Andningsdrift på obstruktiv apné

Under vakenhet ger svalgets dilatatormuskler (dilatorer) den nödvändiga kraften för att tillåta ett adekvat flöde i alla försökspersoner oavsett hur hopfällbar deras passiva svalg är. Denna dilatatoraktivitet försvinner väsentligt vid sömnstart. Försökspersoner hos vilka det passiva svalget inte kan tillåta adekvat ventilation måste rekrytera dilatatorer genom reflexmekanismer om de ska fortsätta sova. Dilatorer kan rekryteras reflexmässigt via förändringar i blodgasspänningar och i afferent aktivitet hos svalgmekanoreceptorer.

Patienter med obstruktiv sömnapné (OSA) utvecklar repetitiva obstruktiva händelser under vilka luftflödet minskar avsevärt (hypopnéer) eller upphör helt (apnéer). Dessa varar från 10 till >60 sekunder, varefter det sker en avsevärd ökning av ventilationen (hyperventilatorisk fas) som varar i flera andetag. Cykeln upprepas sedan. Upphetsning från sömn inträffar någon gång under den hyperventilatoriska fasen i de allra flesta obstruktiva andningshändelser. Det har dock visat sig att hos majoriteten av OSA-patienter är reflexmekanismerna kompetenta och kan hantera obstruktionen utan upphetsning. Andningsdriften måste öka en ändlig mängd innan de övre luftvägsmusklerna börjar reagera på ökande andningsdrift, och ofta vaknar patienten först. Sålunda, när en patient med ett förträngt eller mer följsamt svalg somnar och blockerar hans/hennes luftvägar, måste blodgasspänningar försämras ett tröskelvärde innan svalgdilatatorerna börjar svara. När denna tröskel har nåtts reagerar dilatatorerna snabbt på ytterligare förändringar i blodgasspänningar och öppnar luftvägarna. Detta tröskelvärde kallades för effektiv rekryteringströskel (TER).

Grunden för detta forskningsprojekt är att om andningsdriften kan upprätthållas vid eller nära tröskeln, skulle dilatatorerna reagera omedelbart på varje obstruktion och det skulle vara liten ytterligare ökning av andningsdriften under obstruktion. Vi uppskattar att den nödvändiga ökningen av drivkraften kan uppnås genom att helt enkelt höja koldioxidtrycket (PCO2) 2-3 mmHg, en mycket acceptabel ökning. Vi avser att kontinuerligt öka andningsdriften, med början innan sömn genom att be deltagarna att andas genom en vanlig mask för kontinuerligt positivt luftvägstryck (CPAP) med extra dödutrymme.

För att öka dödutrymmet kommer vi att modifiera kommersiella återandningspåsar som används för syrgasbehandling så att mängden återandning kan justeras. Detta bör höja det arteriella koldioxidtrycket (PaCO2) några millimeter kvicksilver (mmHg) i stationärt tillstånd. Vid sömn skulle andningsdriften vara vid eller över TER hos nästan hälften av patienterna. Om luftvägen skulle blockera, skulle dilatatormusklerna kunna reagera snabbt, vilket förhindrar en akut ytterligare ökning av andningsdriften. Detta kommer att minska frekvensen av obstruktiva andningshändelser med >50 % hos minst hälften av patienterna och förbättra sömnkvaliteten och den nattliga syremättnaden.