结果和讨论部分,这项研究意义重大。它揭示了渐冻症患者自主神经系统与呼吸功能之间的关系,发现 SNS 与呼吸功能呈正相关,PNS 与呼吸功能呈负相关。对于功能残疾,自主神经系统的影响主要通过呼吸功能的中介作用体现;在认知活动方面,自主神经系统有一定影响,但呼吸功能受损会显著增强这种影响;在氧化应激方面,虽然 SNS 直接作用较弱,但通过呼吸功能的中介作用,会使抗氧化能力增强。这些结论为渐冻症的治疗提供了新的方向,提示在现有药物治疗的基础上,针对呼吸功能改善和抗氧化能力提升的治疗方法或许能有效减缓疾病进展。不过,该研究也存在一些局限性,如样本量较小、心率变异性测量结果不稳定、存在一定的选择偏倚等。未来还需要在更大规模、更多样化的人群中开展研究,进一步探索神经炎症、能量代谢和内源性大麻素系统等在渐冻症中的作用,以更深入地了解渐冻症的发病机制,为开发更有效的治疗手段提供依据。
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