Uyku apnesi, siz uyurken solunumun birçok kez durup yeniden başladığı, potansiyel olarak tehlikeli bir uyku bozukluğudur.
Yakın tarihli bir fare araştırmasına göre hedef, obez farelerde kan basıncını etkilediği zaten gösterilmiş olan bir iyon kanalıdır.
Johns Hopkins Medicine bilim adamlarına göre, obez fareler üzerinde yapılan yakın tarihli bir çalışma, özel kanal proteinlerinin obez bireylerde uyku apnesi ve diğer olağandışı yavaş solunum bozuklukları için potansiyel terapötik hedefler olduğuna dair kanıtlara katkıda bulunuyor.
TRPM7 olarak bilinen bir katyon kanalı olan protein, kan dolaşımındaki leptin gibi belirli hormonların yanı sıra oksijen ve karbondioksit seviyelerindeki değişiklikleri algılayan karotid cisimlerde, boyundaki küçük duyu organlarında bulunur. TRPM7 proteinleri, pozitif yüklü moleküllerin karotis cisimlerinin hücrelerinin içine ve dışına taşınmasına ve düzenlenmesine yardımcı olur.
Johns Hopkins Medicine’de doktora sonrası araştırmacı ve mevcut çalışmanın lideri olan Ph.D. Lenise Kim, TRPM7’nin farelerde yüksek kan basıncının gelişmesinde rol oynadığını gösteren laboratuvardan daha önceki sonuçları genişletiyor.
Son zamanlarda yayınlanan bir çalışmada ayrıntılı olarak açıklanan son araştırma Fizyoloji DergisiTRPM7’nin uykuda solunum bozukluğu semptomları sergileyen obez farelerde solunumun baskılanmasında rol oynadığını gösterdi.
Obez Amerikalıların %45 kadarının, kişi uyurken nefes alıp vermenin durup yeniden başlamasıyla karakterize edilen, uykuda solunum bozukluğu yaşadığı düşünülmektedir. Tedavi edilmeyen bu durum, kalp hastalığı ve diyabetin seyrini kötüleştirebilir, ciddi yorgunluğa ve hatta zayıf oksijenlenme nedeniyle ölüme neden olabilir. Kilo kaybı ve sürekli pozitif hava yolu basıncı cihazlarının veya CPAP’nin gece kullanımı uyku apnesini hafifletmeye yardımcı olabilir, ancak CPAP tedavisi genellikle hastalar tarafından zayıf bir şekilde tolere edilir.
Kim, “CPAP aslında çoğu hasta için işe yarıyor, gerçek şu ki çoğu hasta bu tedaviye bağlı değil” diyor. “TRPM7’nin yüksek tansiyona ve uykuda solunum bozukluğuna katkıda bulunduğunu bilerek, bu kanalı bloke etmenin veya ortadan kaldırmanın yeni bir tedavi hedefi sunup sunamayacağını merak ettik.”
susturmayı kullanma[{” 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.