Apneea în somn este o tulburare de somn potențial periculoasă în care respirația se oprește adesea și se reia în timpul somnului.
Potrivit unui studiu recent pe șoareci, ținta este un canal ionic despre care s-a demonstrat deja că afectează tensiunea arterială la șoarecii obezi.
Potrivit oamenilor de știință de la Johns Hopkins Medicine, un studiu recent pe șoareci obezi se adaugă la dovezile că proteinele specializate ale canalelor sunt potențiale ținte terapeutice pentru apneea în somn și alte tulburări de respirație neobișnuit de lentă la persoanele obeze.
Proteina, un canal cationic cunoscut sub numele de TRPM7, se află în arterele carotide, organe senzoriale minuscule din gât care simt modificările nivelurilor de oxigen și dioxid de carbon, precum și anumiți hormoni, cum ar fi leptina, în fluxul sanguin. Proteinele TRPM7 ajută la transportul și reglarea moleculelor încărcate pozitiv în și în afara celulelor corpului carotidian.
Lenise Kim, Ph.D., un bursier postdoctoral la Johns Hopkins Medicine și liderul studiului actual, detaliază rezultatele anterioare din laborator care au indicat că TRPM7 a jucat un rol în dezvoltarea hipertensiunii arteriale la șoareci.
Cercetarea recentă, care a fost detaliată într-un studiu publicat recent în Jurnalul de Fiziologiea arătat că TRPM7 este implicat în supresia respiratorie la șoarecii obezi care prezintă simptome de tulburări de somn.
Se crede că până la 45% dintre americanii obezi suferă de tulburări de respirație în timpul somnului, care se caracterizează prin respirație care se oprește și reia în timp ce o persoană doarme. Lăsată netratată, afecțiunea poate exacerba evoluția bolilor de inimă și a diabetului, poate provoca oboseală semnificativă și chiar moartea din cauza oxigenării slabe. Scăderea în greutate și utilizarea pe timp de noapte a dispozitivelor de presiune pozitivă continuă a căilor respiratorii sau CPAP pot ajuta la ameliorarea apneei în somn, dar tratamentul CPAP este adesea slab tolerat de către pacienți.
„CPAP funcționează de fapt pentru majoritatea pacienților. Adevărul este că majoritatea pacienților nu urmează acest tratament”, spune Kim. „Așadar, știind că TRPM7 a contribuit la hipertensiune arterială și tulburări respiratorii de somn, ne-am întrebat dacă blocarea sau eliminarea acelui canal ar putea oferi o nouă țintă de tratament.”
Folosind tăcerea[{” attribute=””>RNA, the researchers knocked out the gene responsible for the production of the TRPM7 channel protein, reducing the number of TRPM7 channels in the carotid bodies of obese mice. Mice then underwent a sleep study, during which researchers observed their breathing patterns and blood oxygen levels.
In obese mice with blocked TRPM7, the researchers noted large differences in their rates of minute ventilation, or the amount of air inhaled and exhaled by the lungs per minute. The obese mice showed a 14% increase in their minute ventilation, 0.83 milliliters of air per minute (mL/min/g) during sleep. Researchers say these data are a significant improvement in ventilation when compared to obese mice that had TRPM7, whose average minute ventilation was 0.73 mL/min/g. These findings indicate the ventilatory capacity in these mice was improved while they slept, effectively combating the decreased breathing patterns of sleep apnea.
Notably, the researchers found that despite the increased ventilation in obese mice lacking TRPM7, their blood oxygen levels did not increase. For this finding, researchers exposed the mice to hypoxic — or low-oxygen — environments and then monitored their breathing patterns. Although the mice’s minute ventilation increased by 20%, from 1.5 mL/min/g to 1.8 mL/min/g, their bloodstream oxygen levels decreased, meaning their additional inhalations did not help saturate the body with more oxygen.
“This suggests that treatments designed to reduce or erase TRPM7 in carotid bodies would not be workable for people living in low-oxygen environments, such as those in very high altitudes, or for those with conditions that already limit blood oxygen saturation, such as lung disease,” says Kim.
The team’s findings also illustrate that the hormone leptin — which is produced in fat cells and is responsible for curbing appetite — may cause an increase in TRPM7 channels. Leptin is already known to accelerate production and increase the concentration of TRPM7 in carotid bodies. In obese mice who possess more fat cells, the increased amount of leptin may lead to an oversaturation of TRPM7. These high levels of the cation channel in turn may lead to the low respiration rates observed in obese mice with TRPM7.
“We have shown that the genetic knockdown of TRPM7 in carotid bodies reduces suppressed respiration in sleep-disordered breathing,” says Vsevolod (Seva) Polotsky, M.D., Ph.D., director of sleep research and professor of medicine at the Johns Hopkins University School of Medicine. “While more research is needed, carotid body TRPM7 is a promising therapeutic target not only for hypertension in obesity but also for abnormal breathing during sleep associated with obesity.”
Reference: “TRPM7 channels regulate breathing during sleep in obesity by acting peripherally in the carotid bodies” by Lenise J. Kim, Mi-Kyung Shin, Huy Pho, Wan-Yee Tang, Nishitha Hosamane, Frederick Anokye-Danso, Rexford S. Ahima, James S. K. Sham, Luu V. Pham and Vsevolod Y. Polotsky, 10 October 2022, The Journal of Physiology.
DOI: 10.1113/JP283678
The study was funded by the National Heart, Lung, and Blood Institute, the American Academy of Sleep Medicine Foundation, the American Thoracic Society, and the American Heart Association (AHA).
The authors of this study report no conflict of interest.