О нарушениях сна часто сообщают люди с нейродегенеративными заболеваниями, повреждающими двигательные нейроны.1 Некоторые из этих заболеваний, включая боковой амиотрофический склероз (ALS), затрагивают немоторные функции мозга, в том числе сон, который регулируется гипоталамусом.

Это явление заинтересовало Matei Bolborea, нейроэндокринолога из Французского национального института здравоохранения и медицинских исследований. Предыдущие исследования нарушений сна у людей с ALS касались исключительно людей на поздних стадиях заболевания, когда появляются респираторные симптомы, что затрудняет определение влияния дегенерации ALS на сон.2,3 «Мы хотели узнать, что же происходит до этого?» сказал Болборея.

Матей Болбореа и его команда показали, что ALS влияет на сон еще до появления симптомов. В работе, опубликованной в журнале Science Translational Medicine, Болборея и его команда изучали людей с ALS на ранней стадии и до появления симптомов, чтобы получить представление о ранних изменениях неврологических функций.4 Дополнительные исследования с использованием животных моделей ALS пролили свет на молекулярные основы влияния болезни на сон. Полученные результаты позволяют предложить потенциальные терапевтические стратегии для улучшения качества жизни и возможного появления симптомов.

Исследователи начали с изучения различий в качестве сна между людьми с ранней стадией ALS (период, предшествующий появлению проблем с дыханием) и людьми без ALS или других двигательных нарушений. Они заметили, что люди с ALS дольше засыпали, у них был больш период бодрствования и быстрого движения глаз (REM), но меньше стадий глубокого сна без REM (NREM).

Во второй когорте людей, имевших непосредственное отношение к больным ALS, но не имевших двигательных симптомов, исследователи регистрировали их сон и собирали образцы ДНК, чтобы определить, кто из них является носителем генетической мутации, связанной с ALS.

По сравнению с людьми, не имеющими мутаций ALS, досимптоматические носители ALS демонстрировали измененный режим сна, который зависел от того, какую мутацию они носили: одна мутация была связана с меньшим общим временем сна и уменьшением глубокого сна NREM, а вторая мутация приводила к увеличению времени засыпания и времени в REM, но к меньшему общему времени в NREM стадиях. Обе мутации были связаны с увеличением времени бодрствования.

An Ancient Viral Protein May Play a Key Role in ALS Древний вирусный белок может играть ключевую роль в ALS

Хотя ни один из участников не указал, что чувствовал себя прерванным во время сна, люди с ранней стадией ALS и с пресимптоматикой заболевания показали худшие результаты в тесте на когнитивные функции.

Команда подтвердила изменения сна, которые они наблюдали в своих исследованиях на людях, используя три различные животные модели ALS с мутациями в РНК-связывающем белке, ДНК-связывающем белке или супероксиддисмутазе, которые, как было показано, поражаются при этом заболевании. Хотя начало изменений сна варьировалось в зависимости от генетической мутации, исследователи наблюдали общее снижение NREM и REM и увеличение периодов бодрствования у животных; эти изменения происходили до появления двигательного дефицита в одной из моделей. Таким образом, хотя влияние на REM-сон у мышей и людей различалось, ALS вызывал сходные изменения в режиме сна и бодрствования у обоих видов.

Ранее исследователи заметили, что ALS вызывает дегенерацию нейронов, реагирующих на гормон, концентрирующий меланин (MCH).5 Этот нейропептид, наряду с орексином, регулирует сон. Orexin отвечает за бодрствование, а MCH отправляет людей и животных в REM-сон.

Команда Bolborea’s увидела, что блокирование нейропептида орексина, связывающего нейроны (пурпурные кластеры), улучшает режим сна у мышей с пресимптоматическим ALS.

Чтобы попытаться обратить вспять вызванные ALS нарушения сна у мышей, они ввели MCH в спинномозговую жидкость. В двух моделях лечение MCH уменьшило периоды бодрствования и увеличило время, проведенное мышами в REM-сне. Затем, используя лицензированный антагонист рецепторов орексина, команда обнаружила, что снижение уровня сигнала этого нейропептида улучшает параметры сна во всех моделях ALS.

«Что еще предстоит выяснить, так это то, каковы нейроэндокринные изменения и как мы можем воздействовать на них у людей», - говорит Rebekah Ahmed, невролог из Сиднейского университета, которая не принимала участия в данном исследовании. Помимо сна, орексин также регулирует аппетит. «Если повлиять на орексин для сна, как это отразится на питании, метаболизме и других функциях гипоталамуса?» добавил Ахмед.

Sleep Disruptions and Impaired Muscle Control in Ataxia May Share a Culprit

«Это очень элегантное и всеобъемлющее, действительно трансляционное исследование», - говорит Еsa Petersйn, нейробиолог из Лундского университета. Петерсин не участвовала в данном исследовании, но сотрудничала с некоторыми из соавторов в других проектах, изучающих роль гипоталамуса в нейродегенеративных заболеваниях. «Они впервые показали, что изменения сна происходят до того, как у пациентов начинают развиваться двигательные симптомы ALS, и это очень важный результат», - добавил Петерсин.

По словам Bolborea , изучение изменений сна у людей, у которых может развиться ALS, дает возможность раньше диагностировать заболевание. Он и его команда хотят провести клиническое испытание, чтобы оценить, восстанавливает ли антагонист орексина функции сна у людей. Команда также планирует механистически изучить, что происходит с гипоталамическими нейронами на ранних стадиях ALS. References