김명립 원장의 지상강좌

   코골이와 수면무호흡증의 pathophysiology
                                   -anatomic disorder vs neurologic disorder

대한치과수면연구회 연재순서

1. 수면질환에서 치과의사의 역할 /정성창 교수
2. 코골이와 수면무호흡증의 진단 및 치료법 분류 /정진우 교수
3. 코골이와 수면무호흡증 환자의 Clinical Guideline (American Academy of Sleep Medicine) /김미은 교수
4. 코골이와 수면무호흡증의 pathophysiology -anatomic disorder vs neurologic      disorder /김명립 원장
5. 수면질환의 역학조사 /류재준 교수
6. 코골이와 수면무호흡증 치료를 위한 다양한 구강내장치 소개 및 개원가에서의 적용 /송윤헌 원장
7. 구강내 장치의 작용기전 및 치료효과 /김현철 원장
8. 구강내장치 장착시 있을 수 있는 문제점과 해결 /안형준 교수

코골이와 폐쇄성 수면 무호흡의 pathophysiology
-anatomic disorder vs nerologic disorder

폐쇄성 수면무호흡 증후군 (obstructive sleep apnea syndrome : OSAS)는 생명을 위협하는 심각한 문제로 알려져 있다. OSAS를 포함한 sleep medicine에 관심을 가지고 적극적을 진단과 진료에 참여하는 의과대학 , 치과대학의 분야는 호흡기 내과, 정신과, 신경과, 이비인후과, 소아과, 구강내과, 교정과 그리고 구강 악안면 외과 등이다. 특히 교정과는 오래 전부터 airway와 craniofacial growth 연구를 해왔고, 최근 미국교정학회에서 OSAS 강의가 한 세션으로 할당되었고, 몇년 사이 세계수면의학 학술대회에 참여한 의과대학 교수님들이 학술기간 동안 치과의사 특히 교정과 의사들이 중요한 강의를 많이 했다면서 놀라는 모습을 자주 볼 수 있었다. 또 필자가 2008년 1월 Midwest Angle Meeting에서 만난 미시간대학 교정과 McNamara교수에게 OSAS의 진단과 치료에 교정과 의사의 역할이 중요하다는 이야기할 기회가 있었고, 실제 미시간대학에서 열리는 2009년 Moyer symposium의 이틀 강의 중 하루가 OSAS 강의로 변경되는 등 수면의학의 발전을 위해 치과의사의 역할의 인식이 점점 증가하고 있다. (그림 1)    

먼저 정상수면 시 호흡의 physiology를 이해하는 것이 중요하다. 잠에 빠지자마자 upper airway의 tone 감소로 upper airway의 저항이 갑자기 증가한다 (Skatrud & Dempsy, J. Appl. Physiol, 1985). Upper airway 초기 저항의 overshoot은 곧 줄어드는데, 잠을 자는 동안 약간 저항이 증가된 채 유지되고 tidal volume이 약간 감소되고 breathing frequency가 약간 증가한다. 이러한 정상수면 중 upper airway의 patency는 숨을 들이쉬면서 생기는 intrapharyngeal area의 음압으로 인해 기도가 쪼그라들지 않게 유지해주는 upper airway dilator muscle의 counteraction의 균형에서 유지된다. (그림 2)

1978년 Guilleminault와 Motta는 cuirass ventilator로 치료받는 postpoliomyelitis syndrome를 앓고 있는 환자에서 수면 중 intrathoracic negative pressure가 upper airway dilators에 의해 counteraction 되지 못하는 것을 발견하고 OSAS의 발생기전을 처음 보고하였다. 그 이후 upper airway dilators EMG를 관찰한 여러 연구에서 비정상적인 수면 호흡을 보이는 경우 EMG의 activity가 감소함을 보고하였다. 중요한 upper airway dilators는 tongue과 관련된 genionglossus, hyoid와  관련된 geniohyoid, sternohyoid, 그리고 palate와 관련된 palatoglossus, palatopharyngeus, levator palatini muscle 등이 있다. REM (rapid eye movement) 수면 중에는 더욱 airway의 직경이 줄어들게 되는데, 직경은 일차원적으로 줄어들지만 실제 통과하는 공기의 양은 3제곱으로 줄어들게 된다(그림 3). 앞에서 여러 교수님들이 말씀하신 하악을 몇mm 일차원으로 전방 위치시키는 구강내 장치의 효과가 실제 공기의 흐름을 3차원으로 증가시켜서 OSAS환자의 치료에 도움을 준다고 것과 마찬가지 이치이다. 이렇게 산소가 공급이 안 되는 apnea가 생기면 점진적인 hypoxia이 일어나고 여기에서 회피하려고 arousal 일어나는 사이클을 반복하는 sleep fragment가 일어난다. 이러한 발생 기전을 알게 되면 OSAS진단에 사용되는 polysomnography의 해석이 쉬워진다(그림 4). 계속된 호흡을 하려는 노력이 epiglottis의 음압을 만들고(Pepi), 공기의 흐름이 요동치면서 감소하고(Flow), 산소의 공급이 줄어들게 되니(SaO2), EKG와 heart rate가 증가하고 시간이 지나면서 arousal (EEG에서 관찰)이 생긴다.