Verbetering van de ventilatoire capaciteit bij mensen met chronische dwarslaesie op hoog niveau

Chemoreceptieve regulerende feedback is cruciaal voor een nauwkeurige controle van de ademhaling, vooral tijdens inspanning. Personen met een dwarslaesie op hoog niveau hebben echter een verminderde chemoreceptieve drang om te ademen. Studies hebben een kleinere toename van de minuutventilatie en monddruk aangetoond tijdens hypercapnie bij mensen met tetraplegie. Perifere factoren in plaats van centrale factoren lijken de vermindering van de ventilatoire respons op hypercapnie te veroorzaken. Deze verminderde beademingsaandrijving kan een functionele invloed hebben op de inspanningsventilatie bij patiënten met een dwarslaesie op hoog niveau en het verbeteren van de beademingsaandrijving kan de inspanningsbeademing bij een dwarslaesie op hoog niveau verbeteren.

Momenteel zijn er geen behandelingen om deze functionele tekorten te verhelpen die van invloed zijn op de dagelijkse activiteit en het revalidatieherstel op basis van oefeningen. Uit eerder werk in een diermodel van SCI is echter gebleken dat een serotonine-agonist de ademhalingsreacties op kooldioxide aanzienlijk verhoogt. Behandeling met een serotonine 5HT1A-agonist verbeterde effectief de beademingsaandrijving na zowel acuut als chronisch ruggenmergletsel bij ratten. Een mogelijk mechanisme is verhoogde prikkelbaarheid van de ventrale motorneuronen die de dwarslaesie hebben overleefd. Er bestaan ​​5-HT1A-receptoren op deze neuronen, en wanneer geactiveerd, versterken ze de prikkelende output. Een ander mechanisme bevindt zich in de afferenten van de intercostale en buikspier die de neuronen van de supraspinale ademhalingsgroep in de hersenstam en de motoroutput naar de ademhalingsspieren beïnvloeden. Vandaar dat serotonine-agonisten kunnen werken op neurale paden in het ruggenmerg die verantwoordelijk zijn voor het overbrengen van afferente informatie van intercostale spieren naar supraspinale centra. Ten slotte kunnen 5-HT1A-receptoren ook betrokken zijn bij functionele plasticiteit van neurale ademhalingsroutes, in het bijzonder ipsilaterale activiteit van de nervus phrenicus. Upregulatie van 5-HT1A-receptoren als gevolg van overgevoeligheid voor denervatie kan leiden tot postsynaptische hyperresponsiviteit als gevolg van verlies van dalende input.

BuSpar/Buspiron is een serotonine 5HT1A-agonist en wordt gebruikt als anxiolyticum bij mensen. Het veroorzaakt geen sedatie, heeft minimale effecten op psychomotorische prestaties of cognitie, en heeft een lage drempel voor misbruikpotentieel of afhankelijkheidsaansprakelijkheid. Eerdere studies hebben uitgewezen dat Buspiron goed wordt verdragen. Het is veilig gebruikt bij dwarslaesie, maar niet voor ademhalingsdoeleinden. (Hoewel er één klinische proef gaande is: de rol van het verbeteren van de activiteit van serotoninereceptoren voor de behandeling van slaapapneu bij patiënten met dwarslaesie.) Buspirone tot 60 mg per dag is echter gebruikt om verstoorde ademhalingsritmes bij multiple sclerose, hersenkanker en hersenstaminfarct te behandelen. Interessant is dat bij patiënten met COPD een 14-daagse orale toediening van buspiron (20 mg) verbeterde angst en depressie veroorzaakte, evenals verhoogde inspanningstolerantie met minder gevoel van kortademigheid. Daarom kan buspiron een behandeling bieden om de hypercapnische ademhalingsaandrijving te verbeteren. Gezien het feit dat orale toediening van 30 mg resulteert in piekplasmaspiegels na één uur en dat de gemiddelde eliminatiehalfwaardetijd ongeveer 2 tot 3 uur is, is buspiron een aantrekkelijke en veilige benadering om het vermogen te onderzoeken om de ademhalingsreacties op inspanning en/of hypercapnie te verbeteren. blootstelling bij mensen met een hoog niveau van ruggenmergletsel dat de ademhalingscapaciteit beperkt.