Hengitysajo obstruktiivisen apnean yhteydessä

Valveuden aikana nielun laajentajalihakset (laajentimet) antavat tarvittavan voiman mahdollistaakseen riittävän virtauksen kaikissa koehenkilöissä riippumatta siitä, kuinka kokoontaittuva heidän passiivinen nielunsa on. Tämä laajentava vaikutus menetetään oleellisesti unen alkaessa. Potilaiden, joiden passiivinen nielu ei voi sallia riittävää ventilaatiota, on hankittava laajentajia refleksimekanismien kautta, jotta he haluavat pysyä unessa. Laajentajia voidaan värvätä refleksiaalisesti veren kaasun jännitteiden ja nielun mekanoreseptoreiden afferenttitoiminnan muutosten kautta.

Obstruktiivista uniapneaa (OSA) sairastaville potilaille kehittyy toistuvia obstruktiivisia tapahtumia, joiden aikana ilmanvirtaus vähenee merkittävästi (hypopnea) tai lakkaa kokonaan (apneat). Nämä kestävät 10 -> 60 sekuntia, minkä jälkeen ventilaatio lisääntyy huomattavasti (hyperventilaatiovaihe), joka kestää useita hengityksiä. Sitten sykli toistuu. Unesta herääminen tapahtuu jossain vaiheessa hyperventilaatiovaiheen aikana suurimmassa osassa hengitystiehäiriöitä. On kuitenkin osoitettu, että suurimmalla osalla OSA-potilaista refleksimekanismit ovat päteviä ja pystyvät käsittelemään tukos ilman kiihottumista. Hengitysliikkeen täytyy lisääntyä rajallinen määrä ennen kuin ylempien hengitysteiden lihakset alkavat reagoida lisääntyvään hengitystiheyteen, ja usein potilas herää ensin. Siten, kun kohde, jolla on ahtautunut tai mukautuvampi nielu, nukahtaa ja tukkii hengitystiensä, verikaasujen jännitteiden on heikkenettävä kynnysarvolla ennen kuin nielun laajentajat alkavat reagoida. Kun tämä kynnys saavutetaan, laajentimet reagoivat reippaasti lisämuutoksiin veren kaasun jännityksessä ja avaavat hengitystiet. Tätä kynnysarvoa kutsuttiin tehokkaaksi rekrytointikynnykseksi (TER).

Tämän tutkimusprojektin lähtökohtana on, että jos hengitystiheys voidaan ylläpitää kynnysarvolla tai sen lähellä, laajentimet reagoisivat nopeasti mahdolliseen tukkeutumiseen ja hengitystiheys ei juurikaan lisääntyisi tukkeutumisen aikana. Arvioimme, että vaadittu tahdon lisäys voi saavuttaa yksinkertaisesti nostamalla hiilidioksidin painetta (PCO2) 2-3 mmHg, mikä on erittäin siedettävä nousu. Aiomme lisätä hengitystarvetta jatkuvasti, aloittaen ennen nukkumaanmenoa pyytämällä osallistujia hengittämään säännöllisen jatkuvan positiivisen hengitysteiden paineen (CPAP) maskin kautta, johon on lisätty kuollutta tilaa.

Kuolleen tilan lisäämiseksi muokkaamme happiterapiaan käytettäviä kaupallisia hengityspusseja niin, että uudelleenhengityksen määrää voidaan säätää. Tämän pitäisi nostaa valtimoiden hiilidioksidin painetta (PaCO2) muutaman millimetrin elohopeaa (mmHg) vakaassa tilassa. Nukkuessaan hengitysvaikeudet olisivat TER:n tasolla tai sen yläpuolella lähes puolella potilaista. Jos hengitystiet tukkeutuvat, laajentavat lihakset pystyisivät reagoimaan nopeasti, mikä estäisi hengitystoiminnan akuutin lisääntymisen. Tämä vähentää obstruktiivisten hengitystapahtumien esiintymistiheyttä yli 50 % vähintään puolella potilaista ja parantaa unen laatua ja öistä happisaturaatiota.