Plasticità respiratoria e autonomica dopo ipossia intermittente (RAP-IH)

Circa l'8% della popolazione veterana negli Stati Uniti soffre di apnea notturna. Le conseguenze dell'apnea notturna non trattata includono un aumento dell'affaticamento diurno, ipertensione e ictus. Pertanto, l'apnea notturna è una delle principali preoccupazioni per la salute. Uno dei principali segni distintivi dell'apnea notturna è l'esposizione all'ipossia intermittente (IH) che si verifica come conseguenza di apnee centrali o ostruttive. L'esposizione a IH può portare a plasticità neurale (cioè un cambiamento nelle prestazioni del sistema basato sull'esperienza precedente) del sistema nervoso respiratorio e autonomo. Un adattamento che ha dimostrato di manifestarsi negli animali in seguito all'esposizione a IH è la facilitazione a lungo termine (LTF) della ventilazione e dell'attività del sistema nervoso simpatico (SNSA). Questo fenomeno è caratterizzato da un graduale aumento dell'attività motoria respiratoria e della SNSA durante periodi successivi di normossia che separano gli episodi ipossici e da un'attività che persiste al di sopra dei livelli basali fino a 90 minuti dopo l'esposizione all'IH. Sebbene l'LTF della ventilazione minuto sia stato ben stabilito negli animali, non è stato osservato in modo coerente negli esseri umani sani o negli individui con apnea ostruttiva del sonno. Allo stesso modo, sebbene alcuni studi abbiano dimostrato che l'esposizione a IH porta ad un aumento della SNSA in individui sani, l'entità della risposta è variata in modo significativo. I risultati degli studi sugli animali suggeriscono che la manifestazione di LTF negli esseri umani potrebbe in parte dipendere da una varietà di fattori, tra cui la precedente esposizione a IH, lo stato di eccitazione (veglia vs. sonno) e il genere. Pertanto, l'obiettivo iniziale della nostra proposta stabilirà se LTF può essere indotto in esseri umani sani e individui con apnea ostruttiva del sonno e se l'entità della risposta dipende da quei fattori sopra menzionati. Inoltre, l'obiettivo iniziale esplorerà se la presenza di LTF della ventilazione minuto promuova o riduca la gravità dell'apnea. Studi sugli animali hanno anche indicato che l'LTF dell'attività respiratoria e autonomica può essere in parte indotta da aumenti dello stress ossidativo. Pertanto, il secondo obiettivo della nostra proposta esplorerà se la somministrazione di un cocktail antiossidante influisce sulla plasticità respiratoria e del sistema nervoso autonomo durante la veglia e il sonno dopo l'IH. Allo stesso modo, il secondo obiettivo esplorerà se la somministrazione di un cocktail di antiossidanti altera la gravità dell'apnea in seguito all'esposizione a IH. Stabilire se l'LTF della ventilazione minuto esista negli individui con apnea notturna è importante poiché l'attivazione di questo fenomeno potrebbe avere un impatto sulla gravità dell'apnea durante la notte. Allo stesso modo, l'LTF dell'attività SNSA e possibilmente la depressione a lungo termine (LTD) dell'attività del sistema nervoso parasimpatico (PNSA) potrebbero alla fine portare a un aumento persistente della pressione sanguigna e della frequenza cardiaca. Inoltre, dato che l'esposizione a IH può portare a plasticità a lungo termine dell'attività respiratoria e autonomica che sono fisiologicamente dannose, è importante esplorare i meccanismi che alla fine portano a trattamenti che possono mitigare o prevenire la manifestazione di questo fenomeno.