Uneapnoe puhul hingamise taastumise mehhanismid
Hingamine taastub apnoe episoodi ajal peamiselt süsinikdioksiidi (CO2) akumulatsiooni tõttu arteriverest, mis aktiveerib hingamiskeskust ja/või põhjustab ärkamise unest.
Peamised füsioloogilised triggerid
CO2 akumulatsioon kui peamine mehhanism
Kesksete apnoede puhul on hingamise taastumine otseselt seotud arteriaalse CO2 osarõhu (PaCO2) tõusuga 1. Uneseisund (eriti mitte-REM uni) eemaldab ärkveloleku "hingamisimpulsi", muutes hingamise kriitiliselt sõltuvaks PaCO2 tasemest ja paljastades hüpokapnilise apnoe läve. Enamik keskseid apnoesid on posthüperventilatsioonifenomen - hüperventilatsioon viib hüpokapniani, mis omakorda põhjustab keskseid apnoesid 1.
Uuringud näitavad, et hingamine taastub kõigil loomadel, kui PaCO2 tõuseb keskmiselt 15,1 ± 6,5 mm Hg 2. See CO2 akumulatsioon toimib peamise stiimulina hingamise taaskäivitamiseks.
Ärkamine kui sekundaarne mehhanism
Obstruktiivse uneapnoe puhul mängib olulist rolli ka kortikaalset ärkamist vahendav närvisüsteem:
- Parabrahiaalne tuumik (PB) rostraalses ponsuses saab keemosensoorset informatsiooni medullaarsetest tuumadest, mis tuvastavad CO2 tõusu ja O2 langust 3, 4
- PB avaldab võimsat kontrolli nii kortikaalse ärkamise kui ka hingamise üle 3
- Glutamaatergiline signalisatsioon PB-st aitab kaasa hüperkapnia põhjustatud ärkamisele 4
Neurotransmitterite roll
Serotoniini olemasolu on kriitiliselt vajalik ärkamiseks, kuigi täpne toimemehhanism pole teada 4. Uuringud viitavad, et obstruktiivne uneapnoe ei ole tingitud ainult hingamisteede obstruktsioonist - primaarne tegur on neurotransmitterite puudus 5.
Hingamise taastumise ajastus ja mustrid
Uuringud näitavad, et hingamisega seotud ärkamised ei järgi ühtset mustrit 6:
- 65% ärkamistest toimub inspiratsiooni ajal
- 35% ärkamistest toimub ekspiratsioonil (peamiselt varajases ekspiratsioonifaasis)
- Ekspiratoorsed ärkamised võivad olla marker suurenenud neuromuskulaarsest kompensatsioonist
Neuronaalse aktiivsuse mustrid
Larüngeaalse stimulatsiooni põhjustatud apnoe ajal 7:
- Aktiveeruvad postinspiratoorsed neuronid
- Inspiratoorsetel ja ekspiratoorsetes rakkudes püsivad stabiilsed membraanipotentsiaalid
- Enne esimest taastumishingamist läbivad neuronid tavaliselt ekspiratoorse taseme
Kliinilised implikatsioonid
Oluline hoiatus: Korduvad hingamisneuronaalse aktiivsuse vähenemised koos mõõduka (mitte kerge) hüpokseemiaga võivad kahjustada kompensatoorseid plastilisuse mehhanisme 8. See tähendab, et uneapnoe korral võivad endogeensed kompensatoorsed mehhanismid olla kahjustatud, mis raskendab hingamise spontaanset paranemist.
Mõõdukas hüpoksia kahjustab inaktiivsusest tingitud inspiratoorset motoorse võimendust (iMF) läbi NR2B-sisaldavate NMDA retseptorite signalisatsiooni suurendamise 8. Seda saab päästa eksogeense retinoolhappe abil, mis on vajalik iMF-i jaoks.