Nizak nivo kiseonika u krvi kod opstruktivne apneje za vrijeme spavanja (OSA) uzrokuje široko rasprostranjene promjene u genskoj aktivnosti tokom dana, prema novoj studiji u časopisu otvorenog pristupa PLOS Biologi koju je uradio David Smith iz Medicinskog centra za dječju bolnicu u Sinsinatiju, SAD, i njegove kolege. Nalaz može dovesti do alata za raniju dijagnozu i praćenje poremećaja.
OSA se javlja kada se disajni putevi blokiraju (obično mekim tkivom, povezano sa hrkanjem i prekidom disanja tokom noći), što dovodi do povremene hipoksije (nizak kiseonik u krvi) i poremećenog sna. Pogađa preko milijardu ljudi širom sveta i košta 150 milijardi dolara godišnje u direktnim medicinskim troškovima samo u Sjedinjenim Državama. OSA povećava rizik od kardiovaskularnih, respiratornih, metaboličkih i neuroloških komplikacija.
Aktivnost mnogih gena varira prirodno tokom dana, delimično kao odgovor na aktivnost gena cirkadijalnog sata, čije redovne oscilacije pokreću cirkadijalne varijacije do polovine genoma. Aktivnost gena takođe varira kao odgovor na spoljašnje faktore, uključujući smanjenje nivoa kiseonika, što izaziva proizvodnju „faktora izazvanih hipoksijom“, koji utiču na aktivnost mnogih gena, uključujući gene sata.
Da bi bolje razumeli kako OSA može uticati na aktivnost gena tokom dana, autori su izložili miševe povremenim hipoksičnim uslovima i ispitali transkripciju celog genoma u šest tkiva – pluća, jetre, bubrega, mišića, srca i malog mozga – tokom dana. Autori su zatim procenili varijacije u cirkadijalnom vremenu ekspresije gena u tim istim tkivima.
Najveće promene su nađene u plućima, gde je intermitentna hipoksija uticala na transkripciju skoro 16% svih gena, od kojih je većina bila povećana. Nešto manje od 5% gena je pogođeno u srcu, jetri i malom mozgu.
Podskup gena koji normalno ispoljava cirkadijalni ritmičnost je bio još snažnije pogođen intermitentnom hipoksijom, sa značajnim promenama uočenim u 74% takvih gena u plućima i 66,9% takvih gena u srcu. Među genima pogođenim u svakom tkivu bili su poznati geni sata, efekat koji je verovatno doprineo velikim promenama u cirkadijalnoj aktivnosti drugih gena uočenih u ovim tkivima.
„Naši nalazi pružaju novi uvid u patofiziološke mehanizme koji bi mogli biti povezani sa oštećenjem krajnjeg organa kod pacijenata sa hroničnom izloženošću intermitentnoj hipoksiji“, rekao je Smith, „i mogu biti korisni za identifikaciju ciljeva za buduće mehaničke studije koje procenjuju dijagnostičke ili terapijske pristupe; “ na primer, putem krvnog testa koji prati jedan od neregulisanih genskih proizvoda za otkrivanje rane OSA.
Bala S.C. Koritala dodaje: „Naša studija koja koristi životinjski model opstruktivne apneje u snu otkriva vremenske i tkivne specifične varijacije transkriptoma celog genoma i povezanih puteva obeležja. Ovi jedinstveni nalazi otkrivaju rane biološke promene povezane sa ovim poremećajem, koje se dešavaju na više sistema organa“.
