Respirationsdrev på obstruktiv apnø

Under vågenhed giver svælgdilatatormusklerne (dilatorer) den nødvendige kraft til at tillade et passende flow i alle forsøgspersoner, uanset hvor sammenklappeligt deres passive svælg er. Denne dilatatoraktivitet er væsentligt tabt ved søvnbegyndelse. Forsøgspersoner, hvor den passive svælg ikke kan tillade tilstrækkelig ventilation, skal rekruttere dilatatorer gennem refleksmekanismer, hvis de skal forblive i søvn. Dilatatorer kan rekrutteres refleksivt via ændringer i blodgasspændinger og i afferent aktivitet af pharyngeale mekanoreceptorer.

Patienter med obstruktiv søvnapnø (OSA) udvikler gentagne obstruktive hændelser, hvor luftstrømmen falder væsentligt (hypopnøer) eller helt ophører (apnøer). Disse varer fra 10 til >60 sekunder, hvorefter der er en væsentlig stigning i ventilation (hyperventilatorisk fase), der varer i flere vejrtrækninger. Herefter gentages cyklussen. Ophidselse fra søvn opstår på et tidspunkt i den hyperventilatoriske fase i langt de fleste obstruktive respiratoriske hændelser. Det har dog vist sig, at hos størstedelen af ​​OSA-patienter er refleksmekanismerne kompetente og kan håndtere obstruktionen uden ophidselse. Åndedrætsdriften skal øges en begrænset mængde, før de øvre luftvejsmuskler begynder at reagere på øget respirationsdrift, og ofte vågner patienten først. Når et individ med et indsnævret eller mere eftergiveligt svælg falder i søvn og blokerer hans/hendes luftveje, skal blodgasspændinger således forringes en tærskelværdi, før svælgdilatatorerne begynder at reagere. Når denne tærskel er nået, reagerer dilatatorerne hurtigt på yderligere ændringer i blodgasspændinger og åbner luftvejene. Denne tærskel blev betegnet som den effektive rekrutteringstærskel (TER).

Grundlaget for dette forskningsprojekt er, at hvis respirationsdrevet kan opretholdes ved eller tæt på tærsklen, vil dilatatorerne reagere hurtigt på enhver obstruktion, og der vil kun være en lille yderligere stigning i respirationsdrevet under obstruktion. Vi vurderer, at den nødvendige stigning i drevet kan opnås ved blot at hæve kuldioxidtrykket (PCO2) 2-3 mmHg, en meget acceptabel stigning. Vi har til hensigt at øge respirationsdrevet på en kontinuerlig basis, begyndende før søvn ved at bede deltagerne om at trække vejret gennem en regelmæssig kontinuerlig positivt luftvejstryk (CPAP) maske med ekstra dødrum.

For at øge dead-space vil vi modificere kommercielle genåndingsposer, der bruges til iltbehandling, så mængden af ​​genånding kan justeres. Dette skulle hæve det arterielle kuldioxidtryk (PaCO2) et par millimeter kviksølv (mmHg) i steady state. Ved søvn vil respirationsdrevet være på eller over TER hos næsten halvdelen af ​​patienterne. Skulle luftvejen blokere, vil dilatatormusklerne være i stand til at reagere hurtigt og forhindre en akut yderligere stigning i respirationsdriften. Dette vil reducere hyppigheden af ​​obstruktive respiratoriske hændelser med >50 % hos mindst halvdelen af ​​patienterne og forbedre søvnkvaliteten og den natlige iltmætning.