Uyku ve Uyanıklık Sırasında Solunum Fonksiyonu

TUTD 17. Uyku Tıbbı Hekimliği Sertifikasyon Kursu 26 Şubat - 2 Mart 2014, Belek-ANTALYA Uyku ve Uyanıklık Sırasında Solunum Fonksiyonu Prof.Dr.Sadık Ardıç Kafkas Üniversitesi Tıp Fakültesi, Göğüs Hastalıkları AD. KARS

Solunum Sistemi o Solunum sistemi burun deliklerinde başlar, Alveollerde sonlanır.bu arada solunum sistemi yirmi üç kez dallanır. o Trakeadan terminal bronşiole kadar 17 kez dallanır.bu zona Taşıyıcı Zon denir. o Respiratuvar bronşiaolden sonra 6 kez dallanıp, burada alveol kanalları ve keseleri vardır.burada gaz değiş tokuşu olur.buraya da Solunum Zonu denir.

Terminal Bronşial Taşıyıcı Zon Solunum Zonu

Solunum Sistemi o Burun deliklerinde başlar, Alveollerde sonlanır.yirmi üç kez dallanır. o Trakeadan terminal bronşiole kadar 17 kez dallanır.bu zona Taşıyıcı Zon denir. o Respiratuvar bronşiolden sonra 6 kez dallanıp, burada alveol kanalları ve keseleri vardır. Burada gaz değiş tokuşu olur. Buraya da Solunum Zonu denir.

Terminal Bronşial S o l u n u m Solunum Zonu Z o n u

Oksijenlenme o Atmosfer basıncı(deniz kenarı) 760mmHg o Oksijen; Atmosferde 159 mmhg, o Trakeada o Alveollerde o Arter kanında o Periferik dokularda o Mitokondride sahiptir 149.5 mmhg 109.6 mmhg 100 mmhg 25 mmhg 18 mmhg parsiyel basınca o Oksijen atmosferden kana, kandan dokulara parsiyel basınç farkı ile geçer.

Solunum Sistemi Fonksiyonları o Solunan hava solunum sisteminde; o Filtre edilir. o Isıtılır. o Nemlendirilir. o Mikroorganizmadan ve küçük partiküllerden arındırılır.

Solunum Sisteminin Özellikleri o Sağlıklı erişkinde akciğerlerin açılımı kaç metrekaredir(m²)? o Solunum sistemi kapasitesini kaç kat artırabilir? o Sağlıklı erişkinde solunum sisteminin tükettiği oksijenin oranı ne kadardır?

Solunum Sistemi o Sağlıklı bireyde akciğerlerin (difüzyon alanı) açılımı 70 ile 100 m² dir. o Solunum sistemi kapasitesini on kat artırma yeteneğine sahiptir.

Normal Solunum o Normal bireyde solunum işi, dışardan alınan oksijenin %0,5-2 si ile sağlanır. o İnspriyum aktif, ekspriyum pasif (enerji sakınımı yüksek) olaydır. o Bu nedenle solunum işi organizmanın en ekonomik işidir.

Normal Solunum o Gaz alış verişi basit difüzyonla, gazların basınç farkıyla oluşur. o PaO2:95-97mmHg,SaO2:%97, PaCO2 35-45 mmhg dolayındadır.

Oksijenin Taşınması ve Kullanımı VO 2 QCO 2 Mitokondri VCO 2 QO 2 Solunum Va+Vd=Ve O2 tüketimi ve CO2 oluşumu Kas Aktivitesi

Ventilasyon/Perfüzyon ilişkisi Ölü boşluk solunumu Normal Şant V/Q=Sonsuz V/Q=1 V/Q=0

Havayolu Alveol Pulmoner Kapiller Normal Ventilasyon/ Perfüzyon

Amfizem Pulmoner Emboli Artmış Ventilasyon/ Perfüzyon Damar Spazmı

Sekresyon Daralmış Havayolu Azalmış Ventilasyon/ Perfüzyon

Normal Uykuda Solunum o Uykuya gitmekle solunum hızı ve derinliği yavaşlar. o Normal bireyde uykuda PaO2 azalır, o PaCO2 (Uykuda artar, 6-8mmHg dolayında). o Sağlıklı erişkinde organizma bu değişiklikleri kompanse eder.

Uykuda Solunum Kontrolu o Uykuda oluşan bir çok solunumsal problem, solunum kontrolunun anormal etkilenmesine neden olacaktır.

Uykuda Solunum Kontrolu o Solunum sisteminin kontrolündeki hemostatik olay; o Vücuttaki metabolik aktivitelerin normal olarak sürmesini ve organizmanın sağlıklı kalmasını sağlamaktır. o Bu da kan gazlarının normal olarak kalması ile olanaklıdır o (PaO 2 >60mmHg, PaCO 2 <45mmHg, ph=7.35-7.45)

Uykuda Solunum Kontrolu o Solunum kasları, kalp kaslarında olduğu gibi pacemaker görevi yapmaz. o Solunum sisteminde kaslara pacemaker görevi medullada Respiratuvar merkez, respiratuvar osilatör, Respiratuvar sinyal jeneratörü ve respiratuvar pacemaker denilen bölge yapar.

Uykuda Solunum Kontrolu o Santral sinir sistemi; o İstemli kontrol o Otomatik denetim (Medulla oblangata, pons) o Dorsal solunum grubu o Ventral solunum grubu o Pnömotaksik merkez o Apnöstik merkez

Solunum Kontrolu Akciğer reseptörleri; Gerilim, İrritan ve J reseptörleri Akciğer dışı reseptörler;

Uykuda Solunum Kontrolu o Solunum merkezi aldığı uyarıları ve yanıtları üç tip bilgi üzerinde temellendirir. o Bunlar: a) Kimyasal uyarılar (PaO2, PaCO2, ph), o b) Mekanik uyarılar (Akciğer ve göğüs duvarındaki reseptörler), o c) Davranışsal uyarılar (Yüksek kortikal merkezler)

Uykuda Solunum Kontrolu Kimyasal Uyarı o Merkezi Reseptörler; ph ve CO2 duyarlı

Uykuda Solunum Kontrolu Kimyasal Uyarı o Periferik Kemoreseptörler o Kandaki O2 konsatrasyonuna duyarlıdırlar. a. Carotis cisimciği b.aort cisimciği

Uykuda Solunum Kontrolu Kimyasal Uyarı o PaO2 deki değişiklikleri karotid cisimciği algılar, ouyarılar 9.kranial sinir (glossofaringeal) aracılığı ile medullaya iletilir.

Uykuda Solunum Kontrolu Kimyasal Uyarı o PaO 2 <60mmHg olduğunda Ventilasyon artar. o PaO 2 nın ani olarak 30-40 mmhg düşmesi, o Hipoksemi medullada depresyon yapar ve ventilasyon yavaşlar.

Uykuda Solunum Kontrolu Kimyasal Uyarı okarotid cisimciği ve medullada santral kemoreseptör alanı CO2 e duyarlıdır. opaco2 artmasına paralel olarak ventilasyon artar.

Uykuda Solunum Kontrolu Kimyasal Uyarı oilaca bağlı santral sinir sistemi(cns) depresyonu olursa, solunumun kimyasal uyarısı da deprese olur.

Uykuda Solunum Kontrolu Mekanik Uyarı o Akciğerde hastalık varlığında yada solunum sistemin yükünün artmasına bağlı olarak akciğer ve göğüs duvarındaki reseptörler medullaya uyarı gönderir.

oakciğerlerde ki reseptörler ; oirritasyon, oinflasyon, Uykuda Solunum Kontrolu Mekanik Uyarı ovolum kaybı o Kan damarlarındaki konjesyona yanıt verirler. obu uyarı VAGUS siniri aracılığı ile taşınır.

Uykuda Solunum Kontrolu Mekanik Uyarı o Bu sensörler uyarılınca; o Solunum derinliği (İnspiriyum) sığlaşır, o Soluk hacmi(tidal volum) azalır, o Hızlı ve yüzeyel solunum oluşur.

Uykuda Solunum Kontrolu Davranışsal Uyarı o (Yüksek Kortikal Merkezlerin Uyarısı) : o Solunum sistemi, solunum aktivitesi olmayan; o Şarkı söyleme, o Gülme, o Ağlama ve o Konuşma gibi aktiviteleri de yapar. o Bunlar yüksek beyin merkezleri tarafından yapılır. o Bu duyuların efferent yolu medullada geçer.

Uykuda Solunum Kontrolu Davranışsal Uyarı o (Yüksek Kortikal Merkezlerin Uyarısı) : o Bu solunum aktivitesi olmayan davranışsal olaylar solunum kontrol sisteminin metabolik hemostatik fonksiyonu üzerine biner. o Anormal kimyasal uyarı ile solunumu hızlandırır, bu uyanmaya (arousal) neden olabilir.

Uykuda Solunum Kontrolu Uyku Sırasında Hipoksik Solunum Yanıtı o Erişkin insanda uykuda hipoksiye solunum yanıtı azalır. o Erkeklerde hipoksiye solunum yanıtı, N-REM uykuda uyanıklığa göre daha azdır. o Ayrıca erkeklerin uyanıkken hipoksik uyarıya solunum yanıtı kadınlardan daha fazladır.

Uykuda Solunum Kontrolu Uyku Sırasında Hipoksik Solunum Yanıtı o Kadınlarda hipoksiye solunum yanıtı uyanıklık ve N-REM uykuda benzerlik gösterir. o Bunun nedeni açıklanamamıştır.

Uykuda Solunum Kontrolu Uyku Sırasında Hipoksik Solunum Yanıtı o Oysa REM uykusunda hipoksiye solunum yanıtı erkek ve kadınlarda aynıdır; o Hipoksiye yanıt N-REM uykusuna göre REM uykusunda daha düşüktür.

Uykuda Solunum Kontrolu Uyku Sırasında Hiperkapnik Solunum Yanıtı o Erişkinde uykuda hiperkapniye solunum yanıtı baskılanmıştır. o N-REM uykuda, uyanıklıklığa göre hiperkapnik solunum yanıtı azalmıştır. o Uyanıklıktan, N-REM e bu azalmanın % 50 dolayında olduğu ileri sürülmüştür.

Uykuda Solunum Kontrolu Uyku Sırasında Hiperkapnik Solunum Yanıtı o Başlangıçta bu düşmenin özellikle derin uykuda olduğu ileri sürülmüşse de, daha sonraki çalışmalar N-REM uyku içerisinde bir farklılığın olmadığını göstermiştir. o Kadın ve erkek arasında fark varlığı ileri sürülmüşse de sonraki çalışmalarda bu gösterilememiştir.

Uykuda Solunum Kontrolu (Uykuda Hiperkapnik Solunum Yanıtı) o REM uykusunda hiperkapniye solunum yanıtının, N-REM uykusu ve uyanıklığa göre çok azaldığı bildirilmiştir. o REM de hiperkapniye yanıtın, uyanıklığın % 28 i dolayında olduğu gösterilmiştir.

Uykuda Solunum Kontrolu ( Hava Yolu Direnci Artması ve Hava Yolu Daralması) o Uykuda hava yolu daralması ve direnci artmasının N-REM uykuda solunum çabasının giderek daha çok artmasına neden olduğu, o REM uykusunda ise solunumun hızlandığı ve sığlaştığı bildirilmiştir.

Uykuda Solunum Kontrolu (Arousal Yanıtları - İsokapnik Hipoksi) o İsokapnik (PaCO2 45mmHg) hipoksi( PaO2 60mmHg), tek başına arousal için zayıf uyarandır. o SaO2 değeri % 70 lere inene kadar uyarı oluşturmamaktadır. o Hem REM, hemde N-REM uykuda arousal eşiği arasında fark olmadığı gösterilmiştir. o Buna karşın OUAS ve asfiksiyal hipokside REM arousal eşiğinin iyice düştüğü bildirilmiştir.

Uykuda Solunum Kontrolu (Arousal Yanıtları- Hiperkapni) o Hiperkapni( PaCO2 45mmHg) değişik düzeylerde arousala neden olabilir. o Bir çok hastada arousal eşiği end-tidal CO 2 ın uyanıklık değerinin 15 mmhg üzerine çıkar. o Arousal eşiğinin derin uykuda(n3), N2 ve REM uykusundan 6 mmhg daha yüksek basınca sahip olduğu gösterilmiştir.

Uykuda Solunum Kontrolu (Arousal Yanıtları- Hiperkapni) o Başka araştırmacılar arousal eşiği yükselmesinde cins ve uyku evresinin fark etmediğini göstermişler. o Ancak hipoksi varlılığının, arousalın karbodioksit duyarlılığını artırdığı gösterilmiştir.

Uykuda Solunum Kontrolu (Arousal Yanıtları- Artmış Rezistans) o Hastanın artmış inspiratuvar direnci arousal eğilimini artırır. o İnspiratuvar direncin artmasının, N 2, N3 ve REM uykusunda arousal sıklığını artırdığı bildirilmiştir. o İnspiratuvar direnç eklendikten sonra, N3 uykudaki arousal sıklığı, REM deki arousal sıklığından daha fazladır.

Uykuda Solunum Kontrolu (Arousal Yanıtları - Artmış Rezistans) o Hava yolu oklüzyonundan sonra REM de arousal, N-REM deki arousaldan daha hızlıdır. o Buna karşın REM deki apneler uzundur. o Üst solunum yolu reseptörleri normal bireylerde hava yolu tıkanması sırasındaki basınç değişikliklerine daha duyarlıdır. o Bu duyarlılık uyku apne sendromlu hastalarda yoktur.

ÜHY Mekanoreseptör Fonksiyonu (+) ÜHY Miyopati Mukozal İnjuri Uyku Parçalanması (+) (-) (-) ÜHY Daralması ya da Kapanması Artmış İnspiratuvar Çaba Arousal ÜHY ın Tekrar Açılması (+) DIA EMG >>GG EMG Apne Sonrası Hiperventilasyon Merkezi Solunum Kontrolu PaO 2 PaCO 2

Uykuda Solunum Kontrolu (Arousal Yanıtları - Artmış Rezistans) o ÜSY reseptörlerinin neden REM uykusunda daha duyarlı olduğu açık değildir. o Uykuda arousal için en sık neden olan mekanizmalar, hipoksi, hiperkapni ve hava yolu rezistansı artmasıdır. o UARS da ciddi hipoksemi ve hiperkapni gelişmeksizin arousal gelişmesi hava yolu rezistansında artma ile açıklanabilir.

Uykuda Solunum Kontrolu (Arousal Yanıtları- Bronş İrritasyonu) o İnsanda uyku, inhaler irritasyona bağlı gelişecek öksürük reaksiyonunu baskılar, öksürük ancak arousaldan sonra oluşur. o Benzer şekilde KOAH ve Kr.Bronşitte uykuda öksürük baskılanır. o Sitrik asit inhalasyonunun da N-REM ve REM uykuda arousal arasında fark yoktur. o Her ikisinde de arousal baskılanmıştır.

Uykuda Solunum Kontrolu (Arousala Solunum Yanıtları) o Arousal hangi nedenle oluşursa oluşsun, arousalı takip ederek solunum sayısı hızlanır. o Ancak birey uykuya dalınca solunum yavaşlar.

Uykuda Solunum Ritmi Kontrolu o N REM uykuda solunum ritmi düzensizdir. o CO2 basınç değişiklikleri solunum düzensizliğinde önemli rol oynayabilir. o Hipokapni tek başına ya da hipoksi ile birlikte N-REM uykuda solunum düzensizliğine neden olur.

Uykuda Solunum Ritmi Kontrolu o Özellikle hava yolu inspiratuvar rezistansı eklenince tıkayıcı apneye gidebilir. o REM uykusunda solunum düzensizliği, hipoksi ve hiperkapni varlığından bağımsız olarak vardır.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (Azalmış Bazal Metabolizma ) o Uykuda bazal metabolizma ihtiyacı düşer. o Metabolik hızın düşmesi sonucu ventilasyon ve solunumsal yanıtlar azalır. o Bazal metabolizmanın düşmesi uykuda kimyasal duyarlılığın düşmesi için bir faktör olabileceği ileri sürülmüştür.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (Serebral Kan Akımı ve Metabolizma İlişkisi) o Beyin kan akımı uykuda artar. o Uyanıklıkla karşılaştırıldığında beyin kan akımı derin uykuda %4-25 oranında artar. o Beyin kan akımı REM uykusunda çok fazla artar. Bir çalışmada bu oranın % 80 e ulaştığı bildirilmiştir. o Beyin metabolizmasının REM uykusunda ve uyanıklıkla aynı olduğu gösterilmiştir.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (Serebral Kan Akımı ve Metabolizma İlişkisi) o REM de beyin kan akımının, metabolizmasına oranı REM deki kimyasal uyarılabilirliği baskılar. o Bu REM deki solunum yanıtlarının azalmasına neden olan faktör olabilir. o Beyin kan akımı ve oksijen metabolizmasının, hem derin uyku hem de REM uykusunda paralellik gösterdiği bilinmektedir.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (Uykuda Nörolojik Değişiklikler) o Hipoventilasyon, kimyasal ve mekanik uyarıya duyarlılığın N-REM uykusunda azalması, solunum işinin uykuda azalması olasılığı ile ilişkilidir. o REM uykusu sırasında duyu ve motor fonksiyonların yetmezliği söz konusudur. o Afferent nörönların presinaptik ve postsinaptik inhibisyonu vardır, buna bağlı olarak eksternal uyarılara arousal eşiği artar.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (Uykuda Nörolojik Değişiklikler) o Postsinaptik motor nörön inhibisyonu REM uykusunda postural hipotoniye neden olur. o Duyu ve motor fonksiyonların azalmasının ortak sonucu olarak REM uykusunda solunum yanıtının iyice azaldığı gözlenir.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (Uykuda Nörolojik Değişiklikler) o REM uykusunda solunum düzensizliği ve solunumsal yanıtın yetmezliği, davranışsal faktörlerin solunum kontrolünü değiştirmesinden dolayı olduğu ileri sürülmektedir. o Kimyasal uyarı artışı REM uykusunda en önemli uyarandır (PaO 2, PaCO 2 vb.) o REM uykusunda Ponto Genikulo Oksipital (PGO) yolun önemli ana yollardan biri olduğudur.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (UYKUDA NÖROLOJİK DEĞİŞİKLİKLER) o REM de solunumun disritmik olması, REM uykusunun kendisinin disritmik olmasındadır. o Bu gözlem tidal volumun REM uykusu sırasındaki hızlı göz hareketlerinin yoğunluğu ile yakın ilişki göstermesi ile doğrulanabilir.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (Nörökimyasal Faktörler) o Göğüs Abdomen Hareketleri: o REM uykusunda interkostal kasların hipotonisi nedeniyle solunum yanıtı düşer. o REM uykusunda, interkostal kasların EMG si N-REM e göre düşer. o Bu azalmaya karşın REM uykusunda tidal volüm uyanıklıktaki gibidir.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (Nörökimyasal Faktörler) o Azalmış Fonksiyonel Rezidual Kapasite(FRC): o REM uykusunda FRC düşer. o REM uykusunda hipoksiyi artırır. o Volüm azalması, solunum yanıtının azalmasına benzemeyerek, bu yanıtların artmasına neden olur.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (Nörökimyasal Faktörler) o Hava Yolu Direnç artışı: o Uykuda hava yolu direnci artar. o Bu N-REM uykuda maksimal boyutuna ulaşır. o REM ise en üst düzeyde direnç artışı söz konusudur. o Burada hava yollarını açık tutmaya çalışan kasların atonisi bu olaya neden olur.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (Nörökimyasal Faktörler) o Uyanıklığa göre N-REM uyku arasında solunum yanıtının hafif azalması ÜSY deki direnç değişikliğine bağlıdır, o Bu da hiperkapniye yanıt olarak kapanma basıncından dolayıdır. o N-REM uykuda hiperkapni çok iyi ayarlanmaktadır.

Uykuda Sounum Kontrolünü Etkileyen Faktörlar (Nörökimyasal Faktörler) o Karbondioksit düzeyi uyanıklıktan N-REM uykuya doğru yükselme gösterir. o Hiperkapniye tıkanma basınç yanıtı en fazla REM uykusunda azalır. o Bu da nöromuskuler fonksiyonun REM uykusunda azalmasının belirtecidir.