Известно, что синдром обструктивного апноэ сна (СОАС) характеризуется высокой распространенностью и тяжестью осложнений [1, 2]. Для данной патологии характерен определенный синдромокомплекс, включающий в себя храп, остановки дыхания во время сна, повышение артериального давления (АД), преимущественно в утренние часы, повышенную дневную сонливость, головную боль при пробуждении, снижение либидо и ночной диурез. Неуклонный интерес исследователей и практических врачей к данной патологии сна объясняется многогранностью и многообразием различных симптомов СОАС, а также его воздействием на различные органы и системы организма [3].

Ранее нами была описана роль СОАС и его патофизиологического феномена — интермиттирующей ночной гипоксии в активации процессов перекисного окисления липидов и формировании окислительного стресса [4]. Все это приводит к нарушению синтеза белков и раннему развитию инволютивных процессов в клетке.

Следует отметить, что процесс деления клетки сопровождается эффектом сокращения длины концевых участков хромосом, именуемых теломерами. Теломеры представляют сложные ДНК-белковые структуры, расположенные на концах эукариотических хромосом, которые содержат многократно повторяющуюся шестинуклеотидную последовательность ДНК — TTAGGG [5, 6]. Они являются динамическими регуляторами продолжительности жизни клеток и целостности хромосом, сохраняя генетическую память [7—10].

В литературе активно обсуждается роль теломер как генетических маркеров биологического возраста человека; их также называют митотическими «часами» старения [7].

Тем не менее теломеры демонстрируют высокую степень индивидуальной изменчивости под воздействием как генетических факторов, так и факторов окружающей среды. Скорость потери теломер во время деления клетки увеличивается при воздействии различных стрессовых факторов. На протяжении ряда лет проводятся исследования, направленные на оценку и определение скорости укорочения теломер при СОАС [8—10]. Однако замедление процесса сокращения длины теломер, а в некоторых случаях и возможность достраивания новых нуклеотидных последовательностей в теломерных участках хромосом, что вызывает удлинение длины теломер, является прорывом в «окна» терапевтических возможностей профилактики преждевременного старения. Не исключается вероятность применения данного подхода в современной медицине сна при устранении гипоксии у пациентов с СОАС.

Является бесспорным тот факт, что неинвазивная вентиляция легких (НИВЛ) во время сна при СОАС в режиме постоянного положительного давления воздуха в дыхательных путях (Continues Positive Airway Pressure, СИПАП), устраняя гипоксию, изменяет структуру сна, значимо улучшая качество жизни [11, 12].

Ранее показаны изменения клеточного метаболизма при устранении гипоксии посредством СИПАП [13—15]. Однако исследований, посвященных изменению длины теломер при устранении ночной интермиттирующей гипоксии посредством СИПАП, не представлено. Гипотетически можно предполагать, что устранение гипоксии и улучшение качества сна увеличат относительную длину теломер (ОДТ) или замедлят скорость сокращения длины теломер на концах хромосом.

Цель исследования — оценить ОДТ у пациентов с СОАС до и после 6-месячного курса СИПАП-терапии.

Материал и методы

В исследовании приняли участие 75 мужчин (средний возраст 53,4±3,6 года). Все исследуемые относились к расовой группе европеоидов. Из них 50 пациентов обратились в Сомнологический центр ФГБНУ «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» Иркутска в период 2019—2021 гг. с жалобами на храп, остановку дыхания во время сна, повышенную дневную сонливость; длительность предъявляемых жалоб составила 3,2±0,3 года. Диагноз «СОАС средней степени тяжести» был подтвержден посредством полисомнографического (ПСГ) мониторинга. Данные пациенты составили основную группу (ОГ1). Согласно протоколу дизайна исследования (рис. 1), после уточнения диагноза была применена СИПАП-терапия, являющаяся одним из режимов респираторной поддержки во время сна при СОАС, в соответствии с общепринятыми критериями ведения таких пациентов [16]. Однако 8 пациентов не смогли продолжить постоянную СИПАП-терапию в домашних условиях из-за отсутствия возможности приобретения аппарата, 4 — отказались от участия в исследовании, 3 — поменяли место жительства. Таким образом, с высоким комплайнсом (80% и выше) в течение 6 мес в дальнейшем исследовании приняли участие 35 мужчин из ОГ1, которые составили ОГ2.

Рис. 1. Дизайн исследования.

Также была подобрана группа из 25 добровольцев без клинических проявлений СОАС, которым были проведены ПСГ и забор крови для исследования ОДТ. Эти лица составили контрольную группу (КГ). Группы были сопоставимы по возрасту, наличию хронических заболеваний. Больший индекс массы тела (ИМТ) является одним из основных триггерных механизмов возникновения СОАС, поэтому статистическая разница на ИМТ в сравниваемых группах была достоверной.

Критерии включения в ОГ: мужской пол, возраст от 44 до 55 лет, индекс апноэ/гипопноэ (ИАГ) >15, но <25 респираторных соб/ч, среднее насыщение гемоглобина кислородом в артериальной крови (SaO₂) <89%, но не ниже 80%. Подписание добровольного информированного согласия.

Критерии невключения: тяжелая степень апноэ (ИАГ >25, среднее SaO₂ <80%), предшествующее лечение СОАС с помощью НИВЛ или хирургического вмешательства; ухудшение и обострение хронических заболеваний; сменная работа, отказ от участия в исследовании и подписании информированного согласия, отсутствие возможности использования постоянной СИПАП-терапии в течение 6 мес.

Критерии включения в КГ: мужской пол, возраст от 44 до 55 лет, отсутствие СОАС, подтвержденное ПСГ. Подписание добровольного информированного согласия.

Подробная характеристика групп представлена в таблице.

Клиническая характеристика групп

Примечание. Данные представлены в виде медианы (Me) и 25-го и 75-го квартилей [Q1—Q3]; p<0,05 — статистически значимо (t-критерий Стьюдента).

После оценки показателей сна и респираторного паттерна пациентам, соответствующим критериям включения, проводилась титрация — подбор режима НИВЛ с положительным давлением в верхних дыхательных путях — СИПАП-терапия — под контролем ПСГ. После ночи титрации, была назначена постоянная СИПАП-терапия в домашних условиях в течение 6 мес. Титрация с последующим постоянным режимом вентиляции во время сна осуществлялась с помощью автоматических СИПАП-аппаратов Prisma 20 A («Weinemann-Lowenstein», Германия).

Добровольное информированное согласие было подписано всеми 75 участниками исследования в период сентябрь—декабрь 2019 г. В работе с пациентами соблюдались этические принципы Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (World Medical Association Declaration of Helsinki; последний пересмотр Форталеза, Бразилия, октябрь 2013 г.). Протокол исследования утвержден Комитетом по биомедицинской этике ФГБУ «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» (20.09.19, протокол №5).

ПСГ мониторинг

ПСГ мониторинг проводился в максимально приближенном к домашним условиям, специально оборудованном помещении Сомнологического центра с использованием системы GRASS-TELEFACTOR Twin PSG (Comet) с усилителем As 40 с интегрированным модулем сна SPM-1 (США) по стандартной методике. Ночная многоканальная ПСГ включала электроэнцефалографию (C4, C3, O1, O2); движения глазных яблок (электроокулография правого и левого глаза — ROC, LOC); электромиограмму; контроль воздушного потока в носовой и ротовой полостях через термистор; грудное и брюшное респираторное усилие; храп; определение насыщения крови кислородом путем наложения дигитального датчика; электрокардиограмму; положение тела во время сна. ПСГ проводилось дважды: при уточнении диагноза и после 6 мес СИПАП-терапии.

СОАС классифицировался как легкий (ИАГ: 10,0—15 соб/ч), средний (ИАГ: 15,1—30 соб/ч) и тяжелый (ИАГ >30 соб/ч) [3].

Определение ОДТ

Материалом для проведения исследования служили пробы ДНК, экстракцию которой осуществляли из образцов цельной венозной крови. Кровь собирали в пробирки с ЭДТА-К3 в качестве антикоагулянта. ДНК из замороженной крови выделяли с использованием набора ДНК-Экстран1 (ЗАО «Синтол» Россия) для выделения ДНК. Оценку ОДТ проводили методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени на амплификаторе Bio-Rad CFX (США) с использованием праймеров и протокола проведения реакции по R. Cawthon (2009). Реакции для каждого образца ДНК проводили с трехкратным повторением. Нуклеотидные последовательности праймеров для определения ОДТ:

Значения ОДТ получены при оценке разницы между значениями пороговых циклов для теломерной ДНК и референсного гена альбумина (∆Ct) [17].

Полученные данные обрабатывались в программе Statistica 10.1 («Stat-Soft Inc», США). При анализе межгрупповых различий для независимых выборок использовали U-критерий Манна—Уитни при отличном от нормального распределении, t-критерий Стьюдента применялся как параметрический критерий при нормальном распределении. Данные представлены в виде среднего (M); медианы (Me); 25-го и 75-го квартилей [Q1—Q3]. Для сравнения в группах до и после лечения использовался ω-критерий Вилкоксона для связанных выборок. Все различия считались статистически значимыми при p<0,05.

Результаты

Анализ ПСГ выявил следующие изменения в архитектуре сна: снижение глубоких фаз сна у пациентов с СОАС по сравнению с КГ (89,3±15,8 против 150±23,4 мин соответственно), увеличение поверхностных стадий при СОАС (296,2±31,1 и 170,1±24,5 мин), сокращение времени фазы быстрого сна (ФБС) (84,6±15,4 и 118,5±19,5 мин). Сравнение этих показателей выявило высокую степень статистической достоверности отличий (p<0,005).

Проведенная в течение 6 мес постоянная СИПАП-терапия продемонстрировала значительное улучшение качественных и количественных параметров сна. Устранение эпизодов апноэ и восстановление уровня SaO₂ значимо меняет структурные характеристики и показатели сна. Так, статистически значимо увеличивается III стадия сна и ФБС (рис. 2).

Рис. 2. Динамика показателей сна на фоне лечения. ПС — поверхностный сон, 1—2 стадии медленного сна (мин), МС — глубокий медленный сон, 3—4 стадии (мин), ФБС — фаза быстрого сна (мин), ЦА — циклические альтернации (соб/ч).

* — p<0,05 между ОГ1 и КГ (U-тест); ^# — p<0,05 между ОГ1 и ОГ2 (T-критерий по Вилкоксону).

В результате анализа было выявлено, что у пациентов, страдающих СОАС, отмечается укорочение длины теломер, по сравнению с мужчинами КГ, не страдающими нарушениями дыхания во время сна (p<0,001). В то же время следует отметить, что устранение гипоксии и улучшение структуры сна при проведении респираторной поддержки в течение 6 мес у пациентов с СОАС вызвали удлинение теломер (значения медианы ОГ1 составили с 0,28 [0,24—0,29] до 0,32 [0,30—0,34] в ОГ2 (p=0,003). Однако длина теломер в КГ — 0,53 [0,5—0,55] (∆Ct) — значимо превосходит эти показатели как до, так и после лечения пациентов с СОАС. Диаграмма размаха значений ОДТ в 3 группах представлена на рис. 3.

Рис. 3. Диаграмма размаха ОДТ в исследуемых группах.

1 — ОГ1, 2 — ОГ2 и 3 — КГ.

Таким образом, обнаружена высокая статистическая значимость изменений ОДТ в результате СИПАП-терапии, также разница показателя ОДТ по сравнению с КГ крайне высока.

Обсуждение

Нами выявлено, что длина теломер значительно короче у пациентов с СОАС, чем у лиц, не страдающих расстройствами сна и не имеющих нарушений паттерна дыхания. Данный факт вполне согласуется с результатами большого количества подобных исследований [9, 18—20]. В литературе встречаются данные об укорочении теломер при недостаточной эффективности сна [21], поэтому можно предположить, что выявленная нами фрагментация сна при СОАС вполне может способствовать укорочению ОДТ.

Полученные результаты подтвердили выдвинутую нами гипотезу об изменении ОДТ после устранения ночной интермиттирующей гипоксии в течение 6 мес при СОАС. Следует отметить тот факт, что в современной литературе по медицине сна нами не найдено упоминаний об эффекте данного вида терапии и его влиянии на длину теломерных повторов. Однако тайваньскими учеными описан факт увеличения длины теломер при лечении СОАС с помощью ротовых аппликаторов в течение 3 мес [22]. И все же авторы подчеркнули предварительность полученных результатов и необходимость дальнейших исследований.

Согласно полученным нами данным, использование НИВЛ в режиме СИПАП полностью устранило интермиттирующую гипоксию и способствовало улучшению структуры сна и паттерна дыхания. Так, курс лечения в течение 6 мес с высокой (>80%) степенью комплаентности вызвал увеличение длины теломер в связанной выборке пациентов.

Данное исследование является пилотным. Несмотря на ряд лимитирующих факторов, таких как недостаточное число исследуемых лиц, нами были получены статистически значимые данные, демонстрирующие положительную динамику в росте количества теломерных повторов при устранении интермиттирующей гипоксии и фрагментации сна. Можно предположить, что это связано с индукцией фермента теломеразы, синтезирующей теломерную ДНК. Вполне возможно, что в увеличении длины теломер после лечения играет роль теломеразная активность, которая включается на этапе отрицательной динамики в цикле «сон—бодрствование», «наращивая» количество нуклеотидных последовательностей на концевых отростках хромосом, увеличивая длину теломер. Все это позволяет оценивать однозначную перспективность дальнейших изысканий в этой области, что является следующей задачей наших исследований.

Заключение

Интермиттирующая гипоксия и фрагментация сна при СОАС способствуют укорочению теломер. СИПАП-терапия, увеличивая длину теломер на концевых участках хромосом, может замедлить преждевременное старение организма при СОАС.

Работа выполнена в рамках НИР ФГБНУ НЦ ПЗСРЧ с использованием оборудования ЦКП «Центр разработки прогрессивных персонализированных технологий здоровья» ФГБНУ НЦ ПЗСРЧ, Иркутск.

The work was carried out within the Scientific Center for Family Health and Human Reproduction Problems using the equipment of the Center for the Development of Progressive Personalized Health Technologies Scientific Center for Family Health and Human Reproduction Problems, Irkutsk.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare there is no conflict of interest.