Большинство людей, страдающих астмой, знают, что их симптомы часто усиливаются ночью, и это явление наблюдается на протяжении столетий. Но почему это так? В ходе нового увлекательного исследования более дюжины пациентов с астмой прошли два тщательных эксперимента и было обнаружено, что за это могут отвечать циркадные часы организма.
В 1698 году английский врач, сэр Джон Флойер, опубликовал монографию под названием «Трактат об астме». Это было одно из первых надежных исследований этого распространенного заболевания, и одно из ключевых наблюдений Флойера заключалось в том, что приступы астмы, как правило, чаще возникают поздно ночью, что приводит к тому, что состояние неофициально называют «ночной астмой».
До трех четвертей астматиков сообщают об ухудшении симптомов в ночное время, и часто считается, что это явление связано с различными поведенческими и экологическими факторами, включая изменение осанки, температура воздуха и условия сна.
Некоторые исследователи также спекулятивно делают предположения, что циркадные ритмы могут играть роль в приливах и отливах при обострениях астмы. Мы знаем, что наши центральные биологические часы влияют на множество физиологических процессов, но исследователи никогда полностью не останавливались на влиянии циркадной системы на тяжесть астмы.
«Это одно из первых исследований, которое тщательно изолировало влияние циркадной системы от других факторов, которые являются поведенческими и средовыми, включая сон», - объясняет Фрэнк Шеер (Frank Scheer), соавтор нового исследования.
Чтобы изолировать влияние циркадных циклов на астму, исследователи провели два тщательных лабораторных исследования с участием 17 человек, страдающих астмой. Первый эксперимент был назван «постоянным рутинным» тестом.
Здесь участникам не давали спать в течение 38 часов в условиях постоянного тусклого света. Когорта сохраняла фиксированную сидячую позу в течение 38 часов и ела одну и ту же калорийную закуску каждые два часа.
Целью этого первого эксперимента было устранение как можно большего количества поведенческих факторов и факторов окружающей среды, что позволило провести прямое исследование циркадной ритмичности касательно симптомов астмы.
Второй эксперимент был назван «принудительной десинхронизацией» и поместил когорту в семидневный 28-часовой цикл сна/бодрствования с ежедневным поведением, равномерно распределенным по отдельным 28-часовым дням.
Это длилось 196 часов и было разработано, чтобы эффективно отделить повседневное поведение от внутренних 24-часовых циркадных циклов. Таким образом, к концу эксперимента фазы сна и еды были полностью отделены от циркадных ритмов.
Оба эксперимента показали, что циркадные ритмы играют важную роль в регулировании легочной функции в течение суточного цикла. Интересно, что эксперимент с принудительной десинхронизацией показал, что фазы сна действительно играют заметную роль в тяжести астмы независимо от циркадных эффектов.
Однако влияние циркадных циклов на астму было столь же значимым, как и поведенческие циклы сна/бодрствования, а самые пониженные легочные функции были обнаружены биологической ночью примерно в циркадном эквиваленте 4 часов утра. Таким образом, основная причина, по которой астма, кажется, ухудшается ночью, связана с относительно равной комбинацией режима сна и циркадных циклов.
«Мы заметили, что люди, которые страдают самой тяжелой астмой в целом, страдают от сильнейшего снижения легочной функции ночью, вызванного циркадным ритмом, а также имеют самые большие изменения, вызванные поведением, включая сон», - говорит Стивен Ши (Steven Shea), соавтор-корреспондент по исследованию. «Мы также обнаружили, что эти результаты клинически важны, потому что, при исследовании в лаборатории, симптомно-зависимые бронхолитические ингаляторы использовались в течение циркадной ночи в четыре раза чаще, чем днем».
Хотя исследование предлагает надежное подтверждение роли эндогенных циркадных ритмов в тяжести астмы, до сих пор не известно, почему это так. Исследователи предполагают, что существует множество механизмов, которые, как известно, изменяются в зависимости от циркадных циклов, но потребуется дополнительная работа, чтобы выяснить, какие конкретные процессы, лежащие в основе, влияют на астму. Гипотетически предполагаемые механизмы включают в себя всё, от суточных колебаний уровня гистамина и мелатонина до суточных колебаний иммунных клеток.
«Наши исследования позволили нам статистически разделить независимый вклад циркадных и поведенческих/экологических влияний на легочную функцию», - заключают исследователи в исследовании. «Эти результаты могут быть важны, поскольку они могут указывать на отдельные цели для терапии. В частности, терапия, направленная на циркадную систему, может потенциально включать своевременное воздействие света или своевременные фармацевтические препараты для повышения эффективности, уменьшения побочных эффектов или влияния на сами центральные или периферические циркадные часы».
Новое исследование было опубликовано в журнале в PNAS.
Источник: New Atlas / Brigham and Women’s Hospital
