Роль белка Klotho и сиртуинов в сердечно-сосудистых заболеваниях, связанных со сном: обзорное исследование

npj Aging | (2024) 10:43.

doi.org

The role of Klotho and sirtuins in sleeprelated cardiovascular diseases: a review study

Farzaneh Rostamzadeh, Siyavash Joukar, Mahboobeh Yeganeh-Hajahmadi

Распространенность нарушений сна составляет от 1,6% до 56,0% во всем мире. Недостаток сна вызывает сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), включая атеросклероз, старение сосудов, гипертонию, сердечную дисфункцию, снижение вариабельности сердечного ритма и сердечную аритмию. Снижение содержания кислорода в тканях вызывает различные ССЗ, активируя провоспалительные факторы и увеличивая окислительный стресс. Нарушения сна более важны и распространены у пожилых людей и вызывают более серьезные сердечно-сосудистые осложнения. С другой стороны, снижение уровня Klotho – возрастного белка, экспрессия которого уменьшается с возрастом, – связано с возрастными заболеваниями. Сиртуины, гистондеацетилазы класса III, также являются одними из основных факторов замедления клеточного старения и увеличения продолжительности жизни организмов, и они делают это, регулируя различные пути в клетке. Сиртуины и Klotho играют важную роль в патофизиологии ССЗ, и оба имеют отношение к антиоксидантному стрессу и противовоспалительной активности. Исследования показали, что уровни Klotho и сиртуинов изменяются при расстройствах сна. В этой статье были рассмотрены изменения уровней Klotho и сиртуинов при расстройствах сна и развитии сердечно-сосудистых заболеваний, связанных со сном, и обсуждались возможные сигнальные пути. Критериями включения были исследования с ключевыми словами различных типов расстройств сна и сердечно-сосудистых заболеваний, klotho, SIRT1-7 и сиртуины в PubMed, Scopus, Embase, Science Direct, Web of Sciences и Google Scholar к концу 2023 года. Исследования показали, что существует двунаправленная связь между расстройствами сна и уровнями Klotho и сиртуинов в сыворотке и тканях и сердечно-сосудистыми заболеваниями, связанными со сном.

Обычно люди проводят треть своей жизни во сне. В младенчестве и детстве на сон тратится больше времени. Хотя количество времени, которое взрослые тратят на сон, отличается, в конечном итоге оно достигает нормы в 7–8 часов в день. В 2015 году Национальный фонд сна рекомендовал 7–9 часов сна для молодых людей и взрослых и 7–8 часов для пожилых людей.

Изменения образа жизни привели к сокращению средней продолжительности сна и режимов сна среди. Согласно данным, опубликованным Национальным фондом сна, за последние 100 лет средняя продолжительность сна американцев значительно сократилась. Согласно Диагностическому и статистическому руководству по психическим расстройствам, пятое издание (DSM-5), существуют различные формы расстройств сна, такие как бессонница, гиперсомния, нарколепсия, расстройства сна, связанные с заболеваниями дыхательной системы и другими физическими заболеваниями, расстройства, связанные с циркадным ритмом, и расстройства, связанные со злоупотреблением психоактивными веществами.

Сокращение продолжительности сна связано с повышенной утомляемостью и чрезмерной сонливостью в течение дня. Нарушения сна также связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ), диабетом, снижением когнитивных способностей и метаболическим синдромом. Короткая и длинная продолжительность сна вызывают атеросклероз, высокое кровяное давление и другие сердечно-сосудистые заболевания. Кроме того, плохое качество сна связано с широким спектром неблагоприятных последствий для здоровья и последующим экономическим бременем для здравоохранения. Хроническая прерывистая гипоксия (ХПГ) и прерывистый сон ночью, которые возникают в результате обратимых периодов частичного или полного коллапса верхних дыхательных путей, вызывают снижение насыщения тканей или артериальной крови кислородом в различные периоды. Гипоксия вызывает гемодинамические нарушения, изменения в экспрессии генов, повышенную адгезию клеток, эндотелиальную и митохондриальную дисфункцию и активацию провоспалительных факторов, таких как Nf-κB и активаторный белок 1. Активация провоспалительных факторов увеличивает нижестоящие воспалительные медиаторы и вызывает окислительный стресс, дисрегуляцию цитокинов, систематическое воспаление, активацию тромботических факторов, повышенную коагуляцию крови, дисфункцию симпатической нервной системы, снижение продукции оксида азота (NO) и эндотелиальную дисфункцию. Дисфункция эндотелия и вазоконстрикция в конечном итоге приводят к атеросклерозу и старению сосудов. Следовательно, у этих пациентов увеличивается риск смерти из-за сердечных приступов, сердечной недостаточности, атеросклероза и гипертонии.

Белок Klotho является многофункциональным и зависит от возраста, его экспрессия снижается с возрастом. Дефицит этого белка вызывает старение сердца. Было показано, что нарушения сна более распространены и часты у пожилых людей, а вероятность сердечно-сосудистых заболеваний значительна у людей старше 60 лет, которые имеют большую продолжительность сна. Подобно белку Klotho, недостаточное или плохое качество сна также приводит к ускорению процесса старения. Поэтому возможно, что сердечно-сосудистые заболевания, вызванные нарушениями сна, связаны с изменениями в уровне белка Klotho. Различные исследования показали, что сиртуины, гистондеацетилазы класса III, взаимодействуют с белком Klotho на уровнях экспрессии генов, белка и функции. Кроме того, снижение содержания или активности сиртуинов является одним из признаков возрастных заболеваний, включая хронические сердечно-сосудистые заболевания, заболевания почек и обмена веществ, диабет, некоторые злокачественные новообразования и инфекции. Различные исследования показали, что регуляция сиртуинов нарушается при нарушениях сна. В этой статье рассматривается роль Klotho и сиртуинов в отношении нарушений сна и сердечно-сосудистых заболеваний, связанных с нарушениями сна.

Заключение

Нарушения сна, особенно прерывистая гипоксия в результате респираторного апноэ, приводят к изменениям уровней Klotho и сиртуинов, включая SIRT1 и SIRT3. Связь между нарушениями сна и изменениями уровней Klotho и сиртуинов двунаправленная. Реакция сердечно-сосудистой системы на гипоксию зависит от возраста. Обструктивное апноэ сна (OSA) чаще встречается у пожилых людей, а уровень Klotho, белка, связанного с долголетием, снижается у пожилых людей и людей с нарушениями сна. Поэтому нарушения сна, вероятно, связаны с процессом старения и возрастными заболеваниями, такими как сердечно-сосудистые заболевания, из-за нарушения сигнального пути Klotho. Снижение активности сиртуинов, которое является одним из очевидных симптомов возрастных заболеваний, также связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями, вызванными нарушениями сна. Учитывая взаимодействие между Klotho и сиртуинами и их общими сигнальными путями, в конечном итоге, снижение Klotho и сиртуинов ускоряет процесс развития сердечно-сосудистых заболеваний, нарушая общие пути, такие как выработка NO, регуляция окислительного стресса, контроль функции митохондрий и воспаление. Увеличение ангиотензина II (Ang II), которое снижает экспрессию Klotho, SIRT1 и SIRT3, является одним из важных медиаторов при расстройствах сна и одним из основных медиаторов сердечно-сосудистых заболеваний. Нарушение регуляции PGC-1 при расстройствах сна через нарушение контроля качества митохондрий опосредовало сердечно-сосудистые заболевания. Большинство результатов показали защитную важность S-Klotho, но роль мембранного Klotho (α, β и γ-Klotho), которые являются неотъемлемой частью в передаче сообщения FGF, неизвестна. Однако при нарушениях сна были зарегистрированы изменения в экспрессии FGF-21 и FGF-23, которые являются медиаторами сердечно-сосудистых заболеваний.