Дихателният акт е основна жизнена функция на човешкия организъм, отговаряща за поддържането на редица компоненти от нормалната хомеостаза – алкално-киселинно равновесие, газообмен, поддържане концентрацията на газовете в кръвта и тъканите, терморегулация и имунна роля, предпазвайки ни от твърдите частици в атмосферния въздух, както и множеството микроорганизми, опитващи се да намерят дом в тялото ни. За този архаичен, но не примитивен процес науката е установила, че се регулира на множество нива. Свидетелство за това е наличната палитра от патология, нарушаваща този физиологичен акт, водеща до разнообразие от дихателни нарушения.
Голяма част от нервните болести в даден етап от хода на болестта водят до усложнения, свързани с нарушения в акта на дишане, дихателна недостатъчност и летален изход. Клиничната неврология и невронауката са установили патогенетичните механизми при неврологични болести, често водещи до такова клинично развитие:
- Миогенна увреда и слабост на мускулите на гръдната клетка и диафрагмата при мускулни дистрофии;
- Неврогенна атрофия на мускулите при спинално-мускулна атрофия и латерална амиотрофична склероза;
- Неефективна невро-мускулна трансмисия поради автоимунен процес срещу холинергичните рецептори по повърхността на мембраните на мускулните клетки при миастения гравис;
- Невъзможна нервна проводимост по френичния нерв поради периферно-нервна увреда при полиневропатии и полиневрити – класически пример за това е дихателната недостатъчност в резултат на остра демиелинизираща полиневропатия тип Гилен-Баре;
- Травмите в областта на шийния миелон са честа причина за апнея поради засягане на алфа-мотоневроните на френичния нерв. Неопластични процеси в тази област могат да доведат до същия резултат.
- Редица нозологични единици на ниво главен мозък могат да доведат до смущения в ритмиката на дихателния акт, както и до пълна апнея. Примери за такива нарушения могат да бъдат характерното за ацидоза Кусмаулово дишане, Биотово и Чейн-Стоуксово дишане при субтенториално вклиняване вследствие на мозъчен оток при тежки менингити, черепно-мозъчни травми, исхемични и хеморагични инсулти.
Изброените примери демонстрират сложността и мултисегментния контрол на този основен за живота процес. С това обаче е запознат всеки студент по медицина, преминал обучителния си курс по неврология. Предстоят няколко примера за рядко срещана патология на нервната система, водещи до дихателна недостатъчност или болести, в рамките на които клиницистите пропускат аспектите, отнасящи се до дихателната функция.
Централен хиповентилационен синдром – това е болест, която засяга автономната регулация на дишането. Характеризира се с честа хипопнея, най-често по време на сън, а в тежки случаи – пълна апнея. Това от своя страна води до хипоксемия и хиперкапния, които могат да бъдат фатални за организма. Съществуват два варианта на болестта – придобит и вроден. Придобитият централен хиповентилационен синдром е най-често вследствие на черепно-мозъчни травми или на мозъчни инсулти. Вроденият вариант на болестта е наричан още Проклятието на Ондин (Ондин е нимфа от френската и немската митология, която отнема способността за неосъзнато дишане на мъжа си след прелюбодеянието му). То се дължи на де-ново мутация в PHOX2B – гена, отговорен за миграцията на нервните клетки от невралния гребен по време на ембрионалното развитие.
Първата изява на болестта е рано след раждането. Наблюдава се хиповентилация по време на сън, което води до централна цианоза. По-леките варианти на болестта могат да останат субклинични дълго време с минимално изоставане в невро-психичното развитие на пациента. Често се наблюдава коморбидитет с разстройства в автономната регулация на други органи и системи: ритъмни нарушения на сърцето, автономна дисрегулация на ентеричната нервна система (Болест на Хиршпрунг), дисавтономия на терморегулацията и изпотяването. Описана е патология, засягаща и очите на пациентите – с мудна или липсваща зенична реакция на светлина. Тези пациенти също така са с повишен риск от някои неопластични заболявания – невробластоми, ганглионевриноми и ганглионевробластоми. Лечението на хиповентилационния синдром включва механична вентилация или поставянето на диафрагмален пейсмейкър.
Множество генетични болести, първично засягащи централната нервна система, водят до нарушения в нормалния процес на дишане. Генетични болести, засягащи развитието на ромбенцефалона (образуващ продълговатия мозък, моста и малкия мозък) освен характерната палео- и неоцеребеларна атаксия, включват и нарушения в дихателния акт като част от симптомокомплекса. Примери за такива генетични болести са синдромът на Жубер – хипо- или аплазия на малкомозъчния вермис, и синдромът на Арнолд-Киари – с характерното вклиняване през форамен магнум на структурите на продълговатия мозък, моста и малкомозъчните тонзили. Характерните за тези синдроми разстройства в дишането включват периоди на хиперпнея, както и сънна апнея. Допълнително дихателната мускулатура е хипотонична, което влошава вентилацията. При синдрома на Жубер се наблюдава дисфункция на ресничестия респираторен епител, а при синдрома на Арнолд-Киари често има бронхиектазии, водещи до чести пневмонии и допълнително влошаващи кръвно-газовия обмен. Развива се хипоксемична енцефалопатия с резистентни на медикаменти епилептични пристъпи и сериозно забавяне в психо-моторното развитие при пациентите. Пулмологичното лечение при тези пациенти е свързано с мониториране на кислородната сатурация и подпомагане на дишането чрез механична вентилация. Жизненоважно е своевременното лечение на пневмониите.
Автоимунните енцефалити в някои случаи протичат с развитието на дихателни нарушения. Пример за това е анти-NMDA-рецепторният енцефалит, при който често пациентите могат да развият дихателна недостатъчност с необходимост от неинвазивна или инвазивна вентилация.
Обструктивната сънна апнея (ОСА) формално не е неврологична болест, въпреки че в Международната класификация на болестите е кодирана с код “G”, т.е. като неврологична такава. С оглед на наличната неврологична компонента обаче ще бъде спомената тук. ОСА спада към група болести, чийто общ белег е нарушеното дишане по време на сън. В основата на ОСА са хипопнеите и апнеите, настъпващи вследствие на колапс на мускулатурата в горните дихателни пътища, водещ до тяхната преходна непълна или пълна обструкция. Този феномен се повтаря многократно по време на сън (в някои случаи над 70 пъти/час), което от своя страна води до чести и дълбоки кислородни десатурации, а оттам до висок хипоксемичен и хипоксичен товар. Вследствие на това се наблюдават промени в микро- и макро структурата на съня, водещи до прекомерна дневна сънливост, умора, когнитивен спад, както и до редица соматични усложнения.
Наличието на някои неврологични болести повишава неколкократно риска от развитие на ОСА. Пример за това са инсултът, множествената склероза, болестта на Паркинсон, но също и миастения гравис. Наличието на структурна лезия в критични области, например в мозъчния ствол, повишава риска от развитие на централна компонента на сънната апнея с централни апнеи и хиповентилация. От друга страна, тези дихателни нарушения увеличават 3 – 5 пъти риска от епилептични пристъпи. Терапията е насочена, от една страна, към подлежащото неврологично заболяване, а от друга – към компенсацията на дихателните паузи чрез обдишване с позитивно налягане, т.нар. СРАР терапия. Тя може да бъде и комплексна под формата на т.нар. адаптивна сервовентилация, при която се покриват предимно централните апноични паузи.
Сигурният извод, който може да се направи от представените патологии, е, че многопластовият процес на дишане може да бъде засегнат на множество нива. Резултатът от това е хипоксемия, която сама по себе си допълнително уврежда централните регулаторни структури, водеща до порочен цикъл и задълбочаване на дихателната недостатъчност. Точно тук лекарят има възможност да използва постиженията на съвременната медицина – подържане на газообменната и алкално-кисела хомеостаза чрез инвазивна и неинвазивна вентилационна апаратура, както и диагностиката и етиопатогенетично лечение на дадената патология.
Литература:
- Samuels MA, Ropper AH, Klein J. Adams and Victor‘s Principles of Neurology 10th Edition. McGraw-Hill Education. 2017
- Feldman JL. Neurophysiology of breathing in mammals. In: Handbook of Physiology, The Nervous System, Intrinsic Regulatory Systems of the Brain. Suppl 4. https://doi.org/10.1002/cphy.cp010409.
- Herrero JL, Khuvis S, Yeagle E, Cerf M, Mehta AD. Breathing above the brainstem: Volitional control and attentional modulation in humans. Neurophysiol. 2018 Jan 1;119(1):145-159. doi: 10.1152/jn.00551.2017.
- Kelly BJ, Luce JM. The diagnosis and management of neuromuscular diseases causing respiratory failure. Chest. 1991 Jun;99(6):1485-94. doi: 10.1378/chest.99.6.1485.
- Zifko U, Chen R, Remtulla H, Hahn F, Koopman W, Bolton CF. Respiratory electrophysiological studies in Guillain Barré syndrome. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 1996 Feb;60(2):191-4. doi: 10.1136/jnnp.60.2.191.
- Mier-Jedrzejowicz AK, Brophy C, Green M. Respiratory muscle function in myasthenia gravis. Am Rev Respir Dis. 1988 Oct;138(4):867-73. doi: 10.1164/ajrccm/138.4.867.
- Howard RS, Wiles CM, Hirsch NP, Spencer GT. Respiratory involvement in primary muscle disorders: assessment and management. Q J Med. 1993 Mar; 86(3):175-89.
- M Naughton. Pathophysiology and treatment of Cheyne-Stokes respiration. Thorax. 1998 Jun; 53(6): 514–518. doi: 10.1136/thx.53.6.514
- Stanifer J. Peculiar Type of Dyspnea: Kussmaul, Cheyne-Stokes, and Biot Respirations. Historia Medicinae Vol. 3 Issue 1, 2015 Feb
- Gaultier C, Amiel J, Dauger S, Trang H, Lyonnet S, Gallego J, Simonneau M. Genetics and early disturbances of breathing control. Pediatr Res. 2004 May;55(5):729-33. doi: 10.1203/01.PDR.0000115677.78759.C5.
- Gaultier C, Trang H, Dauger S, Gallego J. Pediatric disorders with autonomic dysfunction: what role for PHOX2B? Pediatr Res. 2005 Jul;58(1):1-6. doi: 10.1203/01.PDR.0000166755.29277.C4.
- Kincaid P, Dietrich R, Pais M. Pediatric case of the day. Neurocristopathy (Ondine-Hirschsprung syndrome). Radiographics. 1994 Sep;14(5):1139-43. doi: 10.1148/radiographics.14.5.7991820.
- Parisi M, Doherty D, Chance P, Glass I. Joubert syndrome (and related disorders). Eur J Hum Genet. 2007 May;15(5):511-21. doi: 10.1038/sj.ejhg.5201648.
- Chern J, Gordon A, Mortazavi M, Tubbs R, Oakes W. Pediatric Chiari malformation Type 0: a 12-year institutional experience. J Neurosurg Pediatr . 2011 Jul;8(1):1-5. doi: 10.3171/2011.4.PEDS10528
- Alexiev F, Brill AK, Ott SR, Duss S, Schmidt M, Bassetti CL. Sleep-disordered breathing and stroke: chicken or egg? J Thorac Dis 2018 Dec;10 (Suppl 34):S4244-S4252. doi: 10.21037/jtd.2018.12.66.
- Ghosh S. Breathing disorders in neurodegenerative diseases. Handb Clin Neurol. 2022;189:223-239. doi: 10.1016/B978-0-323-91532-8.00008-2.
- Sadaoka T, Kakitsuba N, Fujiwara Y, Kanai R, Takahashi H. Sleep-related breathing disorders in patients with multiple system atrophy and vocal fold palsy. Sleep. 1996 Jul;19(6):479-84. doi: 10.1093/sleep/19.6.479.