Altitude-Induced Sleep Apnea Is Highly Dependent on Ethnic Background (Sherpa Vs. Tamang)

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Serval ID
serval:BIB_01D73A99DA47
Type
PhD thesis: a PhD thesis.
Collection
Publications
Institution
Title
Altitude-Induced Sleep Apnea Is Highly Dependent on Ethnic Background (Sherpa Vs. Tamang)
Author(s)
Heiniger Grégory
Director(s)
Heinzer Raphael
Institution details
Université de Lausanne, Faculté de biologie et médecine
Publication state
Accepted
Issued date
2022
Language
english
Abstract
Contexte :
L’altitude provoque une alcalose hypocapnique qui peut générer une apnée centrale lors du sommeil. Au Népal, deux groupes ethniques vivent à moyenne/haute altitude: Les Tamangs qui sont issus de populations tibéto-birmanes de basse altitude ainsi que les Sherpas qui descendent de Tibétains acclimatés à la haute altitude.
Objectif de l’étude :
Comparer la prévalence des apnées centrales en basse et en haute altitude entre des sujets Sherpas et Tamangs.
Méthodes :
Des enregistrements polygraphiques, incluant le débit d'air et la saturation en oxygène ont été effectués au Népal à des altitudes " basses " (2 030 m) et " hautes " (4 380 m). La ventilation au repos (VE) et le CO2 expiré mixte (FECO2) ont également été mesurés aux mêmes altitudes. Les différences dans l'index d'apnée-hypopnée (AHI), l'index de désaturation d'oxygène (ODI), et le pourcentage de respiration périodique nocturne (NPB) aux deux altitudes ont été comparées entre les ethnies.
Mesures et principaux résultats :
Vingt Sherpas et 20 Tamangs ont été inclus (hommes, âge médian [intervalle inter-quartile] : 24,5 [21,5-27,8] ans vs 26,0 [21,5-39,8] ans, indice de masse corporelle : 23,9 [22,1-26,1] kg/m2 contre 25,21 [20,6-27,6] kg/m2). Par rapport aux Tamangs, les Sherpas ont présenté une augmentation plus faible de l'IAH (+7,5 [2,6-17,2]/h contre +31,5 [18,2-57,3]/h, p<0,001), de l'IDO (+13,8 [5,5-28. 2]/h contre +42,0 [22,6-77,6]/h, p<0,001), et la proportion de NPB (+0,9 [0-3,5]% contre +12,8 [3,1-27,4]%, p < 0,001) de la basse à la haute altitude. La VE au repos était plus élevée chez les Sherpas que chez les Tamangs en basse altitude (8,45 [6,89- 10,70] l/min contre 6,3 [4,9-8,3] l/min, p = 0,005) et en haute altitude (9,7 [8,5-11] l/min contre 8,74 [7,39-9,73] l/min, p = 0. 020), tandis que la diminution moyenne de l'écart-type de la FECO2 entre la basse et la haute altitude était plus importante chez les Tamangs que chez les Sherpas (-0,50%-0,44% vs. -0,80%-0,33%, p < 0,023).
Conclusion :
Les sujets d’origine Tamangs ont montré une augmentation des troubles respiratoires nocturne entre la basse et la haute altitude 3 fois plus importante que les sujets Sherpas qui sont génétiquement adaptés à l'altitude. Les sujets Sherpas ont une ventilation plus élevée et une baisse plus faible de la FECO2 lors du passage de la basse à la haute altitude. Ces données suggèrent que des différences génétiques dans le contrôle de la respiration pourraient être protectrices contre les apnées centrales.
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Rationale: High altitude-induced hypocapnic alkalosis generates central sleep apnea (CSA). In Nepal, two ethnic groups live at medium-to-high altitude: Tamangs originate from low-altitude Tibeto-Burman popula- tions, whereas Sherpas descend from high-altitude Tibetans.
Objective: To compare apnea severity at low and high altitude between Sherpas and Tamangs.
Methods: Polygraphy recordings, including airflow and oxygen saturation, were performed in Nepal at ‘‘low’’ (2,030 m) and ‘‘high’’ (4,380 m) altitudes. Resting ventilation (V_ E) and mixed-exhaled CO2 (FECO2) were also measured at the same altitudes. Differences in apnea-hypopnea index (AHI), oxygen desaturation index (ODI), and % of nocturnal periodic breathing (NPB) at the two altitudes were compared between ethnicities.
Measurements and Main Results: Twenty Sherpas and 20 Tamangs were included (males, median [inter- quartile range] age: 24.5 [21.5–27.8] years vs. 26.0 [21.5–39.8] years, body mass index: 23.9 [22.1–26.1] kg/m2 vs. 25.21 [20.6–27.6] kg/m2). Compared with Tamangs, Sherpas showed a lower increase in AHI (+7.5 [2.6– 17.2]/h vs. +31.5 [18.2–57.3]/h, p < 0.001), ODI (+13.8 [5.5–28.2]/h vs. +42.0 [22.6–77.6]/h, p < 0.001), and NPB proportion (+0.9 [0–3.5]% vs. +12.8 [3.1–27.4]%, p < 0.001) from low to high altitude. Resting V_ E was higher in Sherpas versus Tamangs at both low (8.45 [6.89–10.70] l/min vs. 6.3 [4.9–8.3] l/min, p = 0.005) and high (9.7 [8.5–11] l/min vs. 8.74 [7.39–9.73] l/min, p = 0.020) altitudes, whereas the mean – standard deviation FECO2 decrease between low and high altitude was greater in Tamangs versus Sherpas (-0.50% – 0.44% vs. -0.80% – 0.33%, p < 0.023).
Conclusion: Overall, altitude-adapted Sherpas showed a 3.2-times smaller increase in sleep-disordered breathing between low and high altitude compared with Tamangs, and higher ventilation and a smaller drop in FECO2 at high altitude. These data suggest that genetic differences in breathing control can be protective against CSA.
Keywords
altitude, central sleep apnea, genetic ancestry, loop gain, periodic breathing
Create date
18/01/2023 11:51
Last modification date
25/01/2023 7:08
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