Экспериментируя с мышами, исследователи Johns Hopkins Medicine добавили доказательства того, что гормон, наиболее известный своей способностью регулировать голод и массу тела, может также более эффективно облегчать проблемы с дыханием, возникающие во время сна, при введении через нос.
Хотя клинические испытания с использованием гормона, известного как лептин, еще не начались, исследователи говорят, что их успешная доставка через носы подопытных животных может помочь им разработать более простые в использовании методы лечения людей с проблемами дыхания, связанными со сном. например, апноэ во сне.
Результаты были опубликованы онлайн в октябре. 12 в Американском журнале респираторной медицины и реанимации.
Лептин, гормон, вырабатываемый жировыми клетками, который был впервые обнаружен в 1994 году, воздействует на центр аппетита мозга, помогая регулировать аппетит. "Хотя потенциал лептина в лечении ожирения и обуздания переедания не был реализован в испытаниях на людях, его роль в дыхательной системе открыла новые возможности для лечения," говорит Всеволод Полоцкий, М.D., Ph.D., профессор медицины легких и реанимации Медицинского факультета Университета Джона Хопкинса и старший автор исследования. Его лаборатория изучает гормон более 20 лет.
Особое внимание в его исследованиях уделяется поиску новых стратегий лечения синдрома обструктивного апноэ во сне, серьезного и даже потенциально смертельного состояния, от которого страдают примерно 30% людей.S. взрослые, говорит Полоцкий. Распространенность увеличивается до 50 процентов среди населения с ожирением. Расстройство характеризуется частыми кратковременными периодами остановки дыхания во время сна из-за закрытия верхних дыхательных путей. Результат – кислородное голодание. Люди с ожирением также подвержены более высокому, чем обычно, риску другой проблемы дыхания во время сна, называемой синдромом гиповентиляции ожирения, при котором центры мозга, регулирующие дыхание во время сна, работают ненормально и не могут надлежащим образом увеличивать дыхание в ответ на углекислый газ, что приводит к накоплению углерода. диоксид в крови. Синдром часто сопровождает апноэ во сне.
В настоящее время наиболее распространенным эффективным средством лечения этих проблем со сном является регулярное ношение маски и аппарата с постоянным положительным давлением в дыхательных путях (CPAP), которые механически повышают давление воздуха в горле, чтобы дыхательные пути оставались открытыми во время сна. Но поскольку аппараты СИПАП необходимо носить все время во время сна, а некоторые пациенты находят их громоздкими, неудобными, шумными и тесными, значительное число людей не могут их терпеть и прекращают их использование.
Полоцкий говорит, что предыдущие исследования показали, что лептин играет важную роль в регулировании дыхания и может успешно лечить симптомы нарушения дыхания во сне у тучных мышей, лишенных лептина. Однако мыши с ожирением, вызванным диетой, устойчивы к гормону лептина и не реагируют на введение лептина в живот (или брюшную полость).
"Одна из основных причин резистентности к лептину заключается в том, что введенному гормону трудно пройти через гематоэнцефалический барьер в клетки мозга-мишени," говорит Слава Бергер, докторант лаборатории Полоцкого и первый автор статьи. "Мы подозревали, что введение лептина через нос может обойти этот барьер и преодолеть резистентность к лептину у наших подопытных животных."
Чтобы проверить эту идею, исследователи сначала сделали взрослых мышей-самцов ожирением, скармливая их диете с высоким содержанием жиров в течение 16 недель. Поскольку лептин может вызывать потерю веса в долгосрочной перспективе, что также снижает проблемы с дыханием, исследователи сначала оценили немедленный эффект однократной дозы лептина (0.4 миллиграмма на килограмм веса тела) при дыхании во сне до того, как проявится эффект потери веса. Как у мышей, получавших лептин, так и у мышей, не получавших его?либо впрыскивают в нос, либо вводят в живот?исследователи сравнили, сколько воздуха вдыхали мыши, измеренное по изменениям температуры, и количество раз, когда мыши испытывали недостаток кислорода во время сна. Они изучали уровень кислорода в крови, надевая на мышей шейные ошейники, похожие на зажимы, используемые на пальцах человека в условиях оказания неотложной помощи для измерения уровня кислорода в крови. Результаты показали, что только мыши, которым вводили лептин через нос, показали усиление вентиляции более чем на 40 процентов во время сна, что облегчило обструкцию верхних дыхательных путей и сократило количество случаев, когда у мышей был недостаточный уровень кислорода более чем наполовину.
Исследователи окрашивали нейроны из мозга мышей, которым вводили лептин через нос, и обнаружили, что рецептор лептина на поверхности нейронов обнаружил лептин, что означает, что этот метод доставки преодолел гематоэнцефалический барьер и доставил лептин непосредственно в мозг, таким образом предотвращение резистентности к лептину.
Чтобы изучить более долгосрочные метаболические эффекты лечения лептином, исследователи лечили группу мышей с ожирением лептином через нос или живот в течение двух недель. Опять же, только мыши, получавшие лептин через нос, показали снижение потребления пищи и потерю веса. Эти мыши потеряли 1 грамм, почти 3 процента от общей массы тела, в то время как мыши, получавшие лептин в брюшной полости, набрали более 3 граммов, что указывает на резистентность к лептину.
"Мы считаем, что наше исследование является первым в своем роде доказательством того, что введение лептина через нос облегчает нарушение дыхания во время сна," говорит Полоцкий. "В будущем мы планируем изучить влияние различных доз лептина, вводимого через нос мышам."
"Выявление ключевых молекул, регулирующих дыхание, и определение того, как эти молекулы могут быть использованы для лечения таких заболеваний, как апноэ во сне, является значительным достижением," сказал Майкл Твери, доктор философии.D., Директор Национального центра исследований нарушений сна при Национальном институте сердца, легких и крови, входящем в состав Национальных институтов здравоохранения. "Открытие создает основу для разработки новых вариантов лечения."
Исследователи предупреждают, что, как и в случае использования лептина для лечения ожирения, исследования на мышах могут быть неприменимы к людям. "Мы считаем, что лечение лептином должно быть проверено на людях в какой-то момент, но сначала нам нужно изучить потенциальные побочные эффекты, аллергические реакции и другие факторы, прежде чем это может произойти," говорит Полоцкий.
Затраты также необходимо учитывать при выборе терапии в будущем. По данным Американской ассоциации сна, средний CPAP стоит от 500 до 3000 долларов. Текущее клиническое использование лептина в форме метрелептина – чрезвычайно дорогой синтетической замены лептина – лечит редкие случаи дефицита лептина за сотни тысяч долларов в год. Однако, по оценке Полоцки и Бергера, если назальный лептин окажется безопасным и эффективным для клинического использования, затраты могут быть аналогичны стоимости ингаляционных форм гормона инсулина, стоимость ампулы которых составляет около 25 долларов.