Задержка дыхания во время сна — апноэ — приводит к гипоксии тканей разных органов, в первую очередь сердца и легких. Гипоксия напрямую воздействует на активность генов.
В случае развития обструктивного апноэ во время сна (ОАС) у человека может возникнуть гипоксия — снижение уровня кислорода в крови. Обструктивное апноэ во сне возникает, когда дыхательные пути блокируются. Периодически возникающие эпизоды гипоксии приводят к низкому содержанию кислорода в крови и нарушениям сна, а также могут стать причиной нарушений циркадных ритмов. Во всем мире от ОАС страдает более одного миллиарда людей. Возникающая в результате гипоксия становится фактором риска сердечно-сосудистых, респираторных, метаболических и неврологических осложнений.
Исследователи предположили, что ОАС может приводить к изменениям в активности генов в разных тканях. Результаты экспериментов на мышах показали, что наибольшие отклонения в работе генов наблюдаются в сердце и легких. Именно они в первую очередь страдают от недостатка кислорода.
Ученые считают, что результаты экспериментов проливают свет на то, как именно гипоксия способна приводить к повреждению тканей. Активность многих генов зависит от циркадных ритмов и естественным образом меняется в течение дня. Гипоксия может стать фактором, дополнительно влияющим на работу генов. Чтобы лучше понять, как именно взаимосвязаны гипоксия и активность некоторых генов, ученые провоцировали у мышей периодическую гипоксию и анализировали данные транскриптома тканей из легких, печени, мышц, сердца и мозжечка в разное время суток.
Результаты показали, что самые большие изменения коснулись легких, где изменилась активность почти 16 % генов. Работа порядка 5 % генов в сердечной ткани, печени и мозжечке также оказалась затронута. Самые большие отклонения наблюдались для генов, связанных с циркадными ритмами.
Одна из ключевых проблем ОАЭ — сложность ранней диагностики. Полученные данные, возможно, станут шагом на пути ее решения. Изучение патофизиологических механизмов, которые могут быть связаны с повреждением органов-мишеней у пациентов с хронической прерывистой гипоксией, может помочь в разработке диагностических и терапевтических подходов для раннего выявления и лечения ОАС.
Источник: B. S. C. Coritala et al Obstructive sleep apnea in a mouse model is associated with tissue-specific transcriptomic changes in circadian rhythmicity and mean 24-hour gene expression, PLOS Biology (2023), DOI: 10.1371/journal.pbio.3002139