Effets de la ventilation en pression positive continue nocturne sur l’activité cérébrale spontanée des patients atteints d’apnée obstructive du sommeil sévère

Contexte de la recherche

L’apnée obstructive du sommeil (AOS) est un trouble respiratoire chronique courant lié au sommeil, caractérisé par une fermeture partielle ou complète des voies respiratoires pendant le sommeil. Ce trouble entraîne des épisodes récurrents d’hypoxie intermittente, de rétention de dioxyde de carbone et de fragmentation du sommeil. Il est rapporté que la prévalence de l’AOS sévère est d’environ 20% chez les hommes adultes et de 10% chez les femmes post-ménopausées. De plus, une étude impliquant 38 000 citoyens russes a montré que 48,9% des participants présentaient un indice d’apnée-hypopnée (IAH) ≥ 5, 18,1% un IAH ≥ 15, et 4,5% un IAH ≥ 30. L’AOS peut entraîner de graves complications de santé, y compris des maladies cardiaques, de l’hypertension et du reflux gastro-œsophagien. Cependant, les mécanismes spécifiques responsables de la dysfonction cérébrale chez les patients atteints d’AOS restent à clarifier.

La pression positive continue (PPC) est le traitement de choix pour les patients atteints d’AOS modérée à sévère. Un seul traitement nocturne par PPC peut rapidement corriger l’hypoxie intermittente, réduire significativement la fragmentation du sommeil et augmenter la proportion de sommeil à ondes lentes et de sommeil paradoxal (REM). De plus, certains patients atteints d’AOS sévère voient leurs symptômes de somnolence diurne disparaître et leur état mental s’améliorer après une nuit de traitement par PPC. Toutefois, les recherches sur les effets d’une seule nuit de traitement par PPC sur la fonction cérébrale des patients atteints d’AOS sont relativement rares. Par conséquent, nous émettons l’hypothèse qu’une nuit de traitement par PPC pourrait également améliorer significativement la fonction cérébrale chez ces patients.

Origine de la recherche

L’étude a été rédigée conjointement par Yuanfeng Sun, Fei Lei, Lian Luo, Ke Zou et Xiangdong Tang du Centre de Médecine du Sommeil de l’Hôpital Huaxi affilié à l’Université de Southwest et a été publiée en 2023 dans la revue « Scientific Reports ».

Contenu de la recherche

Processus de travail de la recherche

L’objectif de cette étude est d’examiner les effets d’une nuit de traitement par PPC sur l’activité cérébrale spontanée des patients atteints d’AOS sévère, ainsi que les mécanismes neuropathologiques potentiels. L’étude a impliqué 30 patients atteints d’AOS sévère et 19 témoins sains (HC). Pour évaluer l’activité cérébrale spontanée de tous les participants, nous avons utilisé les méthodes de la fraction d’amplitude des fluctuations à basse fréquence (fALFF) et de l’homogénéité régionale (ReHo).

Le processus spécifique de l’étude est le suivant :

1. Recrutement des sujets et collecte des informations de base :

   • 30 hommes récemment diagnostiqués avec une AOS sévère non traitée et 19 témoins sains (HC) ont été recrutés.
   • Les sujets ayant des antécédents de troubles respiratoires, neurologiques ou psychiatriques, de consommation excessive d’alcool ou de drogues ont été exclus.
   • Des polysomnographies (PSG) et des données d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle en état de repos (rs-fMRI) ont été recueillies à l’Hôpital Huaxi affilié à l’Université de Southwest.

2. Traitement par PPC :

   • Après l’évaluation PSG, une nuit de traitement (22h30–6h30) par PPC a été administrée, et l’appareil a surveillé les niveaux de respiration et ajusté automatiquement la pression.

3. Collecte et traitement des données :

   • Des images structurelles et fonctionnelles par IRMf ont été obtenues pour tous les participants le matin suivant la PSG ou le traitement par PPC (7h30-8h30).
   • Les paramètres de collecte des données rs-fMRI comprenaient un temps de répétition de 2000ms, un temps d’écho de 30ms, un angle de bascule de 90°, une épaisseur de 5,0mm, etc.

4. Analyse des données :

   • Les valeurs de ReHo et fALFF ont été calculées à l’aide du logiciel DPABI, en utilisant respectivement le coefficient de concordance de Kendall et l’amplitude des fluctuations.
   • Les données générées ont été analysées statistiquement pour comparer les différences avant et après traitement et avec le groupe de témoins sains.

Résultats de la recherche

Caractéristiques cliniques

L’étude a montré qu’il n’y avait pas de différence significative entre les patients atteints d’AOS et le groupe témoin en termes d’âge, niveau d’éducation, latence d’endormissement, heure de coucher, durée totale du sommeil et efficacité du sommeil. Cependant, les patients atteints d’AOS présentaient des scores significativement plus élevés à l’échelle de somnolence d’Epworth (ESS), des indices AHI et du temps de sommeil N1, ainsi que des saturations moyennes en oxygène (SaO2) et des temps T90% plus faibles lors des phases REM et NREM.

Après une nuit de traitement par PPC, le temps de sommeil REM, le temps de sommeil N3 et la SaO2 des patients atteints d’AOS ont augmenté de manière significative, tandis que l’AHI et le T90% pendant les phases REM, NREM ainsi que le temps total de sommeil ont diminué de manière significative.

Analyse ReHo et fALFF

Comparé au groupe témoin, les patients atteints d’AOS présentaient une réduction significative des valeurs d’homogénéité régionale (ReHo) dans le noyau caudé bilatéral, tandis que les valeurs de fALFF dans la zone 8 du cervelet bilatéral étaient augmentées. Après une nuit de traitement par PPC, les valeurs de ReHo dans le noyau caudé bilatéral augmentaient, tandis que les valeurs de ReHo dans le gyrus frontal supérieur droit diminuaient. Les valeurs de fALFF dans la zone orbitale du gyrus frontal moyen gauche (frontal_mid_orb_l) et la zone orbitale du gyrus frontal inférieur droit (frontal_inf_orb_r) augmentaient, tandis que celles dans la zone médiale du gyrus frontal supérieur gauche (frontal_sup_medial_l) et le lobule pariétal inférieur droit (parietal_inf_r) diminuaient.

Analyse de corrélation de Pearson

Six régions d’intérêt (ROIs) ont été identifiées sur la base des analyses ReHo et fALFF du cerveau entier. La moyenne de ReHo n’était pas significativement corrélée aux données de la polysomnographie. En revanche, la variation de la valeur fALFF dans la zone orbitale du gyrus frontal inférieur droit (frontal_inf_orb_r) était positivement corrélée aux changements de temps de sommeil REM (r = 0,437, p = 0,016).

Discussion

L’étude révèle une réduction de l’homogénéité régionale (ReHo) dans les noyaux caudés bilatéraux chez les patients atteints d’AOS, indiquant que l’activité neuronale locale devient plus désorganisée au fil du temps, et que les connexions neuronales locales s’affaiblissent. Le noyau caudé est une composante essentielle du système d’apprentissage et de mémoire du cerveau. Des recherches antérieures ont également montré des dommages structurels et des changements métaboliques dans le noyau caudé et l’hippocampe chez les patients atteints d’AOS non traités. L’étude montre également que les valeurs ReHo du noyau caudé se rétablissent après une nuit de traitement par PPC, suggérant une restauration de sa fonction.

De plus, l’étude trouve une augmentation significative des signaux fALFF dans la zone 8 du cervelet bilatéral des patients atteints d’AOS, et une corrélation négative significative avec la saturation en oxygène (SaO2) et l’indice d’AHI. La recherche a montré que l’exposition à l’hypoxie intermittente peut causer des dommages neuronaux dose-dépendants dans le cervelet, entraînant une dysfonction cérébelleuse. Après le traitement par PPC, les valeurs fALFF et ReHo dans plusieurs régions du cerveau, en particulier les régions frontales, ont changé, et ces changements étaient liés aux variations du temps de sommeil REM.

Conclusion

Des variations anormales des valeurs de fALFF et ReHo ont été observées chez les patients atteints d’AOS avant et après une nuit de traitement par PPC, contribuant à une meilleure compréhension des mécanismes neuronaux chez ces patients. Cette étude fournit des preuves d’imagerie importantes pour une compréhension plus approfondie des mécanismes neuropathologiques de l’AOS. Les résultats de l’étude suggèrent que le traitement par PPC peut améliorer significativement la fonction cérébrale des patients atteints d’AOS, particulièrement dans les régions frontales, ce qui est associé à la récupération du sommeil et des fonctions cognitives.

Signification de la recherche

Cette étude non seulement révèle les dommages spécifiques aux fonctions cérébrales causés par l’AOS, mais démontre également l’impact positif du traitement par PPC sur la récupération des fonctions cérébrales. En utilisant des techniques avancées d’IRMf et des méthodes d’analyse précises de fALFF et ReHo, l’étude fournit des preuves d’imagerie précieuses, offrant une nouvelle perspective pour la recherche clinique et les mécanismes neuronaux de l’AOS. Cela est significatif pour améliorer la qualité de vie des patients atteints d’AOS, développer de nouvelles méthodes de traitement et promouvoir la recherche fondamentale connexe.