Forbedring av ventilasjonskapasiteten hos de med kronisk høyt nivå SCI

Kjemoreseptiv regulatorisk tilbakemelding er avgjørende for presis ventilasjonskontroll, spesielt under trening. Imidlertid har individer med høyt nivå SCI en redusert kjemoreseptiv trang til å puste. Studier har vist mindre økning i minuttventilasjon og munntrykk under hyperkapni hos de med tetraplegi. Perifere faktorer snarere enn sentrale faktorer ser ut til å forårsake reduksjon av ventilasjonsresponsen på hyperkapni. Denne reduserte ventilasjonsdriften kan ha funksjonell innvirkning på treningsventilasjon hos pasienter med høyt nivå SCI, og forsterket ventilasjonsdrift kan forbedre treningsventilasjonen ved høyt nivå SCI.

Foreløpig er det ingen behandlinger for å overvinne disse funksjonelle manglene som påvirker daglig aktivitet og treningsbasert rehabilitering. Imidlertid har tidligere arbeid i en dyremodell av SCI funnet at en serotoninagonist øker respiratoriske responser på karbondioksid markant. Behandling med en serotonin 5HT1A-agonist forbedret effektivt ventilasjonsdriften etter både akutte og kroniske ryggmargsskader hos rotter. En potensiell mekanisme er økt eksitabilitet av de ventrale motoneuronene som har overlevd ryggmargsskaden. 5-HT1A-reseptorer eksisterer på disse nevronene, og når de aktiveres, forsterker de den eksitatoriske utgangen. En annen mekanisme ligger i de interkostale og abdominale muskelafferentene som påvirker supraspinale respiratoriske gruppeneuroner i hjernestammen og motorisk utgang til pustemusklene. Derfor kan serotoninagonister virke på nevrale veier i ryggmargen som er ansvarlige for å overføre afferent informasjon fra interkostale muskler til supraspinale sentre. Til slutt kan 5-HT1A-reseptorer også være involvert i funksjonell plastisitet av nevrale luftveier, spesielt ipsilateral frenisk nerveaktivitet. Oppregulering av 5-HT1A-reseptorer på grunn av denerveringsoverfølsomhet kan resultere i postsynaptisk hyperresponsivitet på grunn av tap av synkende input.

BuSpar/Buspirone er en serotonin 5HT1A-agonist og brukes som anxiolytikum hos mennesker. Det forårsaker ikke sedasjon, har minimale effekter på psykomotorisk ytelse eller kognisjon, og har lav terskel for misbrukspotensial eller avhengighetsansvar. Tidligere studier har funnet at Buspiron tolereres godt. Den har blitt brukt trygt ved ryggmargsskade, men ikke til åndedrettsformål. (Selv om det er én klinisk studie i gang: Rollen til å forbedre serotoninreseptoraktiviteten for søvnapnébehandling hos pasienter med SCI.) Buspiron opp til 60 mg daglig har imidlertid blitt brukt til å behandle forstyrret luftveisrytme ved multippel sklerose, hjernekreft og hjernestammeinfarkt. Interessant nok, hos pasienter med KOLS, fant en 14-dagers oral administrering av buspiron (20 mg) forbedret angst og depresjon samt økt treningstoleranse med mindre følelse av dyspné. Derfor kan buspiron tilby en behandling for å forbedre hyperkapnisk ventilasjonsdrift. Gitt at oral administrering av 30 mg resulterer i maksimale plasmanivåer etter én time og at den gjennomsnittlige eliminasjonshalveringstiden er ca. 2 til 3 timer, er buspiron en attraktiv og sikker tilnærming til å utforske evnen til å forbedre respiratorisk respons på trening og/eller hyperkapni eksponering hos personer med høy grad av ryggmargsskade som begrenser pustekapasiteten.