閉塞性無呼吸症候群における呼吸ドライブ

覚醒中、咽頭拡張筋（ダイレーター）は、受動的な咽頭がどれほど折りたたまれているかに関係なく、すべての被験者に適切な流れを可能にするために必要な力を提供します。 この拡張器の活動は、入眠時に実質的に失われます。 受動的咽頭により十分な換気ができない被験者は、睡眠を続けたい場合、反射機構を通じて拡張器を動員する必要があります。 拡張剤は、血液ガス圧の変化や咽頭機械受容器の求心性活動の変化を介して反射的に動員されます。

閉塞性睡眠時無呼吸症 (OSA) の患者は、空気の流れが大幅に減少する (低呼吸) か完全に停止する (無呼吸) という閉塞性イベントを繰り返し発生します。 これらは 10 秒から 60 秒以上続き、その後換気量が大幅に増加し (過換気相)、数回の呼吸が続きます。 その後、このサイクルが繰り返されます。 睡眠からの覚醒は、閉塞性呼吸イベントの大部分において、過換気相のある時点で起こります。 しかし、OSA 患者の大多数では、反射機構が機能しており、覚醒することなく閉塞に対処できることが示されています。 上気道の筋肉が呼吸ドライブの増加に反応し始める前に、呼吸ドライブは有限量増加する必要があり、多くの場合、患者が最初に目覚めます。 したがって、咽頭が狭くなったり、より柔軟になった被験者が眠りに落ちて気道を閉塞した場合、咽頭拡張器が反応し始める前に血液ガス圧が閾値まで低下する必要があります。 この閾値に達すると、拡張器は血液ガス圧のさらなる変化に活発に反応し、気道を開きます。 このしきい値は、有効採用しきい値 (TER) と呼ばれました。

この研究プロジェクトの基礎は、呼吸駆動力を閾値またはその近くに維持できれば、拡張器はあらゆる閉塞に即座に反応し、閉塞中に呼吸駆動力がそれ以上増加することはほとんどないということです。私たちは、呼吸駆動力の必要な増加は、二酸化炭素圧力 (PCO2) を 2 ～ 3 mmHg 上げるだけで達成できますが、これは非常に許容可能な増加です。 私たちは、参加者にデッドスペースを追加した定期的な持続気道陽圧 (CPAP) マスクを通して呼吸するよう依頼することで、就寝前から継続的に呼吸ドライブを高めるつもりです。

デッドスペースを増やすために、酸素療法に使用される市販の再呼吸バッグを改造して、再呼吸の量を調整できるようにします。 これにより、定常状態では動脈二酸化炭素圧 (PaCO2) が数ミリメートル水銀 (mmHg) 上昇するはずです。 睡眠時には、患者のほぼ半数で呼吸ドライブが TER 以上になります。 気道が閉塞した場合でも、拡張筋が即座に反応できる状態にあり、呼吸ドライブの急激なさらなる上昇を防ぎます。 これにより、少なくとも半数の患者において閉塞性呼吸イベントの頻度が 50% 以上減少し、睡眠の質と夜間酸素飽和度が改善されます。