Ademhalings- en autonome plasticiteit na intermitterende hypoxie (RAP-IH)

Ongeveer 8% van de veteranenbevolking in de Verenigde Staten lijdt aan slaapapneu. Gevolgen van onbehandelde slaapapneu zijn onder meer verhoogde vermoeidheid overdag, hypertensie en beroerte. Slaapapneu is dus een groot gezondheidsprobleem. Een van de belangrijkste kenmerken van slaapapneu is blootstelling aan intermitterende hypoxie (IH) die optreedt als gevolg van centrale of obstructieve apneu. Blootstelling aan IH kan leiden tot neurale plasticiteit (d.w.z. een verandering in systeemprestaties op basis van eerdere ervaringen) van het ademhalings- en autonome zenuwstelsel. Een aanpassing waarvan is aangetoond dat deze zich bij dieren manifesteert na blootstelling aan IH, is langdurige facilitatie (LTF) van ventilatie en activiteit van het sympathische zenuwstelsel (SNSA). Dit fenomeen wordt gekenmerkt door een geleidelijke toename van de respiratoire motoriek en SNSA tijdens opeenvolgende perioden van normoxie die hypoxische episoden scheiden, en door activiteit die tot 90 minuten na blootstelling aan IH boven de uitgangswaarden blijft. Hoewel LTF van minuutventilatie goed is ingeburgerd bij dieren, is het niet consistent waargenomen bij gezonde mensen of bij personen met obstructieve slaapapneu. Evenzo, hoewel enkele onderzoeken hebben aangetoond dat blootstelling aan IH leidt tot een toename van SNSA bij gezonde personen, varieert de omvang van de respons aanzienlijk. Bevindingen uit dierstudies suggereren dat de manifestatie van LTF bij mensen gedeeltelijk afhankelijk kan zijn van een verscheidenheid aan factoren, waaronder eerdere blootstelling aan IH, opwindingstoestand (waak vs. slaap) en geslacht. Het oorspronkelijke doel van ons voorstel is dus vast te stellen of LTF kan worden geïnduceerd bij gezonde mensen en personen met obstructieve slaapapneu en of de omvang van de respons afhankelijk is van de bovengenoemde factoren. Bovendien zal het initiële doel onderzoeken of de aanwezigheid van LTF van minuutventilatie de ernst van apneu bevordert of vermindert. Dierstudies hebben ook aangetoond dat LTF van respiratoire en autonome activiteit gedeeltelijk kan worden veroorzaakt door toename van oxidatieve stress. De tweede doelstelling van ons voorstel zal dus onderzoeken of toediening van een antioxidantcocktail de plasticiteit van het ademhalings- en autonome zenuwstelsel beïnvloedt tijdens het waken en slapen na IH. Evenzo zal het tweede doel onderzoeken of toediening van een antioxidantcocktail de ernst van apneu verandert na blootstelling aan IH. Het is belangrijk vast te stellen of LTF van minuutventilatie bestaat bij personen met slaapapneu, aangezien activering van dit fenomeen van invloed kan zijn op de ernst van apneu gedurende de nacht. Evenzo zouden LTF van SNSA-activiteit en mogelijk langdurige depressie (LTD) van parasympathische zenuwstelselactiviteit (PNSA) uiteindelijk kunnen leiden tot aanhoudende verhogingen van bloeddruk en hartslag. Bovendien, gezien het feit dat blootstelling aan IH kan leiden tot langdurige plasticiteit van ademhalings- en autonome activiteit die fysiologisch schadelijk zijn, is het belangrijk om mechanismen te onderzoeken die uiteindelijk leiden tot behandelingen die de manifestatie van dit fenomeen kunnen verminderen of voorkomen.