В будно състояние вентилацията се регулира от поведенчески и нехимични (звукови, зрителни) стимули. По време на сън обаче най-голямо значение за дишането има метаболитната регулация. Губи се волевия контрол върху дихателната мускулатура. Промени настъпват и в съпротивлението на горните дихателни пътища. По време на сън стабилният дихателен ритъм на будния човек се заменя с голяма дихателна вариабилност.
Дишането при преминаване от будно състояние в състояние на сън
При заспиване вентилацията прогресивно намалява и може да се появи дихателна нестабилност, характеризираща се с редуващо се повишаване и понижаване на амплитудата на дишането. Тези промени могат да се появяват и изчезват или да бъдат регулярни и със стабилна периодика. Във втория случай говорим за „периодично дишане”. Среща се при 40-70% от здравите хора, по-често при възрастни. Може да включва кратки централни апнеи, по-рядко обструктивни. Промените в амплитудата на дишането следват промените в степента на съзнанието. Вентилацията се усилва по време на кратките спонтанни микросъбуждания (араузъли). Периодиката в дишането изчезва с изчезването на периодиката в съзнанието, когато дълбокият сън започне 1.
Механизмите водещи до възникването на периодично дишане не са установени. Смята се, че наличието на хипоксия, която да повиши обратната връзка в регулацията на дишането, или промяна във вентилаторния контрол, която да го адаптира към по-високи нива на pCO2 и по-слаба вентилация, може да бъдат причина. Така цикличното преминаване от сън в будно състояние и обратно води до редуване между хипо- и хипервентилация 1.
Дишането по време на бавновълновия сън
По време на NREM съня (Non-Rapid Eye Movement – NREM), наричан още бавновълнов сън, при здравите хора дишането е стабилно и регулярно. Минутната вентилация и дихателния обем намаляват прогресивно при преминаването от будно състояние в NREM стадии 3 и 4. Понижаването на минутната вентилация по време NREM се дължи на намаляване на дихателната честота, което частично се компенсира от повишаване на дихателния обем 2.
Алвеоларната вентилация намалява. Това води до понижаване на pO2 и повишаване на pCO2 на алвеоларно и артериално ниво, въпреки факта, че метаболизмът намалява по време на сън в сравнение с будното състояние и е причина за по-малка консумация на O2 от тъканите и по-малка продукция на CO2 2.
Загуба на дихателен ритъм през парадоксалния сън
По време на съня с бързи очни движения (Rapid Eye Movements – REM), наричан още парадоксален сън, дишането става неравномерно с фазови промени в амплитудата и дихателната честота, свързани с появата на очните движения. Наблюдават се и централни апнеи. Неравномерното дишане по време на REM е устойчив феномен, който не се влияе от появата на хипоксия, хиперкапния, хемоденервация или ваготомия. Наблюдава се спад в минутната вентилация, по-изразен по време на фазовия REM в сравнение с тоничния. Няколко проучвания съобщават за спад и в сатурацията при преминаването от бавновълнов към парадоксален сън 1,3.
Състояние на горните дихателни пътища по време на сън
В будно състояние проходимостта на горните дихателни пътища (ГДП) се поддържа чрез рефлекторно активиране на дилататорните мускули. По време на сън, особено по време на REM, тази рефлекторна активност отслабва. Следователно дори при здрави хора инспираторното съпротивление на ГДП се повишава. Кашличният рефлекс е потиснат и кашлицата е възможна само при араузъл. По време на парадоксалния сън се наблюдава хипотония, както на мускулите на ГДП, така и на интеркосталната мускулатура, потискайки косталното дишане 2.
Механизми, регулиращи дишането по време на сън
Невроните на дихателният център в продълговатия мозък регулират активността на дихателната мускулатура на базата на информация постъпваща от централните и периферни хеморецептори. Те се стимулират от промени в pH и артериалните нива на pO2 и pCO2. Основно в будно състояние дишането се влияе от механичните рецептори в белия дроб и гръдната стена и от поведенчески реакции 3.
По време на сън хемочувствителността е понижена. Вентилаторният отговор на хипоксия отслабва при преминаването от будно състояние към NREM и от NREM към REM. Същото се наблюдава и по отношение на отговора към хиперкапния. При здрави хора понижаване на сатурацията до 70% не може да предизвика събуждане, а хиперкапнията е ефективен стимул, само когато артериалното pCO2 се повиши с 15 mmHg над нивото му в будно състояние. Хипокапнията може да дестабилизра дишането по време на NREM съня 3.
Д-р Петър Чипев
Контакти: petyr.chipev@abv.bg
Литература:
1.Krieger J Respiratory physiology: breathing in normal subjects. In: Kryger M, Roth T and Dement W (Eds) Principles and Practice of Sleep Medicine, 4th edn. Elsevier Saunders, Philadelphia, 2005: 232-244
2.Amici R, Zoccoli G Physiological basis of sleep. In: Bassetti C, Dogas Z, Peigneux P Sleep Medicine Textbook. ESRS; Regensburg, 2014; A.3:27-38
3.Douglas N Respiratory physiology: control of ventilation. In: Kryger M, Roth T and Dement W (Eds) Principles and Practice of Sleep Medicine, 4th edn. Elsevier Saunders, Philadelphia, 2005: 224-231