Новости

Nov 23, 2023

Модулирование колебаний сердечного ритма влияет на уровни бета-амилоида и тау в плазме у молодых и пожилых людей.

Научные отчеты, том 13,

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 3967 (2023) Цитировать эту статью

18 тысяч доступов

278 Альтметрика

Подробности о метриках

Медленное дыхание посредством биологической обратной связи по вариабельности сердечного ритма (ВСР) стимулирует пути блуждающего нерва, которые противодействуют норадренергическому стрессу и путям возбуждения, которые могут влиять на выработку и выведение белков, связанных с болезнью Альцгеймера (БА). Таким образом, мы исследовали, влияет ли вмешательство биологической обратной связи ВСР на уровни Αβ40, Αβ42, общего тау (tTau) и фосфорилированного тау-181 (pTau-181) в плазме. Мы рандомизировали здоровых взрослых (N = 108) для использования медленного дыхания с биологической обратной связью ВСР для увеличения колебаний сердечного ритма (Osc+) или для использования персонализированных стратегий с биологической обратной связью ВСР для уменьшения колебаний сердечного ритма (Osc-). Они тренировались по 20–40 минут ежедневно. Четыре недели практики условий Osc+ и Osc- привели к значительным различиям в величине эффекта в изменении уровней Aβ40 и Aβ42 в плазме. Условие Osc+ уменьшало Αβ плазмы, тогда как условие Osc- увеличивало Αβ. Снижение Αβ было связано со снижением показателей транскрипции генов β-адренергической передачи сигналов, связывая эффекты с норадренергической системой. Также наблюдались противоположные эффекты вмешательств Osc+ и Osc- на tTau для молодых людей и pTau-181 для пожилых людей. Эти результаты предоставляют новые данные, подтверждающие причинную роль вегетативной активности в модуляции биомаркеров плазмы, связанных с AD.

Регистрация исследования: NCT03458910 (ClinicalTrials.gov); Впервые опубликовано 08.03.2018.

Заболеваемость болезнью Альцгеймера (БА) экспоненциально увеличивается с возрастом1. Почему старение так сильно увеличивает риск развития болезни Альцгеймера? Одному потенциально критическому фактору уделялось мало внимания. С возрастом баланс между симпатическими и парасимпатическими ветвями вегетативной нервной системы смещается2,3. С возрастом парасимпатическая активность снижается, о чем свидетельствует снижение вариабельности сердечного ритма (ВСР)2. В то же время симпатическая (или норадренергическая) активность увеличивается, о чем свидетельствует увеличение активности симпатической нервной системы и уровня циркулирующего норадреналина4. Возрастное увеличение норадренергической активности и снижение парасимпатической активности связано с состояниями, связанными с болезнью Альцгеймера, включая нарушения сна, диабет и болезни сердца5.

Возрастное увеличение норадренергической активности наряду со снижением парасимпатической активности может влиять на уровни пептидов амилоида-β (Aβ) в мозге и организме6. Как правило, увеличение активности нейронов или клеток стимулирует высвобождение Aβ7. Модели AD на грызунах показывают, что норадренергические агонисты/антагонисты влияют на накопление Aβ и образование амилоидных бляшек8,9 и предполагают, что стрессовые ситуации имеют тенденцию стимулировать высвобождение пептида Aβ в интерстициальную жидкость10. Хотя эти результаты позволяют предположить, что противодействие норадренергической активности может помочь уменьшить высвобождение Aβ в мозге, прогнозы, касающиеся тау-белков, не однозначны. Подобно Aβ, активность нейронов увеличивает высвобождение тау11,11,13, а повторный стресс индуцирует фосфорилирование тау14. Однако исследования показывают, что анестетики, которые снижают норадренергическую активность, индуцируют фосфорилирование тау15,16, а дексмедетомидин, агонист ⍺2-адренергических рецепторов, вызывающий седативное состояние, также увеличивает фосфорилирование тау17. Кроме того, исследования на животных показывают, что состояния возбуждения влияют на выведение отходов из мозга путем модуляции эффективности глимфатических путей, которые транспортируют спинномозговую жидкость (СМЖ) и вымывают интерстициальные отходы из мозга в вены18,19. Глимфатический транспорт увеличивался при индукции анестезии дексмедетомидином, подавлении высвобождения норадреналина20 и при введении адренергических антагонистов19. Кроме того, стимуляция блуждающего нерва, обеспечивающего парасимпатическую иннервацию, увеличивает пенетрантность спинномозговой жидкости в мозге21. Аналогичная динамика может существовать и в человеческом мозге22,23. Конечно, сон влияет на уровень Aβ. Одна ночь нарушения сна увеличила концентрацию Aβ в спинномозговой жидкости24,25, а у пожилых людей с более низкой активностью медленных волн во время сна наблюдалось более высокое накопление Aβ и тау, измеренное с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ)26. Однако последствия сна или лишения сна могут быть больше связаны с выработкой, чем с выведением из организма. Например, измерение кинетики мечения стабильного изотопа Aβ позволяет предположить, что лишение сна увеличивает выработку Aβ27. В совокупности эти исследования показывают, что усиление парасимпатической активности либо за счет улучшения сна, либо за счет прямой стимуляции блуждающего нерва может потенциально снизить уровни Aβ и тау.