Effekterna av allmänna anestetika på de övre luftvägarnas kollapsbarhet hos friska försökspersoner

Övre luftvägars öppenhet beror på en lämplig balans mellan utvidgningskraften hos svalgmusklerna och kollapskraften av negativt intraluminalt tryck, som genereras av andnings-"pumpmuskler". Genioglossus (GG) skyddar faryngeal öppenhet hos människor. Denna muskel får olika typer av neurala drivkrafter, fördelade differentiellt över den hypoglossala motoneuronpoolen, inklusive fasiska (inspiratoriska) och toniska (icke-respiratoriska) drifter. Dessutom stabiliserar reflex GG-aktivering som svar på negativt svalgtryck de övre luftvägarnas öppenhet både hos människor och hos råttor. Generella anestetika, inklusive propofol och sevofluran, predisponerar de övre luftvägarna att kollapsa, åtminstone delvis genom att minska muskelaktiviteten i de övre luftvägarna.

Teoretiskt kan bedövningsmedel påverka de övre luftvägarnas dilatatoraktivitet med flera mekanismer, inklusive en anestetikainducerad, dosberoende minskning av hyperkapnisk och hypoxisk ventilationsdrift, hypoglossal motoneurondepression, minskad skelettmuskelkontraktilitet, en ökning av fasisk GG-aktivitet som ett resultat av minskad arteriell blodtryck och en ökning av fasisk hypoglossal nervurladdning.

Tidigare studier har visat att vissa anestetika, inklusive pentobarbital och isofluran, kan öka genioglossus fasisk aktivitet hos råttor och hos människor. Effekterna av propofol på luftvägarnas kollapsbarhet har studerats hos människor, men såvitt vi vet har de inte mätts under tillstånd av hyperkapni. Studier av luftvägskollapsibilitet under sevoflurananestesi har utförts på barn, men inga data finns för luftvägskollapsibilitet hos sevofluranbedövade vuxna. På samma sätt finns inga data om effekterna av sevofluran på GG-aktivitet

I ett tidigare försök med pentobarbital-bedövade frivilliga, observerade forskarna att mild hyperkapni (5 - 10 mmHg över baslinjen) gav en signifikant ökning av flödeshastighet och GG fasisk aktivitet, såväl som en mindre ökning av GG tonisk aktivitet. Om vår föreslagna studie visar en gynnsam effekt, planerar utredarna en uppföljningsstudie som tar upp möjligheten att hyperkapni kan användas terapeutiskt för luftvägsskydd. Ett liknande koncept har redan övervägts för kritiskt sjuka intensivvårdspatienter.

Tidigare studier har dock visat att en hyperkapniinducerad ökning av andningsdrift kan hämma luftvägsskyddande reflexer genom att störa andningssväljkoordinationen. För att bedöma säkerheten av inducerad mild hyperkapni som en intervention för luftvägsskydd, utvärderade vi om varierande nivåer av hyperkapni som inträffar under anestesi med sevofluran och propofol försämrar koordinationen av andning och sväljning jämfört med effekterna av enbart anestesi.

Med denna farmakofysiologiska interaktionsstudie på friska vuxna strävar vi efter att:

1. Jämför effekterna av sevofluran och propofol på de övre luftvägarnas stängningstryck, övre luftvägarnas muskelkontroll och andning.
2. Bedöm effekterna av framkallad hyperkapni (koldioxidreversering) på propofol-inducerad kollapsabilitet i de övre luftvägarna
3. Utvärdera effekterna av sevofluran, propofol och inducerad hyperkapni på koordinationen av andning och sväljning.

Jämförande läkemedelsstudier på luftvägseffekter av anestetika hos människor är viktiga för att definiera en optimal anestesiregim för patienter med risk för luftvägskollaps, såsom patienter med obstruktiv sömnapné. Våra studier är också särskilt relevanta för patienter som genomgår procedurell sedering, som vanligtvis utförs under spontan ventilation med de övre luftvägarna oskyddade. Dessutom kan våra resultat öka vår förståelse för postoperativ luftvägsobstruktion, en vanlig komplikation i uppvakningsrummet efter anestesi.