Uyku ve Solunum Kontrolü
Solunum, uyanıklık sırasında olduğundan farklı bir şekilde uyku sırasında düzenlenmektedir. Uyku, solunuma yönelik tonik uyanıklık dürtüsünü ortadan kaldırmakta, üst hava yolu kas tonusunu azaltmakta ve ventilasyonu kimyasal geri bildirime daha bağımlı hale getirmektedir; bu nedenle kontrol sistemi hem daha az duyarlı hem de bazı konfigürasyonlarda daha az stabil hale gelmektedir. Bu duruma bağlı değişiklikler, bazı solunum bozukluklarının neden sadece uyku sırasında ortaya çıktığını açıklamaktadır.
Tanım
Uyku ve solunum kontrolü, solunum düzenlemesinin uyku durumuyla nasıl değiştiğini inceleyen bir alandır. Bu inceleme, uyanıklık dürtüsünün kaybını, değişmiş kemorefleks duyarlılığını, azalmış üst hava yolu kas aktivitesini ve bunların ventilasyon stabilitesi üzerindeki sonuçlarını içermektedir.
Kapsam
Bu madde, solunum dürtüsünün, kemorefleks duyarlılığının ve üst hava yolu açıklığının uyanıklık ve uyku evreleri boyunca nasıl değiştiğini, döngü kazancı (loop gain) ve ventilasyon stabilitesi kavramını, ve uyku sırasında solunumu tıkanıklığa veya instabiliteye karşı savunmasız hale getiren fizyolojik özellikleri kapsamaktadır. Uykuyla ilişkili solunum bozuklukları, bir tedavi konusu olarak değil, fizyolojik bir bağlam olarak ele alınmaktadır.
Temel sorular
- Solunum dürtüsü uyanıklıktan non-REM ve REM uykusuna nasıl değişmektedir?
- Üst hava yolu uyku sırasında neden daha kolay kollabe olmaktadır?
- Döngü kazancı (loop gain) nedir ve uyku sırasında solunumun stabilitesini nasıl yönetmektedir?
- Hangi fizyolojik özellikler, uyku sırasında solunumu tıkanıklığa veya periyodik paternlerin oluşumuna yatkın hale getirmektedir?
Anahtar kavramlar
- Solunuma yönelik uyanıklık dürtüsü
- Duruma bağlı kemorefleks duyarlılığı
- Üst hava yolu kollapsibilitesi (kritik kapanma basıncı)
- Döngü kazancı (loop gain) ve ventilasyon instabilitesi
- Uyarılma eşiği
- Periyodik solunum
Mekanizmalar
Uyanıklık sırasında, kimyasal olmayan bir uyanıklık dürtüsü, solunumun kemorefleks kontrolünü desteklemektedir. Uyku başlangıcıyla bu dürtü geri çekilmekte, ventilasyon hafifçe düşmekte, arteriyel karbondioksit birkaç milimetre cıva yükselmekte ve solunum kimyasal geri bildirime daha bağımlı hale gelmektedir; REM uykusunda ise dürtü düzensizleşmekte ve çoğu postüral ve aksesuar kas tonusu baskılanmaktadır. Üst hava yolu dilate edici kaslarının aktivitesinin azalması, hava yolunun kollapsibilitesini artırmakta, bu nedenle anatomik olarak dar hava yolları tıkanabilmektedir. Solunumun stabilitesi, bir ventilasyon yanıtının onu tetikleyen rahatsızlığa oranını ifade eden döngü kazancına (loop gain) bağlıdır: Yüksek kontrolör kazancı (güçlü kemorefleks) veya yüksek sistem kazancı (verimli karbondioksit temizliği), ventilasyonun aşırı ve yetersiz tepki vermesine neden olarak periyodik solunum ve tekrarlayan olaylar üretebilmektedir. Fenotipleme çalışmaları, hava yolu anatomisi, dilate edici kas duyarlılığı, döngü kazancı ve uyarılma eşiğinin, uyku sırasında obstrüktif olaylara karşı savunmasızlığı belirlemede farklı oranlarda birleştiğini göstermiştir.
Klinik önem
Bu mekanizmalar, obstrüktif ve santral paternler dahil olmak üzere uykuyla ilişkili solunum bozukluklarının fizyolojisinin temelini oluşturmaktadır ve özellik tabanlı çerçeve, bireylerin duyarlılık açısından neden farklılık gösterdiğini açıklamaya yardımcı olmaktadır. Bu madde, normal ve stres altındaki fizyolojiyi ve klinik fenotiplerin arkasındaki özellikleri tanımlamaktadır; tanı veya tedavi rehberliği değil, referans ve eğitim içeriğidir.
Kanıt ve kılavuzlar
Burada özetlenen fizyoloji, uyku apnesi patofizyolojisinin kapsamlı bir derlemesine ve katkıda bulunan özellikleri nicelendiren fizyolojik fenotipleme çalışmalarına dayanmaktadır; uykuyla ilişkili solunum bozukluklarının klinik tanısı ve yönetimi, bu maddenin kapsamı dışındaki ayrı klinik kılavuzlar tarafından düzenlenmektedir.
Tarihçe
Uyku solunum fizyolojisi, yirminci yüzyılın ikinci yarısında polisomnografi ile birlikte gelişmiştir. Sürekli izleme, solunum paternlerinin ve kan gazlarının uyku ile uyanıklık arasında belirgin şekilde farklılık gösterdiğini ortaya koymuştur. Araştırmalar, uyanıklık dürtüsünün kaybını, üst hava yolu kas tonusunun rolünü ve döngü kazancı (loop gain) kavramını ortaya koymuş, ve daha yeni fizyolojik fenotipleme, uykuyla ilişkili solunum bozukluklarını birkaç ölçülebilir özelliğin ürünü olarak yeniden çerçevelemiştir.
Tartışmalar
- Non-anatomik özellikler, obstrüktif uykuyla ilişkili solunum bozukluklarına ne kadar katkıda bulunmaktadır?
- Kollabe olabilen bir hava yolunun ötesinde, döngü kazancı (loop gain), dilate edici kas duyarlılığı ve uyarılma eşiği gibi özellikler bireyler arasında değişken oranlarda katkıda bulunmaktadır; anatomik ve non-anatomik nedenlerin ağırlıklandırılması, fizyolojik fenotiplemenin aktif bir alanıdır.
Öne çıkan isimler
- Jerome A. Dempsey
- Danny J. Eckert
- Atul Malhotra
- David P. White
İlgili konular
Temel eserler
- dempsey-2010
- eckert-2013
Sıkça sorulan sorular
- Uykuya daldığımızda solunum neden değişmektedir?
- Uyku, solunuma yönelik uyanıklık dürtüsünü geri çekmekte ve üst hava yolu kas tonusunu azaltmaktadır; bu nedenle ventilasyon hafifçe düşmekte, arteriyel karbondioksit biraz yükselmekte ve solunum kimyasal geri bildirime daha fazla bağımlı hale gelmektedir.
- Döngü kazancı (loop gain) nedir ve uyku sırasında neden önemlidir?
- Döngü kazancı (loop gain), solunum kontrol sisteminin bir rahatsızlığa boyutuna göre ne kadar güçlü tepki verdiğini ölçmektedir; yüksek döngü kazancı, ventilasyonun aşırı ve yetersiz tepki vermesine neden olarak uyku sırasında periyodik solunum ve instabil paternler üretebilmektedir.