Upper airway obstruction in humans during muscular relaxation

Chez l’homme éveillé l’activation des muscles des voies aériennes supérieures (VAS) et du diaphragme est essentielle pour maintenir ouvertes les VAS pendant l’inspiration. La diminution ou la perte du tonus des muscles des VAS entraîne l’obstruction supraglottique. Dans une première étude, pendant la ventilation à pression négative par poumon d’acier, nous avons précisé le mécanisme responsable de l’obstruction des VAS ainsi que le site de l’obstruction. Nous avons ainsi montré chez des sujets en bonne santé que la relaxation musculaire entraîne soit la fermeture de la glotte, soit une obstruction supraglottique. Une faible pression négative intraluminale était déjà capable d’induire une obstruction supraglottique. Dans une deuxième étude, nous avons précisé l’effet de l’activation et de la relaxation des muscles supraglottiques sur le calibre des voies aériennes supérieures pendant l’application en expiration d’une pression négative à la bouche. Nous avons trouvé que pendant la relaxation musculaire une faible pression négative était suffisante pour produire une obstruction supraglottique expiratoire. Dans une troisième étude nous avons montré chez des sujet en bonne santé et chez des patients avec apnée obstructive du sommeil qu’en présence d’une faible pression négative intrapharyngée, l’absence d(activation des muscles supraglottiques pendant la relaxation musculaire produit une obstruction supraglottique inspiratoire et également expiratoire. La conclusion de nos études est la suivant : > 1 . l’activation combinée des muscles des VAS et du diaphragme est essentiel pour maintenir ouvertes les VAS, non seulement en inspiration, mais également en expiration ; 2. les VAS sont intrinsèquement instablesNegative pressure ventilation (NPV) induces sleep-related upper airway obstruction. However, the precise mechanism and site upper airway obstruction during negative pressure ventilation has not been worked out. We studied 7 awake healthy volunteers (23 to 30 years old) in an Ermerson tank respirator. Subjects had the head outside the iron lung and breathed through a pneumotachograph, which yielded the airflow (V) signal Supraglottic pressure (Psg) was measured with a catheter with the tip at the retroepiglottic level. Diaphragmatic EMG was obtained from an esophageal bipolar electrode. Tidal volume was measured with an inductance plethysmograph. Measurements done at -10, -20 and -30 cmH2O at each pressure breathe in phase with the respirator. Subjects have been previously trained to relax during NPV. During the relax runs there was no diaphragmatic EMG activity. Stridor or wheezing occurred in all 7 subjects during the relax but not during the active runs. Two patterns were associated with NPV during relax runs. 1. Decrease of both V and Psg, followed by zero values of these indices, corresponding to an inspiratory narrowing and closure of the glottis. This was visualized by fiberpotic bronchoscopy in one subject. 2. Decrease of V and increase in Psg, corresponding to an inspiratory supraglottic obstruction. In 5 subjects a supraglottic pattern was observed, whereas in 2 others there was glottic closure. We conclude that muscular relaxation during NPV produces a decrease of the caliber of the upper airways at the glottic or supraglottic level. An uncoupling of upper airway muscles activity and diaphragm might be the mechanism responsible for these changesThèse de doctorat en sciences biomédicales (pneumologie) -- UCL, 199