Az alvás közben fellépő rendellenes légzés az obstruktív alvási apnoe szindróma jellemzője. A légzési rendellenességek közé tartozik az apnoe (a légáramlás megszűnése) és a hypopnea (csökkent légáramlás). Ezen túlmenően, a felnőttekkel ellentétben, néhány gyermeknél az obstruktív alvási apnoe variációja mutatkozik obstruktív hipoventilációnak (OH). Az obstruktív hypoventilációval rendelkező gyermekek olyan hypercapnia periódusokat mutatnak be, amelyek olyan diszkrét légzőszervi események hiányában jelentkeznek, amelyek megfelelnek az apnoe vagy a hypopnea kritériumainak.

Apnoe és hypopnea

A fiziológiai rögzítési módszerek megkülönböztethetik az apnoe típusait. Az obstruktív apnoe során az egyén légzési erőfeszítéseket tesz, de a felső légutak elzáródása miatt nem következik be légáramlás. A központi apnoe a légáramlás és a légzési erőfeszítések megszakadása. A kevert apnoéknak központi és obstruktív komponensei egyaránt vannak. Egy tipikus vegyes esemény egy központi apnoe-val kezdődik, amelyet azonnal egy vagy több elzáródott légzés követ.

A hypopneas a sekély légzés epizódjai, amelyek során a légáramlás legalább 50% -kal csökken. %. Általában bizonyos fokú oxigén deszaturáció kíséri, amely lehet kisebb és átmeneti. Az apnoéhez hasonlóan a hypopnea is obstruktív, központi és kevert részekre oszlik. Az obstruktív hypopnea a felső légutak részleges elzáródásának epizódjai. Légzési erőfeszítések történnek, de a légáramlás csökken. A központi hipopnoában a légzési erő és a légáramlás egyaránt csökken. A kevert hipopnoáknak mind központi, mind obstruktív komponense van.

Felnőtteknél a rendellenes légzés epizódjainak legalább 10 másodpercig kell tartaniuk, mielőtt apnoának vagy hypopnoának tekintenék őket. A gyermekek normális pihenő légzési aránya gyorsabb, mint a felnőtteké, és a gyermekek kisebb funkcionális maradék kapacitással és a mellkasfalnak megfelelőbbel rendelkeznek. Ennek eredményeként a gyermekek gyorsabban oxigén deszaturálódnak, mint a felnőttek, valahányszor a légáramlás megszakad. Az apnoe vagy a hypopnea meghatározása, amely megköveteli, hogy egy esemény legalább 10 másodpercig tartson, mielőtt jelentősnek tekintenék, kissé önkényes, és nem veszi figyelembe a felnőttek és gyermekek közötti fiziológiai különbségeket. Következésképpen a gyermekkori alvóközpontok különböző időtartam-kritériumokat alkalmaznak olyan események jelölésére, mint az apnoe vagy a hypopnea. Gyermekeknél, ha az obstrukció 2 vagy több egymást követő lélegzéssel történik, az eseményt apnoának vagy hypopnoának is nevezhetjük, még akkor is, ha 10 másodpercnél rövidebb ideig tart.

A felső légutak elzáródása

A felső légutak átjárhatóságának fenntartása a normális légzési ciklus alatt a légutak záródását és tágulását elősegítő erők közötti kényes egyensúly eredménye. Ezt az “erőviszonyok” koncepciót eredetileg 2 független csoport javasolta, és ez tükrözi az obstruktív apnoe klinikai spektrumát eredményező mögöttes patofiziológiai mechanizmusok jelenlegi gondolatmenetét.

A felső légúti obstrukció 4 fő hajlamosító tényezője a következő:

• Anatómiai szűkület

• Rendellenes mechanikai kapcsolat a légutakat tágító izmok és a légutak falai között

• Izomgyengeség

• Rendellenes idegi szabályozás

Az obstruktív apnoe és a hypopnea összefügg a felső légutak elzáródásával. A felső légúti obstrukció egy vagy több szinten előfordulhat, beleértve a nasopharynx-et (az orrtól a kemény szájpadig terjedő területet), a szájat, a velopharynx-et (a szájpad mögött), a retroglossalis régiót (a nyelv mögötti terület), a hypopharynx-et (a nyelv közötti régió a gége és a gége.

A felső légút hajlékony cső, amelynek oldalfalai izomból és más lágy szövetekből állnak. Az ébrenlét során a garat számos kis izomcsoportjának idegi bevitele fenntartja az izomtónust és a légutak átjárhatóságát. Alvás esetén a megnövekedett légáramlási ellenállás általában kíséri ezen izomcsoportok izomlazulását. Habár a legtöbb ember kompenzálja ezeket a változásokat, bizonyos anatómiai problémákkal küzdő egyéneknél a alvás során ismétlődő részleges vagy teljes felső légúti obstrukció fordul elő.

A gyermekkori alvási apnoe különbözik a felnőttek obstruktív alvási apnoéjától abban az esetben, ha az alvási apnoében szenvedő felnőtteknél gyakran jelentkezik hiperszomnia, míg a gyermekeknél gyakran rövid a figyelem, az érzelmi labilitás és a viselkedési problémák. Az elhízás fő kockázati tényező mind a felnőttek, mind a gyermekek körében. A garat lágy szöveteinek zsíros beszivárgása szűkíti a felső légút kaliberét, és hozzájárul a légutak ellenállásához. Bár az elhízás szerepet játszik a gyermekkori alvási apnoe bizonyos eseteiben, a légúti elzáródás általában a mandula hipertrófiájához, az adenoid hipertrófiához vagy a craniofacialis rendellenességekhez kapcsolódik.Bizonyos típusú neuromuszkuláris betegségben szenvedő gyermekeknél (pl. Duchenne-féle izomdisztrófia, gerinc-izomsorvadás, agyi bénulás) szintén nagyobb az alvási apnoe kialakulásának kockázata.

Anatómiai szűkület

Az élet bármely pontján a felső légutak kisebb keresztmetszeti területe a felső légutak átjárhatóságának csökkent képességével jár. Felnőtteknél a felső légút a Starling-ellenállás modelljének jóslatai szerint viselkedik. E modell szerint az áramláskorlátozás körülményei között a maximális belégzési áramlást a nyomásváltozások határozzák meg az áramlási irányban (az orr irányában) a felső légutak összecsukható helyére, és az áramlás független a membrán által generált nyomás alatti (légcső) nyomástól. A légutak összeomlásának nyomásait kritikus zárónyomásnak vagy Pcrit-nek nevezzük. Más szavakkal, a felső légutak összecsukható szegmensének – például a garat introitus – jelenlétében az adott szegmenshez közeli légáramlással szembeni teljes ellenállás a fő tényező az összecsukható szegmens elzáródásáért. Ez a modell megmagyarázza, hogy például a horkolás és az obstruktív apnoe súlyosbodik-e nátha esetén (megnövekedett orr-upstream ellenállás).

A modell érvényességét gyermekeknél is megerősítették, és érdekes módon a gyermekek felső légútjának összeesése csökkent a felnőttekéhez képest. Amint azt a Starling-ellenállási modell megjósolta, az obstruktív alvási apnoében szenvedő gyermekeknél a felső légutak összecsukható szegmense kevésbé negatív (magasabb és ezért jobban összecsukható) nyomást mutatott. Azok a komponensek, amelyek befolyásolják az upstream szegmens nyomását vagy növelik a Pcrit értéket, jelentős következményekkel járnak a légutak átjárhatóságának fenntartásában. Például egy vírusos megfázás vagy allergiás nátha, amely fokozott szekréciót vált ki az orrjáratokban és a nyálkahártya duzzanata, az orr fokozott légellenállással jár. Nem meglepő, hogy a horkolás nagysága és az obstruktív apnoe súlyossága megnő azokban az időszakokban, amelyekben az upstream szegmens nyomását hátrányosan befolyásolta.

A különböző anatómiai nasopharyngealis szerkezetek hozzájárulása és ezeknek a struktúráknak az interakciói, amelyek az alvás alatti felső légúti átjárhatósághoz vagy elzáródáshoz vezetnek, nyilvánvalóan fontosak az obstruktív alvási apnoe patofiziológiájának megértésében a gyermekeknél. A legtöbb gyermek számára a mandulák és / vagy az adenoid megnagyobbodása jelenti az obstruktív alvási apnoe kialakulásának közeli okát.

A passzív garat statikus nyomása és / vagy területi viszonyai mértük endoszkóposan 14 obstruktív alvási apnoében szenvedő gyermeknél és 13 egészséges, általános érzéstelenítésben szenvedő, teljes bénulással rendelkező gyermeknél, és megállapították, hogy az obstruktív alvási apnoében szenvedő gyermekek alacsony pozitív nyomás mellett megnagyobbodott adenoidok és mandulák szintjén zárták a légutakat. a gyermekeknek szubatmoszférikus nyomásra volt szükségük a felső légutak lezárásának kiváltására. A legszűkebb szegmens keresztmetszeti területe szignifikánsan kisebb volt az obstruktív alvási apnoében szenvedő gyermekeknél, és különösen a retropalatalis és a retroglossalis szegmenseket érintette. Így mind a veleszületett, mind a szerzett anatómiai tényezők egyértelműen jelentős szerepet játszanak a gyermek obstruktív alvási apnoe patogenezisében.

A légutakat kitágító izmok és a légutak falai közötti rendellenes mechanikai kapcsolat

A specifikus tágító izmok helytelen elhelyezése vagy rossz behelyezése valószínűleg jelentős következményekkel jár a mechanikus tágítás hatékonyságára. Ezért, még ha nincs is súlyos gyengeség, az izomrövidülés vagy az izom behelyezésének a garatfalra gyakorolt mechanikai hátránya kétségtelenül a légutak megmerevedésének csökkenését eredményezi, ami a Pcrit nagyobb összecsukhatóságához vagy emelkedéséhez vezet.

A felső légutak méretének és merevségének ellenőrzése a párosított izmok sokaságának relatív és ritmikus összehúzódásától függ, amelyek közé tartoznak a palatalis, pterygoid, tenzor palatini, genioglossus, geniohyoid és sternohyoid izmok. Ezek az izmok hajlamosak előmozdítani a szabadalmi garat lumenét, és fázisos aktivációt kapnak szinkronban és frenikus idegaktivációval. Összehúzódáskor ezek az izmok elősegítik a puha szájpad, az állcsont, a nyelv és a hyoid csont mozgását. Bár ezen izmok összehangolt hatását a légzési ciklus alatt még nem kell megfejteni, ésszerű általánosítás az, hogy a belégző izom kimenete megmerevíti a garatot és a kapcsolódó struktúrákat, és megnöveli a lumenet.

Ezen izmok optimális aktivitása anatómiai elrendezésüktől függ; Például a fokozott nyaki hajlítás során a légutak átjárhatósága veszélybe kerül azáltal, hogy megváltoztatja a hyoid csontra ható izmok kapcsolódási pontjait, így erőik eredő vektora semmissé válik.A garatizmok aktivitása nagymértékben függ a központi idegrendszer különböző tényezőitől, pontosabban az agytörzs légzőhálózatától. Az ébrenlét felügyeleti funkciót közvetít, amely biztosítja a légutak átjárhatóságát, és a nyugtató szerek, amelyek veszélyeztetik a genioglossalis izomaktivitást, jelentős felső légúti kompromisszumot eredményezhetnek.

Mechanoreceptor-mediált és kemoreceptor-közvetített genioglossal az aktivitás kritikus fontosságú a felső légutak átjárhatóságának megőrzésében egészséges és mikrognátikus csecsemőknél. A genioglossális aktivitás változásai az átmenetek során, a szájüregi orrlégzésből és a Pcrit-hez viszonyítva, arra utalnak, hogy a genioglossus aktiválása kritikus fontosságú a légutak átjárhatósága szempontjából mikrognátikus csecsemőknél.

Izomgyengeség

Kevés bizonyíték utal arra, hogy a belső izomgyengeség a felső légúti diszfunkció fő tényezője a neuromuszkuláris rendellenességektől eltérő állapotokban. Neuromuszkuláris rendellenességek esetén azonban alvás közben gyakran megfigyelhető a felső légutak elzáródása, ami tovább erősíti a nyomásegyensúly koncepciójának érvényességét.

Kóros idegi szabályozás

A rendellenes légzésszabályozás úgy tűnik, hogy nem játszik jelentős szerepet az obstruktív alvási apnoében szenvedő gyermekek alvás közbeni elzáródásában. Egy tanulmányban az obstruktív alvási apnoében szenvedő gyermekeknél és serdülőknél a hiperoxiás hiperkapnici kihívásra adott ventilációs válasz hasonló volt az életkorhoz illeszkedő és a nemhez igazított kontrolloknál mért értékhez. Hasonlóképpen nem találtak különbségeket az izokapnici hipoxiára adott ventilációs reakcióban. A központi kemoszenzitivitás tompulásáról számoltak be néhány obstruktív alvási apnoében szenvedő gyermeknél, akiket műtéten esnek át; az ilyen jelentések ellenére azonban az obstruktív alvási apnoében szenvedő gyermekek alvás közbeni központi kemoszenzitivitása hasonló volt az összehasonlított kontrollokéval. A hiperkapnia felébresztése azonban tompult, ami arra utal, hogy ezeknél a gyermekeknél finom változások történhettek a központi kemoszenzitív izgalmi hálózatban.

Ezeket a finom változásokat a légzőszervi vizsgálatokkal tovább igazolták. válasz ismételt hiperkapniára, amelynél a légzési gyakoriság és az árapály térfogata kölcsönös változások következnek be. Ezen túlmenően, az obstruktív alvási apnoében szenvedő gyermekeknél a kontroll szemmel összehasonlítva a gyors szemmozgás (REM) és a nem REM alvás során az inspirációs válaszok káros hatással vannak a belégzési terhelésekre. A hipoxiára és a hiperkapniára adott idegrendszeri válaszokat nem vizsgálták jól obstruktív alvási apnoében és mögöttes szindrómában szenvedő gyermekeknél.

A fent említett megfontolások mellett a gége reflexei csökkentek a mechanoreceptor és a kemoreceptor stimulációja miatt , csökkentett afferens bemenettel a központi idegi régiókba az inspirációs bemenetek mögött, jelen lehet. Például a kemoreceptoros ingerek, például a megnövekedett PaCO2 vagy a csökkent PaO2, stimulálják a légutakat, preferenciális módban tágítják az izmokat (vagyis a felső légúti izomzat jobban stimulálódik, mint a rekeszizom).

Ez a preferenciális toborzás hajlamos korrigálni a légutakon ható erők egyensúlyhiányát, és ezért fenntartja a légutak átjárhatóságát. Hasonlóképpen, az orr, a garat vagy a gége szívónyomásából eredő ingerek gyorsan stimulálják a felső légúti dilatátorok aktivitását. Ez a hatás szintén előnyös a felső légutakkal szemben, bizonyos mértékű rekeszizom-gátlást okozva, és így kompenzálja az upstream ellenállás növekedését. Ezeknek a felső légúti receptoroknak a működése adenotonsilláris hipertrófiában szenvedő gyermekeknél obstruktív alvási apnoéval és anélkül nem ismert.