Назальна доставка гормону для схуднення полегшує проблеми з диханням у сплячих мишей

Експериментуючи з мишами, дослідники медицини Джонса Хопкінса додали доказів того, що гормон, найбільш відомий тим, що допомагає регулювати голод і масу тіла, може також ефективніше полегшити проблеми з диханням, що виникають під час сну, якщо їх давати через ніс.

доставка

Хоча клінічні випробування з використанням гормону, відомого як лептин, ще не очікуються, дослідники кажуть, що їх успіх у проведенні через ніс випробуваних тварин може допомогти їм розробити простіші у використанні терапії для людей з проблемами дихання, пов’язаними зі сном такі як апное сну.

Висновки були опубліковані в Інтернеті 12 жовтня в Американський журнал респіраторної та критичної медицини.

Лептин, гормон, вироблений жировими клітинами, вперше виявлений в 1994 році, націлений на центр апетиту мозку, допомагаючи регулювати апетит. "Хоча потенціал лептину для лікування ожиріння та стримування переїдання не вдалося реалізувати в ході досліджень на людях, його роль у дихальній системі відкрила нові кола терапевтичних можливостей", - говорить Всеволод Полоцький, доктор медичних наук, професор медицини легеневої та критичної медицини в медичній школі університету Джона Хопкінса та старший автор дослідження. Його лабораторія вивчає гормон більше 20 років.

Особливим напрямком його досліджень є пошук нових стратегій лікування обструктивного апное сну, серйозного і навіть потенційно летального стану, який страждає приблизно на 30 відсотків дорослих американців, говорить Полоцький. Поширеність зростає до 50 відсотків серед ожиріння. Розлад відзначається частими короткими періодами, коли дихання зупиняється під час сну через закриття верхніх дихальних шляхів. Результат - дефіцит кисню. Люди, що страждають ожирінням, також мають вищий, ніж зазвичай, ризик іншої проблеми дихання сну, яка називається синдромом гіповентиляції ожиріння, при якому мозкові центри, що регулюють дихання під час сну, працюють ненормально і не можуть належним чином збільшити дихання у відповідь на діоксид вуглецю, що призводить до накопичення вуглецю діоксид у крові. Синдром часто супроводжує апное сну.

В даний час найпоширенішим ефективним методом лікування цих проблем сну є регулярне носіння маски та апарату з постійним позитивним тиском у дихальних шляхах (CPAP), який механічно підвищує тиск повітря в горлі, щоб тримати дихальні шляхи відкритими під час сну. Але оскільки машини CPAP потрібно носити постійно під час сну, а деякі пацієнти вважають їх громіздкими, незручними, галасливими та обмеженими, значна частина людей не може їх терпіти і припиняти їх використання.

Полоцький зазначає, що попередні дослідження показали, що лептин має важливе значення для регуляції дихання і може успішно лікувати симптоми порушення дихання у сну у ожирілих мишей, у яких бракує лептину. Однак миші з ожирінням, спричиненим дієтою, стійкі до гормону лептину і не реагували, коли лептин вводили в живіт (або живіт).

"Однією з основних причин стійкості до лептину є те, що ін'єктованому гормону важко проникнути через гематоенцефалічний бар'єр і потрапити в клітини головного мозку", - говорить Слава Бергер, докторант в лабораторії Полоцького та перший автор статті. "Ми підозрювали, що введення лептину через ніс може обійти цей бар'єр і подолати стійкість до лептину у наших випробуваних тварин".

Щоб перевірити цю ідею, дослідники спочатку змусили ожирілих дорослих мишей-самців годувати їх дієтою з високим вмістом жиру протягом 16 тижнів. Оскільки лептин може спричинити втрату ваги в довгостроковій перспективі, що також зменшує проблеми з диханням, дослідники спочатку оцінили негайний вплив одноразової дози лептину (0,4 міліграма на кілограм ваги тіла) на дихання сном, перш ніж ефект схуднення міг би зайняти місце. І у мишей, які отримували лептин, і у тих, хто його не отримував - або бризкали в ніс, або вводили в живіт - дослідники порівнювали, скільки повітря вдихали миші, виміряні змінами температури, і кількість випадків, коли миші відчували недостатній кисень під час сну. Вони вивчали рівень кисню в крові, надягаючи мишам коміри на шию, які були схожі на затискачі, що використовуються на людських пальцях в умовах невідкладної допомоги для вимірювання рівня кисню в крові. Результати показали, що лише миші, яким давали лептин через ніс, демонстрували підвищену вентиляцію більш ніж на 40 відсотків під час сну, що полегшувало обструкцію верхніх дихальних шляхів і зменшувало кількість випадків, коли миші мали недостатній рівень кисню більш ніж наполовину.

Дослідники забарвлювали нейрони з мозку мишей, яким давали лептин через ніс, і виявили, що рецептор лептину на поверхні нейронів виявив лептин, тобто цей спосіб доставки обійшов гематоенцефалічний бар'єр і транспортував лептин безпосередньо до мозку, таким чином уникаючи лептинорезистентності.

Для подальшого вивчення довгострокових метаболічних ефектів лікування лептином дослідники протягом двох тижнів обробляли підгрупу своїх мишей із ожирінням лептином через ніс або живіт. Знову ж, лише миші, які отримували лептин через ніс, показали зменшення споживання їжі та втрату ваги. Ці миші втратили 1 грам, майже 3 відсотки від загальної маси тіла, тоді як миші, яким давали лептин у животі, набирали більше 3 грамів, що свідчить про стійкість до лептину.

"Ми вважаємо, що наше дослідження наводить перші докази такого роду, що введення лептину через ніс полегшує дихання зі сном", - говорить Полоцький. "Надалі ми плануємо дослідження, щоб вивчити вплив різних доз лептину, що вводиться через ніс мишам".

"Визначення ключових молекул, які регулюють дихання, і те, як ці молекули можна використовувати для лікування таких захворювань, як апное сну, є важливим досягненням", - сказав Майкл Твері, доктор філософії, директор Національного центру з розладів сну при Національному серці., Легеневий та Інститут крові, що входить до складу Національного інституту охорони здоров’я. "Відкриття створює стадію, на якій можуть бути розроблені нові варіанти лікування".

Дослідники застерігають, що, як і у випадку з використанням лептину для лікування ожиріння, дослідження на мишах можуть бути не застосовними до людей. "Ми вважаємо, що лікування лептином в якийсь момент повинно бути перевірено на людях, але спочатку нам слід вивчити потенційні побічні ефекти, алергічні реакції та інші фактори, перш ніж це може статися", - говорить Полоцький.

Витрати також є важливим фактором для майбутньої терапії. За даними Американської асоціації сну, середній CPAP коштує 500–3000 доларів. Сучасне клінічне використання лептину у формі метрелептину - надзвичайно дорогої синтетичної заміни лептину - лікує рідкісні випадки дефіциту лептину в сотні тисяч доларів на рік. Однак Полоцький та Бергер підрахували, що якщо назальний лептин визнають безпечним та ефективним для клінічного застосування, витрати можуть бути подібними до інгаляційних форм гормону інсуліну, який коштує близько 25 доларів за флакон.