基于咳嗽敏感性老年吸入性肺炎发生机制及芳香疗法改善咳嗽功能机制研究

Aspiration pneumonia is a common cause of death in the elderly. Dystussia, which is an impaired cough response, is supposed to be one of the mechanisms. Our previous study found that cough reflex sensitivity was significantly decreased accompanied with impaired urge-to-cough. Therefore, we hypothesized that cerebral cortex dysfunction of cough reflex may be involved to induce aspiration pneumonia; restoration of cough function may reduce the incidence of this disease. We will first, investigate the cerebral activation differences of urge-to-cough in elderly patients with aspiration pneumonia. Second, we plan to explore the effect of inhalation of either black pepper oil or cinnamon oil on neural network regulation cough reflex and urge-to-cough in healthy adults. Finally, we evaluate the effect of long-term aromatherapy on cough reflex, urge-to-cough and neural network in elderly patients with aspiration pneumonia. Our study is of great significance on reveal the mechanism of aspiration pneumonia in the elderly, will help to explore new strategy to restore cough motivation system, then reduce silent aspiration and prevent aspiration pneumonia, reduce mortality, and improve the quality of life.

吸入性肺炎是导致老年人死亡的常见原因,而咳嗽功能受损是其发病机制之一。我们前期研究发现老年反复吸入性肺炎患者的咳嗽反射敏感性明显下降，同时伴有来自大脑皮层的咳嗽冲动（urge-to-cough）明显迟钝。据此提出咳嗽功能的大脑皮层水平调节障碍参与吸入性肺炎的发生，而重建咳嗽功能可以降低该病的发病率。本项目拟首先明确老年吸入性肺炎患者咳嗽冲动的脑区激活存在差异。其次，确认经鼻吸入黑胡椒油、肉桂油对健康成年人咳嗽冲动神经网络调节的影响。最后，探索长期经鼻吸入黑胡椒油、肉桂油对老年吸入性肺炎患者咳嗽反射、咳嗽冲动和神经网络调节的影响。本研究的顺利实施将进一步阐明老年吸入性肺炎的发生机制，为开发简单易行的重建老年人咳嗽功能的呼吸康复新方法提供循证学依据，预防和减少吸入性肺炎的发生，降低死亡率，提高患者日常生活质量和延长寿命。

吸入性肺炎是导致老年人死亡的常见原因,而咳嗽功能受损是其发病机制之一。我们前期研究发现老年反复吸入性肺炎患者的咳嗽反射敏感性明显下降，同时伴有来自大脑皮层的咳嗽冲动明显迟钝。据此提出咳嗽功能的大脑皮层水平调节障碍参与吸入性肺炎的发生，而重建咳嗽功能可以降低该病的发病率。本项目先探讨了健康青年人、健康老年人及老年吸入性肺炎患者咳嗽反射及咳嗽冲动的脑区激活差异。其次，探讨了芳香嗅觉刺激对老年吸入性肺炎患者咳嗽反射及咳嗽冲动的影响。此外，从大脑皮层调控层面，探讨了非侵入性脑刺激技术经颅直流电刺激（tDCS）干预对咳嗽反射和咳嗽冲动的影响。研究结果表明，随着柠檬酸刺激浓度的增强，不同频段的全脑能量均呈上升趋势。全脑能量与行为学相关性分析显示，不同柠檬酸刺激浓度下，咳嗽冲动Borg评分的均值与delta（2-4 Hz）、theta（4-8 Hz）、alpha1（8-10Hz）、alpha2（10-13Hz）、beta1（13-20Hz）及beta2（20-30Hz）频段全脑能量均值显著相关。sLORETA源分析结果表明在delta和theta频段，咳嗽反射阈值（C5）状态下的脑电信号在中央前回、中央后回、额下回、额中回、梭状回、颞上回、颞中回、颞下回、海马旁回、胼胝体下回显著增强。健康青年不吸烟男性在中央前回、中央后回、旁中央小叶、扣带回、顶下小叶、额中回的脑区激活明显弱于女性。在老年吸入性肺炎患者中亦观察到相似的脑区激活变化。经鼻吸入黑胡椒油显著改善老年吸入性肺炎患者的咳嗽冲动敏感性，对咳嗽反射敏感性无显著效果。右侧前额叶背外侧皮层作为咳嗽抑制通路中的潜在刺激靶点，在tDCS阳极刺激作用下，健康青年人的咳嗽反射阈值显著升高同时伴随着咳嗽冲动阈值的升高而咳嗽冲动敏感性未见显著变化，反之，tDCS阴极刺激对咳嗽反射和咳嗽冲动无影响。本研究的顺利实施进一步阐明了老年吸入性肺炎的发生机制，为开发重建咳嗽功能的新技术奠定基础。