Respirační pohon při obstrukční apnoe

Během bdělosti poskytují faryngeální dilatační svaly (dilatátory) nezbytnou sílu, aby umožnily adekvátní průtok u všech subjektů bez ohledu na to, jak je jejich pasivní hltan skládací. Tato dilatační aktivita je podstatně ztracena při nástupu spánku. Subjekty, u kterých pasivní hltan nemůže umožnit adekvátní ventilaci, musí získat dilatátory pomocí reflexních mechanismů, pokud mají zůstat spát. Dilatátory mohou být rekrutovány reflexně prostřednictvím změn v napětí krevních plynů a v aferentní aktivitě faryngeálních mechanoreceptorů.

U pacientů s obstrukční spánkovou apnoe (OSA) dochází k opakujícím se obstrukčním příhodám, během kterých se průtok vzduchu podstatně sníží (hypopnoe) nebo úplně ustane (apnoe). Ty trvají od 10 do > 60 sekund, poté dochází k podstatnému zvýšení ventilace (hyperventilační fáze), která trvá několik dechů. Cyklus se pak opakuje. K probuzení ze spánku dochází v určitém okamžiku během hyperventilační fáze u naprosté většiny obstrukčních respiračních příhod. Ukázalo se však, že u většiny pacientů s OSA jsou reflexní mechanismy kompetentní a dokážou se s obstrukcí vypořádat bez vzrušení. Dýchání se musí o určitou míru zvýšit, než svaly horních cest dýchacích začnou reagovat na zvyšující se dechový pohyb a pacient se často probudí jako první. Když tedy subjekt se zúženým nebo poddajnějším hltanem usne a ucpe si dýchací cesty, musí se napětí krevních plynů zhoršit na prahovou hodnotu, než začnou hltanové dilatátory reagovat. Jakmile je tohoto prahu dosaženo, dilatátory rychle reagují na další změny napětí krevních plynů a otevírají dýchací cesty. Tento práh byl nazván prahem efektivního náboru (TER).

Základem tohoto výzkumného projektu je, že pokud lze udržet dechový pohon na prahu nebo blízko něj, dilatátory by okamžitě reagovaly na jakoukoli překážku a během obstrukce by došlo jen k malému dalšímu zvýšení respiračního pohonu. Odhadujeme, že požadované zvýšení pohonu může lze dosáhnout pouhým zvýšením tlaku oxidu uhličitého (PCO2) o 2-3 mmHg, což je vysoce tolerovatelné zvýšení. Máme v úmyslu neustále zvyšovat dechovou aktivitu, počínaje před spaním tím, že požádáme účastníky, aby dýchali přes pravidelnou masku s kontinuálním přetlakem dýchacích cest (CPAP) s přidaným mrtvým prostorem.

Pro zvětšení mrtvého prostoru upravíme komerční dýchací vaky používané pro oxygenoterapii tak, aby bylo možné regulovat množství zpětného vdechování. To by mělo zvýšit arteriální tlak oxidu uhličitého (PaCO2) o několik milimetrů rtuti (mmHg) v ustáleném stavu. Ve spánku by dechový pohon byl na nebo nad TER u téměř poloviny pacientů. Pokud by se dýchací cesty ucpaly, svaly dilatátoru by byly v pozici, aby mohly okamžitě reagovat, čímž by se zabránilo dalšímu akutnímu nárůstu dechového úsilí. To sníží frekvenci obstrukčních respiračních příhod o >50 % u nejméně poloviny pacientů a zlepší kvalitu spánku a noční saturaci kyslíkem.