cunoașterea mecanismelor normale de control al ventilației este importantă pentru înțelegerea fiziopatologiei apneei centrale în somn. Ventilația normală este strict reglată pentru a menține nivelurile de oxigen arterial (PaO2) și dioxid de carbon (PaCO2) în limite înguste. Acest lucru este realizat prin bucle de feedback care implică periferice și centrale chemoreceptors, intrapulmonare vagal receptori, respirator centre de control în creier, și mușchilor respiratori.,în timpul vegherii, semnalele din zonele corticale ale creierului influențează respirația, un mecanism numit control comportamental. Mulți stimuli non-chimici, care includ mecanoreceptorii pulmonari și stimularea comportamentală sau trează, sunt cunoscuți pentru a modula acest fenomen. În timpul somnului, controlul comportamental este pierdut, iar controlul chimic este mecanismul major de reglare a ventilației, PaCO2 fiind stimulul major pentru ventilație., Apneea centrală de somn este cel mai adesea observată în timpul somnului non–rapid eye movement (NREM), când influența comportamentală este cea mai mică, urmată de somnul rapid eye movement (REM), în timp ce o persoană complet trează este cel mai puțin probabil să o manifeste. În ciuda acestor modificări, controlul ventilației în timpul somnului rămâne similar cu cel din timpul vegherii.somnul se caracterizează prin creșterea tensiunii arteriale a dioxidului de carbon (PaCO2) și un prag apneic PaCO2 mai mare, PaCO2 sub care apare apneea. Reducerea PaCO2 la doar câteva mm Hg sub punctul stabilit PaCO2 poate duce la apneas., Evenimentele apneice centrale apar frecvent în timpul tranziției dintre trezire și somn, o perioadă în care se ajustează punctul de setare PaCO2.două tipuri de fenomene fiziopatologice pot provoca sindroame centrale de apnee în somn: 1) instabilitate ventilatorie sau 2) depresia centrelor respiratorii ale trunchiului cerebral sau a chemoreceptorilor.instabilitatea ventilatorie este mecanismul din spatele CSB-CSA, respirația periodică de înaltă altitudine și, probabil, apneea centrală primară de somn. Ca și în cazul oricărui sistem care este reglementat de buclele de feedback, sistemul respirator este vulnerabil la instabilitate., Apariția și perpetuarea instabilității ventilatorii în patogeneza apneei centrale de somn poate fi vizualizată în contextul câștigului de buclă, un termen tehnic care descrie câștigul general al unui sistem controlat de bucle de feedback.
un sistem cu câștig de buclă mare răspunde rapid și intens la un declanșator, în timp ce un sistem de câștig de buclă joasă răspunde mai treptat și mai slab. Câștigul de buclă este afectat de câștigul controlerului și câștigul instalației. Câștigul controlorului reprezintă gradul de răspuns la o perturbare dată, în timp ce câștigul instalației reflectă eficiența răspunsului., În sistemul respirator, câștigul controlerului se manifestă ca chemoresponsivitate, în timp ce câștigul plantelor este eficacitatea unei ventilații minime date pentru a elimina dioxidul de carbon.conceptul de câștig de buclă poate fi ilustrat prin modul în care un aparat de aer condiționat controlat cu termostat menține temperatura camerei într-un interval îngust. Schimbările minore de temperatură declanșează un termostat sensibil pentru a porni sau opri aparatul de aer condiționat. Gradul în care un termostat răspunde la o schimbare a temperaturii camerei reprezintă un câștig de controler., Câștigul de plante reprezintă efectul răspunsului asupra sistemului, Schimbarea temperaturii în cameră ca urmare a efectului de răcire al aparatului de aer condiționat. Un sistem cu câștig mare de plante poate avea un aparat de aer condiționat mai puternic sau o cameră mai mică să se răcească, rezultând într-un răspuns mai rapid și o probabilitate mai mare de depășire a limitelor.
câștigul de buclă este definit ca răspunsul la o perturbare/perturbare în sine., Într-un sistem de aer condiționat controlat cu termostat, cu câștig de buclă mare, o creștere mică a temperaturii camerei duce rapid la răcire care poate depăși intervalul pentru care este setat termostatul, determinând în curând oprirea aparatului de aer condiționat. Un astfel de sistem ar fi relativ instabil, cu aer conditionat frecvent fiind pornit și oprit, iar camera se confruntă cu leagăne de temperatură.în sistemul de reglare ventilatorie, câștigul controlerului este gradul de răspuns ventilator la o anumită modificare a hipercapniei sau hipoxiei și este mediat de chemoreceptori., Creșterea plantelor este reprezentată de efectul unui răspuns ventilator asupra tensiunilor arteriale de oxigen și dioxid de carbon. Dacă un pacient are un spațiu mort scăzut, o rată metabolică scăzută, o capacitate reziduală funcțională scăzută sau un PaCO2 ridicat, efectul modificărilor ventilatorii este mai marcat, rezultând un câștig mai mare al plantelor.
pentru sistemul de ventilație, câștigul de buclă poate fi definit așa cum se demonstrează în imaginea de mai jos.
rolul câștigului de buclă în determinarea instabilității respiratorii., A) când câștigul de buclă este mai mic de 1, tendința de depășire a răspunsului corectiv la apnee sau hipopnee este diminuată, iar ventilația revine la un model constant. B) când câștigul de buclă este mai mare sau egal cu 1, răspunsurile viguroase la tulburările respiratorii au ca rezultat o oscilație continuă între evenimente și corecții, rezultând un model de respirație periodic instabil. Adaptat din patogeneza DP albă a apneei obstructive și centrale de somn. Am J Respir Crit Îngrijire Med. Dec 1 2005;172(11):1363-70., dacă câștigul de buclă este mai mic de 1, răspunsurile la apnee sau hipopnee sunt mai graduale și mai mici, permițând ventilației să revină la un model constant. Dacă câștigul de buclă este mai mare decât 1, răspunsurile mari la apnee și hipopnee au ca rezultat leagăne de hiperventilație și apnee/hipoventilație, provocând o stare de instabilitate numită respirație periodică., În timpul trezirii, controlul comportamental poate trece peste modelele de respirație periodică, astfel încât efectul câștigului de buclă mare asupra sistemului ventilator este cel mai evident în timpul somnului.în plus față de câștigul de buclă mare, trebuie să apară o întârziere între detectarea unei perturbări și acționarea răspunsului pentru ca un sistem să devină instabil. Această afecțiune există pentru sistemul respirator din cauza întârzierii dintre schimbarea PaCO2 în sistemul venos pulmonar și detectarea modificării corpurilor carotide și a trunchiului cerebral., Timpul de circulație prelungit la unii pacienți cu insuficiență cardiacă congestivă poate accentua întârzierea, predispun la o stare ventilatorie instabilă, CSB-CSA.
sistemul ventilator prezintă un risc deosebit de instabilitate atunci când PaCO2 în repaus se apropie de pragul apneic PaCO2. În situația fie de mare operator de câștig sau plante de mare câștig în asociere cu un nivel scăzut de referință PaCO2 aproape de apneic prag, un minor de întrerupere în sistem poate da naștere la o ciclice aspectul din europa centrală și apneas hyperpneas., Pacienții cu hipocapnie și insuficiență cardiacă și cei care urcă la altitudini mari dezvoltă adesea aceste afecțiuni, predispun la un model periodic de respirație. Credibilitatea acestui concept este susținută de observații care creșterea morți spațiu, creșterea inhalat de concentrare a PaCO2, sau furnizarea de valori inițiale crescute de ventilație prin acetazolamida sunt, în anumite circumstanțe, de protecție împotriva respirație periodică.,pacienții cu insuficiență cardiacă și apnee centrală de somn s-au dovedit a avea un răspuns ventilator crescut la modificarea PaCO2 comparativ cu pacienții cu insuficiență cardiacă și apnee obstructivă de somn. Hipoxia mărește răspunsul ventilator la modificările PaCO2 (crește panta răspunsului) și predispune la instabilitate în ventilație. O modificare a PaCO2 poate fi mai importantă decât PaCO2 scăzut, deoarece pacienții cu boală hepatică cronică au, de asemenea, PaCO2 scăzut, dar nu dezvoltă apnee centrală de somn., La pacienții cu insuficiență cardiacă și apneea de somn centrale, a crescut ventilatorii răspuns la exercițiu a fost raportat că a fost proporțională cu gravitatea CSB-CSA eșec, sugerând augmentată periferice și centrale chemoreceptor de reacție.
Centrul de apnee în somn-hipoventilație sindroame, cum ar fi cele asociate cu narcotice utilizarea sau leziuni ale trunchiului cerebral sunt cauzate de tulburări ale central respirator model de centru sau periferice chemoreceptors sau ambele, care pot deveni mai evidente în timpul somnului din cauza suprimarea de veghe sau de comportament conduce.,Centrul de control respirator implică mai multe zone ale medulei. În timpul somnului NREM, respirația este controlată de un sistem automat care este influențat în primul rând de stimuli chimici. În somnul REM, atât influențele inhibitoare, cât și cele excitatorii sunt exercitate asupra neuronilor respiratori medulari care se manifestă prin respirație neregulată și apnee centrală ocazională „fiziologică”.,tulburările primare ale sistemului nervos central, cum ar fi meningita sau hemoragia și tumorile sau accidentele vasculare cerebrale care implică trunchiul cerebral, pot duce la un model de respirație ataxică, denumit respirație Biot. Modelul Biot poate fi neregulat Fără nici un tip de periodicitate sau poate consta în cicluri de respirații de dimensiuni similare alternând cu apnee centrală, așa cum se demonstrează în imaginea de mai jos.
Acest polisomnograma demonstrează apneea de somn centrale și respirația Biot la un pacient care primește pe termen lung morfina pentru dureri cronice., Modelul Biot poate fi neregulat, Fără nici un tip de periodicitate, sau poate consta din ruleaza de respirații de dimensiuni similare alternând cu apnee centrale. narcoticele cum ar fi heroina, morfina și metadona provoacă depresie respiratorie prin stimularea receptorilor mu opioizi pe neuronii localizați în complexul respirator medular., Deși toleranța se dezvoltă de multe efecte asupra sistemului nervos central de opioide, studiile au demonstrat anormale hypercapnic și hipoxice ventilatorii răspuns în cronica narcotice utilizatori, și mai multe rapoarte au demonstrat că apneea de somn centrale este comună la persoanele pe termen lung opioide. A fost sugerată posibilitatea ca inhibarea receptorilor mu a corpurilor carotide și a altor chemoreceptori periferici să joace un rol în provocarea unei forme mai subtile de depresie respiratorie în utilizarea narcotică pe termen lung., mecanismele responsabile pentru apneea centrală de somn și apneea obstructivă de somn se suprapun, iar pacienții cu apnee centrală au adesea evenimente obstructive. Studiile au arătat că hipofaringe poate fi redus considerabil în timpul unui eveniment apneic central. În timpul inspirației normale, apare o descărcare neuronală la diafragmă și la mușchii căilor respiratorii superioare care rigidizează și dilată faringelul pentru a-l menține deschis. Dacă apare o scădere a activității atât în diafragmă, cât și în dilatatoarele căilor respiratorii superioare, rezultatul ar putea fi o apnee centrală sau obstructivă., Dacă, în ciuda lipsei de activare a mușchilor faringieni, căile respiratorii superioare rămân deschise, evenimentul va fi o apnee centrală. Dacă căile respiratorii superioare sunt închise în timpul apneei centrale și activitatea diafragmatică se reia înainte de restabilirea tonusului muscular al dilatatorului faringian, rezultă o apnee mixtă. astfel, susceptibilitatea la colapsul căilor respiratorii superioare poate determina dacă apneele centrale sau obstructive apar în timpul ciclismului din cauza instabilității ventilatorii., Conversia apneei obstructive la un model de respirație Cheyne-Stokes cu introducerea presiunii pozitive continue a căilor respiratorii (CPAP) este un exemplu al acestui fenomen. Vedeți imaginile de mai jos.
apnee de somn obstructiva (OSA): Acest polisomnograma demonstrează tipic hypopneas care apar în OSA înainte de presiune pozitiva continua cailor respiratorii titrare. În OSA, fluxul de aer este absent sau redus, dar efortul de ventilare persistă., 
Cheyne Stokes: această polisomnogramă reprezintă respirația Cheyne Stokes și a apărut ulterior titrării continue pozitive a presiunii căilor respiratorii pentru OSA la același pacient din fișierul media anterior. Respirația Cheyne Stokes are un model clasic de respirație crescendo-decrescendo. 
