Ventilatory control disorders
- ศูนย์ควบคุมการหายใจที่ medulla ทำหน้าที่ปรับ RR, inspiratory time, และ expiratory time ตามข้อมูลที่ได้รับมาจากแหล่งต่างๆ ได้แก่
- Thoracic neural receptorsประกอบด้วย slowly adapting pulmonary stretch receptor ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของ lung volume และ rapidly adapting irritant receptors ตอบสนองต่อสารเคมี
- Peripheral chemoreceptorsอยู่ที่ carotid และ aortic bodies ตอบสนองต่อPaO2เป็นหลัก รองลงมา คือ PaCO2และ acidosis; นอกจากนี้ยังมี receptor ที่รับข้อมูล pH จาก ECF ภายในกล้ามเนื้อ ที่จะช่วยเพิ่มการหายใจขณะออกกำลังกายเพื่อเตรียมพร้อมต่อความต้องการที่มากขึ้น ในขณะที่ PaCO2ยังไม่เปลี่ยนแปลง
- Central chemoreceptorsอยู่ที่ medulla และ mid-brain ตำแหน่งที่สำคัญ คือ VMS และ RTN ทำการตอบสนองอย่างฉับไวต่อการเปลี่ยนแปลงของ pH ใน CNS(เกิดจาก CO2 ซึ่งเป็น lipid-soluble สามารถผ่านเข้าสู่ BBB ได้อย่างรวดเร็ว)
- การตอบสนองของ plasma bicarbonate ต่อ PaCO2เป็นอัตราส่วน 1:0.6 ใน metabolic alkalosis และ 1:1.2 ใน metabolic acidosis
COPD
- COPD ที่มีภาวะhypercapnia มักสัมพันธ์กับตัวโรคที่มีความรุนแรงมากขึ้น แต่ในผู้ป่วยหลายๆรายแม้ว่าจะมี air flow obstruction พอๆกัน บางรายไม่มี CO2คั่ง (“pink puffer”)เพราะมี respiratory drive เพิ่มขึ้น แต่บางรายจะมี CO2คั่ง ร่วมกับมี hypoxia(“blue bloater”)เพราะ respiratory drive ลดลง
- รูปแบบการหายใจของคนที่มี chronic CO2 retention จะมี low TV และ high frequency (> 22/min) ซึ่งทำให้เกิด V/Q mismatch, dead space เพิ่มขึ้น, และ alveolar ventilation ลดลง
- ในผู้ป่วย COPD อาจมี CO2retention เพิ่มขึ้นหลังให้ O2เพราะว่าการให้ O2จะทำให้ hypoxic driveหายไป, เสีย compensatory pulmonary vasoconstrictor(V/Q mismatch มากขึ้น), และลดการจับกันระหว่าง Hb กับ CO2 (Haldane effect)
Asthma
- ในผู้ป่วยที่เคยมีประวัติ near fatal asthma พบว่าบางรายจะมี ventilator response ต่อ hypoxia และ hypercapnia ลดลง ทำให้เกิด CO2retention ในระหว่างที่มี asthmatic attack รวมถึงการรับรู้ต่อความรู้สึกเหนื่อยก็น้อยลง ทำให้ไปรพ.ช้าและเสี่ยงต่อการเกิด fatal asthma
Ondine’s curse
- ใช้กับ alveolar hypoventilation ที่เกิดจากปัญหา autonomiccontrol แต่ voluntary control ไม่มีปัญหา ผู้ป่วยกลุ่มนี้จะมีปัญหาการหยุดหายใจขณะหลับ
- Congenital central hypoventilation syndrome (CCHS)เกิดจากความผิดปกติของ PHOX2B gene ร่างกายจะไม่มีการตอบสนองต่อภาวะ hypoxia และ hypercapnia ซึ่งในระหว่างตื่นจะมี PaCO2สูงขึ้นเล็กน้อย แต่จะสูงขึ้นมากช่วง non-REM sleep; มีความสัมพันธ์กับ Hirschsprungs disease และ neural crest tumors
- Late-onset central hypoventilation syndrome (LO-CHS)มีอาการหลังจาก neonatalเกิดจาก PHOX2B gene mutation
- Rapid-onset obesity with hypothalamic dysfunction, hypoventilation, and autonomic dysregulation (ROHHAD)จะเริ่มมีอาการหลังอายุ 1.5 ปี มี rapid-onset obesity, central hypoventilation ระหว่างหลับ,hypothalamic dysfunction, ANS dysfunction (hyperthermia, hypothermia) และไม่มี PHOX2B gene mutation; สัมพันธ์กับ neural crest tumors
Cheyne-Stokes respiration
- การหายใจที่ค่อยๆเปลี่ยนจากหายใจตื้น-ลึก-ตื้น-หยุดหายใจ วนรอบละ 30 วินาที-2 นาที อาจพิจารณาว่าเป็นกลุ่มหนึ่งของ central sleep apnea syndrome
- เกิดจากความล่าช้าในการรับรู้การเพิ่มขึ้นของ PaCO2ของ central chemoreceptor สาเหตุที่อาจเป็นไปได้ เช่น prolonged (lung to brain) circulation time,reduced tissue/lung CO2/O2stores, increase ventilatory drive (loss of damping factors)
- โรคที่พบบ่อยที่สุดคือ cardiac diseaseรองลงมา คือ neurologic disease, sedation, normal sleep, acid-base disturbances, prematurity, altitude acclimatization
- รักษาโรคที่เป็นสาเหตุ อาจให้ CPAP ระหว่างหลับ ให้ O2supplement หรือ adaptive servoventilation (ASV)
Myxedema
- ใน severe hypothyroidism จะเกิด hypoventilation จาก respiratory muscle weakness และ ventilator drive ลดลง
Starvation
- ในคนที่ถูกจำกัด calories ต่อวัน (500 kcal/d) จะทำให้ hypoxic ventilatory response ลดลง แต่ไม่มีผลต่อ hypercapnic ventilatory response ในคนที่ถูกจำกัด calories นานๆจะมีผลต่อ pulmonary function เช่น เกิด hyperinflation + emphysematous changes
Neuromuscular disease
- นอกจากจะมีปัญหาของ respiratory muscle strength พบว่า ventilatory response ต่อ PaCO2ก็ลดลงด้วย
Drugs affecting ventilator drive
- CNS depressantsได้แก่ opiates, barbiturates, BZDs
- Medroxyprogesteroneสามารถเพิ่ม ventilator drive ในผู้ชาย สามารถลด PaCO2ลงได้ประมาณ 5 mmHg ซึ่งมีการใช้ในการรักษา polycythemiaof high altitude และ central hypoventilation syndrome (obesity hypoventilation syndrome) ส่วนใน COPD สามารถลด PaCO2ได้ แต่ไม่ลดความรู้สึกเหนื่อยลง
- Theophyllineเพิ่ม hypoxic ventilation response และป้องกันการลดลงของ hypoxic ventilator response ซึ่งจะเกิดขึ้นหลังจาก hypoxemia 15 นาที มีการใช้ใน central hypoventilatory states, severe Cheyne-Stokes respiration with multiple cardiorespiratory arrests
- Acetazolamideจะกระตุ้น ventilation ผ่านกลไกที่ทำให้ PaCO2ใน brain คั่ง,การทำให้เกิดภาวะ metabolic acidosis, และไปขัดขวางการกำจัด CO2 ที่ pulmonary capillaries ซึ่งในคนปกติจะทำให้ minute ventilation เพิ่มขึ้นจนทำให้ PaCO2ลดลงและ PaO2เพิ่มขึ้น ซึ่งมีที่ใช้ในการป้องกันและรักษา mountain sicknessและยังช่วยลด central sleep apnea ใน heart failure และ Cheyne-Stokes respiration; แต่ในคนที่ไม่สามารถเพิ่ม ventilation ได้เพียงพอ เช่นsevere COPD จะทำให้เกิด severe respiratory acidosis ได้
Ref: Up-To-Date