Апноэ, периодическая остановка дыхания во время сна, является серьезной проблемой для здоровья. Он поражает более 10 миллионов человек в Соединенных Штатах, часто нарушая их сон сотни раз за ночь.
Этот глубоко фрагментированный сон вызывает дневную сонливость, снижает успеваемость и профессиональную продуктивность и является частой причиной дорожно-транспортных происшествий или несчастных случаев на производстве. Это также может привести к опасным для жизни проблемам со здоровьем, включая гипертонию и инсульт.
Современные методы лечения апноэ, такие как использование постоянного положительного давления в дыхательных путях (C-PAP) во время сна, трудно поддерживать многим пациентам и дают лишь ограниченные преимущества.«Мы считаем, что нашли подход, который может значительно улучшить клиническое лечение апноэ во сне за счет восстановления баланса между двумя ключевыми газотрансмиттерами в крови — оксидом углерода и сероводородом», — сказал Нандури Прабхакар, доктор философии, профессор Гарольда Хайнса-младшего. доктор медицины и директор Института интегративной физиологии и Центра системной биологии O2 при Чикагском университете.Прабхакар и его коллеги из Чикагского университета, Технологического института Иллинойса, Медицинского центра диаконис Бет Исраэль (Бостон) и Университета Джона Хопкинса (Балтимор) сосредоточились на каротидных телах, крошечном кластере клеток, встроенных в левую и правую сонную артерию. артерии, проходящие через шею.Каротидные тела являются основным органом, определяющим уровни кислорода и углекислого газа в артериальной крови.
Клетки гломуса в каротидных телах производят ферменты гемоксигеназу 2 (HO-2), которая генерирует монооксид углерода (CO), когда уровень кислорода является подходящим, и цистатионин-?-лиазу (CSE), которая генерирует сероводород (H2S), когда кислород уровни проседают.Во время нормального дыхания во сне CO предотвращает выработку H2S, подавляя CSE. Однако, когда начинается апноэ и падает уровень кислорода, CSE производит H2S, который стимулирует каротидные тела, увеличивая дыхание, частоту сердечных сокращений и артериальное давление. Это приводит к внезапному пробуждению.
Прабхакар и его коллеги протестировали два способа манипулирования этой системой, модулируя ферменты CSE и HO-2, участвующие в передаче сигналов CB. Когда они давали ингибитор CSE, L-пропаргилглицин (L-PAG) путем инъекции или перорально мышам, лишенным HO-2, или крысам, предрасположенным к повышенной активности CB, это уменьшало частоту апноэ, подчеркивая роль H2S в запуске апноэ. .Ответ на L-PAG был «быстрым, обратимым и не приводил к явной токсичности в пределах испытанного диапазона доз», пишут исследователи.
И наоборот, введение CORM3, соединения, которое выделяет газообразный оксид углерода, мышам с дефицитом HO-2 восстановило нормальное дыхание в течение 10 минут. Примечательно, что L-PAG уменьшал количество как обструктивного, так и центрального апноэ дозозависимым и обратимым образом.По словам авторов, полученные данные «демонстрируют благотворные эффекты блокирования CSE во время апноэ и указывают на потенциальную терапевтическую стратегию для лечения апноэ во сне у человека». «Наши результаты показывают, что фармакологическое воздействие на CB с помощью ингибитора CSE, такого как L-PAG, может предотвратить апноэ».Авторы писали, что эти наблюдения «подтверждают концепцию терапевтического потенциала ингибиторов CSE», но дозы L-PAG, необходимые для нормализации дыхания, были относительно высокими.
Необходимы дополнительные исследования для разработки и тестирования более сильных ингибиторов CSE.«Тем не менее, — заключают они, — фармакологическая модуляция хеморефлекса CB с помощью ингибитора синтеза H2S, как показано в настоящем исследовании, может значительно улучшить клиническое лечение апноэ во сне».