Napęd oddechowy w obturacyjnym bezdechu

Podczas czuwania mięśnie rozszerzające gardło (rozszerzacze) zapewniają niezbędną siłę, aby umożliwić odpowiedni przepływ u wszystkich pacjentów, niezależnie od tego, jak składane jest ich bierne gardło. Ta aktywność rozszerzacza jest zasadniczo tracona na początku snu. Pacjenci, u których gardło bierne nie może pozwolić na odpowiednią wentylację, muszą rekrutować rozszerzacze za pomocą mechanizmów odruchowych, jeśli mają pozostać we śnie. Rozszerzacze mogą być rekrutowane odruchowo poprzez zmiany ciśnień gazów we krwi i aferentnej aktywności mechanoreceptorów gardła.

U pacjentów z obturacyjnym bezdechem sennym (OSA) rozwijają się powtarzające się epizody obturacyjne, podczas których przepływ powietrza znacznie się zmniejsza (spłycenie powietrza) lub całkowicie ustaje (bezdechy). Trwają one od 10 do >60 sekund, po których następuje znaczny wzrost wentylacji (faza hiperwentylacji), który trwa przez kilka oddechów. Następnie cykl się powtarza. Wybudzenie ze snu występuje w pewnym momencie fazy hiperwentylacji w zdecydowanej większości obturacyjnych zdarzeń oddechowych. Wykazano jednak, że u większości pacjentów z OBS mechanizmy odruchowe są sprawne i mogą poradzić sobie z przeszkodą bez pobudzenia. Napęd oddechowy musi wzrosnąć o skończoną wartość, zanim mięśnie górnych dróg oddechowych zaczną reagować na rosnący napęd oddechowy, a często pacjent budzi się pierwszy. Tak więc, gdy pacjent ze zwężonym lub bardziej podatnym gardłem zasypia i blokuje drogi oddechowe, ciśnienie gazu we krwi musi ulec pogorszeniu o wartość progową, zanim rozszerzacze gardła zaczną reagować. Po osiągnięciu tego progu rozszerzacze szybko reagują na dalsze zmiany ciśnienia gazometrii i otwierają drogi oddechowe. Próg ten nazwano Próg Efektywnej Rekrutacji (TER).

Podstawą tego projektu badawczego jest to, że jeśli napęd oddechowy może być utrzymany na poziomie progu lub w jego pobliżu, rozszerzacze szybko zareagują na każdą przeszkodę i nastąpi niewielki dalszy wzrost napędu oddechowego podczas niedrożności. Szacujemy, że wymagany wzrost napędu może można osiągnąć po prostu podnosząc ciśnienie dwutlenku węgla (PCO2) o 2-3 mmHg, co jest bardzo tolerowanym wzrostem. Zamierzamy stale zwiększać napęd oddechowy, zaczynając przed snem, prosząc uczestników o oddychanie przez zwykłą maskę CPAP z dodaną przestrzenią martwą.

Aby zwiększyć martwą przestrzeń, zmodyfikujemy komercyjne worki do ponownego oddychania używane do tlenoterapii, tak aby można było regulować ilość ponownego oddychania. To powinno podnieść tętnicze ciśnienie dwutlenku węgla (PaCO2) o kilka milimetrów słupa rtęci (mmHg) w stanie ustalonym. Podczas snu napęd oddechowy byłby równy lub wyższy od TER u prawie połowy pacjentów. W przypadku zablokowania dróg oddechowych mięśnie rozszerzające byłyby w stanie szybko zareagować, zapobiegając gwałtownemu dalszemu wzrostowi napędu oddechowego. Zmniejszy to częstość obturacyjnych zdarzeń oddechowych o >50% u co najmniej połowy pacjentów oraz poprawi jakość snu i nocne nasycenie tlenem.