Взаимосвязь нарушений сна и процессов старения является одной из основных проблем в современной сомнологии и геронтологии. Интерес к проблеме нарушений дыхания во время сна, в частности синдрома обструктивного апноэ сна (СОАС), связан с широкой распространенностью, выраженным снижением качества жизни, высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний [1, 2]. Исследования последних лет раскрывают основную патофизиологическую роль хронической периодической гипоксии и фрагментации сна, которая заключается в опосредованных клеточных и молекулярных нарушениях, приводящих к истощению стволовых клеток, способствуя раннему старению [3—7]. Таким образом, с одной стороны, можно предполагать, что СОАС предвосхищает и/или усугубляет старение. С другой стороны, с возрастом увеличивается вероятность СОАС, связанная с уменьшением сократительной активности мышц, поддерживающих просвет дыхательных путей, увеличением парафарингеальных жировых клеточных пространств, изменением гормонального статуса с последующим снижением порога чувствительности хеморецепторов на гипоксию и гиперкапнию [8].

В связи с этим исследование и поиск маркеров старения у пациентов работоспособного возраста, страдающих СОАС, является одной из задач современной сомнологии. Ранее нами было проведено исследование, которое показало снижение уровня теломерных последовательностей у пациентов с СОАС по сравнению с контролем. В то же время нами показано, что существующие методы устранения интермиттирующей гипоксии у пациентов с СОАС привели к «наращиванию» и удлинению относительной длины теломеров, что дает оптимистический прогноз на возможность управления некоторыми клеточными механизмами старения [9]. Известно, что существующий механизм, позволяющий «наращивать» и восполнять недостающий пул нуклеотидных последовательностей на концах хромосом, связан с активностью теломеразного комплекса. При этом еще в 2001 г. T. Minamino и соавт. [10] высказано предположение, что гипоксия регулирует рост и выживаемость клеток путем модуляции активности теломеразы. В состав теломеразы входят два компонента, которые являются основными, — обратная транскриптаза (TERT) и теломеразная РНК, содержащая матричный участок для синтеза теломерных повторов, поэтому можно говорить о теломеразном комплексе [11], синтез и процессинг компонентов которого весьма различен, но в сочетании друг с другом стабилизируют РНК и способствуют репликации теломеров на концевых участках хромосом [12]. Поэтому в продолжение наших исследований по оценке молекулярно-клеточных механизмов старения при нарушениях сна представляет определенный фундаментально-прикладной интерес определение теломеро-теломеразных взаимоотношений при СОАС.

Цель исследования — оценка активности теломеразного комплекса у пациентов с СОАС на фоне СИПАП-терапии (Continuous Positive Airway Pressure — CPAP).

Материал и методы

В соответствии с целями этапов исследования теломеро-теломеразных взаимоотношений сохранялся единый дизайн исследования, описанный ранее [9]. На первом этапе происходил отбор пациентов, которые обратились в Сомнологический центр ФГБНУ «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» Иркутска с характерными жалобами, указывающими на вероятность СОАС, согласно данным анкетирования. Затем было проведено инструментальное исследование в лаборатории сна, которое объективизировало СОАС.

Критерии включения в ОГ₁: мужчины 44—55 лет, индекс апноэ/гипопноэ (ИАГ) 15—24 события в час, среднее насыщение гемоглобина кислородом в артериальной крови (SaO₂) 80—89%, наличие подписанного добровольного информированного согласия.

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

В дальнейшее исследование были включены только 35 пациентов мужского пола (средний возраст 53,4 (45,5—60,1) года), у которых была определена средняя степень тяжести СОАС. Они составили основную группу (ОГ₁). Однородность основной группы (ОГ₁) была определена с поправкой на наличие хронических заболеваний, а также длительности клинических проявлений (табл. 1). Именно эта группа находилась в течение 6 мес на постоянной респираторной поддержке во время ночного сна в режиме СИПАП-терапии не менее 5—6 ночей в неделю по 6—7 ч и составила ОГ₂. СИПАП-терапия проводилась с помощью автоматических аппаратов PRIZMA 20A («Weinemann-Lowenstein», Германия) с высокой степенью комплаентности с индивидуальными настройками лечебного давления, подобранными в результате титрации под контролем интегрированного кислородного модуля PRISMA CHECK («Weinemann-Lowenstein», Германия). Забор крови проводился после первого диагностического полисомнографического мониторинга (ПСГ) и после 6 мес СИПАП, утром после второго ПСГ.

Использовались анкетирование по шкале STOP-BANG (для оценки риска развития СОАС), данные Эпвортской шкалы (для оценки дневной сонливости), ПСГ в лаборатории сна, проводимый по стандартной методике, полимеразная цепная реакция (ПЦР) для определения длины теломеров, иммуноферментный анализ (ИФА) для оценки активности теломеразного комплекса. Материалом для исследования служила кровь, взятая по стандартной методике в утренние часы натощак в пробирку с клот-активатором. Теломеразный комплекс состоял из TERT и белка 1, ассоциированного с теломеразой (TEP1). Нами использовался коммерческий набор ELISA («Cloud-Clone», Китай).

Контрольную группу (КГ) составили 26 мужчин без диагноза СОАС, сопоставимые по возрасту и наличию хронических заболеваний. Различия в антропометрических показателях являются вполне объяснимыми с позиции ожирения, характерного для СОАС (см. табл. 1). В КГ также было проведено анкетирование с последующим ПСГ-исследованием в лаборатории сна и произведен забор биоматериала.

Таблица 1. Клиническая характеристика участников исследования

Примечание. Данные представлены в виде медианы (Me) и 25-го и 75-го квартилей (Q₁; Q₃), в абсолютных значениях и процентных долях — n (%); p — уровень статистической значимости; * — p<0,05 — статистически достоверно (U-тест, χ²); ИМТ — индекс массы тела; ХОБЛ — хроническая обструктивная болезнь легких.

Все участники подписали информированное согласие. Протокол исследования был утвержден Комитетом по биомедицинской этике при ФГБНУ «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» (20.09.19, протокол №5). В работе с пациентами соблюдались этические принципы Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (последний пересмотр Форталеза, Бразилия, октябрь 2013 г.).

Для статистического анализа использовалась программа Statistica 10 («Stat-SoftInc», США). Для оценки межгрупповых различий для независимых выборок использовали U-критерий Манна—Уитни. Данные представлены в виде среднего (M); медианы (Me); 25-го и 75-го квартилей (Q₁; Q₃). Качественные данные сравнивались с помощью критерия χ² и указывались в абсолютных значениях и процентных долях — n (%). Для сравнения в группе до и после лечения использовался ω-критерий Вилкоксона для связанных выборок. Все различия считались статистически значимыми при p<0,05.

Результаты

Анкетирование по шкале STOP-BANG, проведенное до ПСГ, показало, что все пациенты ОГ₁ имели баллы от 5 до 8 и могли быть классифицированы как пациенты с высокой вероятностью СОАС. Эпвортская шкала демонстрирует повышенную дневную сонливость, которая является характерным симптомом СОАС (см. табл. 1). Как мы видим, результаты анкетирования показали высокую степень достоверности при сравнении ОГ₁ и КГ. Статистически достоверными при сравнении явились показатели ИАГ и индекса десатурации (см. табл. 1).

Изменение структуры сна было описано нами ранее [13]. Проведенная в течение 6 мес респираторная поддержка в режиме СИПАП-терапии устранила эпизоды апноэ и сопровождающую их десатурацию. Индекс апноэ/гипопноэ (ИАГ) уменьшился с 20,1 до 6,4 события в час, индекс десатурации снизился с 15,6 до 7,1 события в час (ОГ₂).

Выявлены статистически достоверные различия в изменении активности теломеразного комплекса TERT и TEP1 после лечения (ОГ₂), которые превышают значения этих показателей до лечения в группе ОГ₁. Однако активность теломеразного комплекса, несмотря на полное устранение интермиттирующей гипоксии и улучшение структуры сна, не достигала уровня данных показателей в КГ (табл. 2).

Таблица 2. Результаты теломеразного паттерна в исследуемых группах

Примечание. p — уровень статистической значимости; p<0,05 — статистически достоверно (U-тест — p_1—3, p_2—3, ω — p_1—2).

Таким образом, СОАС с высоким индексом апноэ и значительной десатурацией в течение ночи характеризуется сниженной активностью теломеразного комплекса, а устранение эпизодов апноэ и ночной гипоксии способствовало его активации.

Обсуждение

Нами ранее был доказан факт укорочения длины теломеров при СОАС средней степени тяжести и их удлинения при устранении интермиттирующей гипоксии и фрагментации сна [13]. Данные результаты также подтверждает исследование K. Kim и соавт. [14], которые показали, что у пациентов с СОАС длина теломеров была короче, чем у здоровых людей, независимо от индекса массы тела (ИМТ) и возраста.

Известно, что именно теломеразному комплексу принадлежит роль в предотвращении недорепликации хромосом. Причем рядом исследователей высказывается предположение, что активация теломеразы происходит при определенных провоцирующих факторах [15]. В нашем исследовании определена активность теломеразного комплекса у пациентов с СОАС до и после курса терапии с экспрессией активности компонентов теломеразного комплекса после проведенного курса СИПАП-терапии.

Таким образом, можно предполагать, что именно потенциальная возможность ферментной системы комплекса способствовала не только замедлению неполной репликации концевых участков хромосом, но и значимому удлинению теломеров при нормализации паттерна дыхания и восстановления уровня сатурации. Данный факт можно объяснить и с позиции ряда исследователей, которые показали, что теломераза в каждом клеточном цикле работает преимущественно на коротких теломерах [16]. Следовательно, возможность удлинения теломеров и сохранения хромосом путем активации теломеразы является весьма заманчивой перспективой. Еще в конце XX столетия, в 1990 г., была создана корпорация «Герон», которая показала факт иммортализации клеток путем экспрессии и активации теломеразы. Однако принудительная экспрессия теломеразы потенциально тесно связана с побочными эффектами, в первую очередь с онкогенезом [17].

Исследований, посвященных проблеме теломерного гомеостаза и роли теломеразы в медицине сна, крайне недостаточно, а результаты имеющихся весьма противоречивы и спорны. Основным моментом, связанным с теломеро-теломеразным паттерном в сомнологии, является периодическая гипоксия при СОАС. В метаанализе, проведенном B. Tessema и соавт. [18], была предпринята попытка оценить роль различных режимов интермиттирующей гипоксии при СОАС и их влияние на теломерный гомеостаз. Было показано, что умеренная прерывистая гипоксия индуцирует активность TERT и стабилизацию теломеров, задерживает индукцию экспрессии маркеров, связанных со старением, активирует метаболический сдвиг и повышает устойчивость к проапоптотическим стимулам. Напротив, периодическая гипоксия при СОАС вызывает гипертонию, метаболический синдром, нарушение функции сосудов, снижение качества жизни и когнитивных показателей, прогрессирующее старение мозга, повышение резистентности к инсулину и укорочение теломер лейкоцитов. Таким образом, можно предположить, что основным фактором, определяющим направление действия периодической гипоксии, является интенсивность и продолжительность воздействия.

С полученными нами результатами согласуются данные P. Tempaku и соавт. [19] о взаимосвязи индекса апноэ и сниженной активности теломеразы. Однако существует острая потребность в продолжении исследований с использованием междисциплинарного подхода с позиции сомнологии и молекулярной биологии, что является целью наших дальнейших научных изысканий.

Заключение

При СОАС, сопровождаемом интермиттирующей гипоксией, выявлено снижение активности теломеразного комплекса. Устранение ночной гипоксии и улучшение дыхания во время сна сопровождаются повышением активности компонентов теломеразного комплекса.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.