Légzési hajtás obstruktív apnoe esetén

Ébrenlét során a garattágító izmok (tágítók) biztosítják a szükséges erőt, hogy megfelelő áramlást biztosítsanak minden alanynál, függetlenül attól, hogy mennyire összecsukható a passzív garat. Ez a tágító aktivitás lényegesen elveszik az alvás kezdetén. Azoknak az alanyoknak, akiknél a passzív garat nem teszi lehetővé a megfelelő lélegeztetést, reflexmechanizmusokon keresztül tágítókat kell toborozniuk, ha aludni akarnak. A tágítókat reflexszerűen, a vérgázok feszültségének és a garat mechanoreceptorainak afferens aktivitásának változásán keresztül lehet toborozni.

Az obstruktív alvási apnoéban (OSA) szenvedő betegeknél ismétlődő obstruktív események alakulnak ki, amelyek során a légáramlás jelentősen csökken (hipopnoe) vagy teljesen megszűnik (apnoe). Ezek 10-től >60 másodpercig tartanak, majd jelentősen megnövekszik a lélegeztetés (hiperventilációs fázis), amely több lélegzetvételig tart. Ezután a ciklus megismétlődik. Az obstruktív légzési események túlnyomó többségében az alvásból való ébredés a hiperventilációs fázis egy pontján jelentkezik. Kimutatták azonban, hogy az OSA-betegek többségében a reflexmechanizmusok kompetensek és izgalom nélkül képesek kezelni az obstrukciót. A légzési késztetésnek véges mértékben kell növekednie, mielőtt a felső légúti izmok reagálni kezdenének a növekvő légzési késztetésre, és gyakran a beteg ébred fel először. Így, ha egy beszűkült vagy jobban alkalmazkodó garatú alany elalszik és elzárja légútját, a vérgáz feszültségének egy küszöbértékkel kell csökkennie, mielőtt a garattágítók reagálni kezdenének. Ezt a küszöböt elérve a tágítók élénken reagálnak a vérgázok feszültségének további változásaira, és megnyitják a légutakat. Ezt a küszöböt tényleges munkaerő-felvételi küszöbnek (TER) nevezték el.

Ennek a kutatási projektnek az az alapja, hogy ha a légzési késztetést a küszöbön vagy annak közelében lehet fenntartani, a tágítók azonnal reagálnának bármilyen akadályra, és az elzáródás során a légzési késztetés tovább nem növekedne. Becsléseink szerint a légzési késztetés szükséges növelése a szén-dioxid nyomás (PCO2) 2-3 Hgmm-re történő egyszerű emelésével érhető el, ami nagyon elviselhető növekedés. Folyamatosan növelni kívánjuk a légzési késztetést, elalvás előtt azzal, hogy megkérjük a résztvevőket, hogy lélegezzenek egy rendszeres, folyamatos pozitív légúti nyomású (CPAP) maszkon keresztül, holttérrel.

A holttér növelése érdekében az oxigénterápiához használt, kereskedelmi forgalomban kapható újralélegeztető zsákokat úgy alakítjuk át, hogy az újralégzés mértéke állítható legyen. Ennek egyensúlyi állapotban néhány higanymilliméterrel (Hgmm) kell emelnie az artériás szén-dioxid nyomást (PaCO2). Alváskor a légzési késztetés a betegek közel felénél a TER-nél vagy a felett van. Ha a légutak elzáródnak, a tágító izmok azonnal reagálhatnak, megakadályozva a légzési késztetés akut további növekedését. Ez a betegek legalább felében több mint 50%-kal csökkenti az obstruktív légúti események gyakoriságát, és javítja az alvás minőségét és az éjszakai oxigéntelítettséget.