Az irisin/BDNF tengely kapcsolata a cirkadián ritmus szabályozásával és ennek jelentősége néhány kórkép patomechanizmusában
Dátum
Szerzők
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt
- Ismert, hogy a BDNF permisszív hatású a cirkadián ritmust szabályozó rendszer nucleus suprachiasmaticusbeli (SCN) fő órájának perifériás hatások általi behangolására nézve. A csökkent SCN-beli BDNF koncentráció miatt a fény és a táplálékmegvonás nem tudják behangolni a fő órát, emiatt pedig a cirkadián ritmus zavart szenved, ami testszerte rontja az életfolyamatok ritmicitásának hatékony beállítását. Elméleti eredményünk szerint a fizikai inaktivitáshoz köthető krónikus betegségek (a fizikai inaktivitás betegségcsoport) patogenézisében önélló kórki tényezőként szerepet játszik a cirkadián rendszer zavara is az alábbi mechanizmussal. Az alacsony vázizomaktivitás (physical inactivity) miatt kevesebb irisin keletkezik, mely következtében mérséklődik a BDNF felszabadulás a a SCN-ban.
- Frissen diagnosztizált (kezeletlen) obstruktív alvási apnoe/hypopnoe szindrómában (OSAHS) szenvedő betegek adatainak elemzésekor a legfontosabb eredményünk az volt, hogy a túlzott nappali álmosságot kvantifikáló Epworth Álmossági Skála (ESS) pontszám (ami a cirkadián eltolódás jelzője) erős pozitív lineáris kapcsolatban áll a szérum irisin és BDNF szintekkel a végső (korrekció utáni) többszörös lineáris regressziós modellben.
- A többszörös lineáris regressziós modell szerint a túlzott nappali álmosság mértéke (amit az ESS pontszám jellemezett) egyetlen más betegadattal mutatott szignifikáns lineáris kapcsolatot (méghozzá pozitívat), az alvásminőség csökkenésével (amit a Pittsburgh Alvásminőség Index (PSQI) pontszám segítségével jellemeztünk). Többszörös lineáris regressziós modellünk megbízhatóságát (validitását) mutatja, hogy az ESS pontszám (a túlzott nappali álmosság mértéke) szignifikánsan összefügg a PSQI pontszám logaritmusával (az alvásminőségi probléma mértékével).
- A szérum irisin és BDNF koncentrációk kapcsolata az ESS-el koncentrációfüggőnek és telíthetőnek mutatkozik. Erre utal, hogy a szérum irisin szint 1 ng/ml-es emelkedése nem okoz szignifikáns emelkedést az ESS pontszámban, ha a szérum BDNF szint túl alacsony (és nem éri el a küszöböt) vagy túl magas (a hatás már szaturálódott). Ezzel összhangban a szérum BDNF szint 1 ng/ml-es emelkedése is csak akkor növeli szignifikánsan az ESS pontszámot, ha a szérum irisin szint túl alacsony vagy túl magas.
- Our theoretical findings posit that the pathomechanism of chronic non-communicable diseases emerging in context of sedentary lifestyle (physical inactivity) includes the disturbance of the circadian regulation. We hypothesize that decreased activity of the peripheral striated muscle yields lower serum irisin levels that after crossing the blood-brain barrier leads to limited production of BDNF in the superchiasmatic nucleus (SCN). It should be noted that BDNF has a permissive effect regarding entrainment of the master clock by peripheral mediators. Due to the decreased BDNF concentration in the SCN entrainment by light and caloric restriction are insufficient, rendering the circadian rhythm and consequential harmonization of organ-level metabolic processes insufficient.
- Our main findings in untreated patients newly diagnosed with obstructive sleep apnoe/hypopnoe syndrome (OSAHS) showed a strong linear relationship between the Epworth Sleepiness Scale (ESS) score, a metric quantifying excessive daytime sleepiness (an indicator of circadian shift) and serum irisin and BDNF levels in a multiple linear regression model.
- ESS was positively correlated with one other metric, the logarithm of the Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI), an in index that characterizes sleep quality (the global index ranges between 0 and 21 points, and 21 indicates severe difficulties in distinct domains of sleep). Reliability of the multiple linear regression model is further reflected by the fact that the ESS score (e.g. the extent of excessive daytime sleepiness) is significantly related to the (logarithm) of PSQI reflecting sleep quality.
- The relationship between serum irisin and BDNF concentration with ESS proved to be concentration dependent and saturable. Upon assessing the final model addressing the interaction between irisin and BDNF, it should be noted that significant changes in the ESS are experienced if serum irisin level changed by 1 ng/mL, given the serum level of BDNF is within the range of ~ 280 to 470 ng/mL. Vice versa, ESS shows a significant increase in response to 1 ng/mL increase of BDNF if serum irisin levels are within the range of ~ 6.1 to 8.1 ng/mL. The final multiple linear regression model (built for the ESS) contained only (log) PSQI additional to the a priori identified parameters.
Leírás
Kulcsszavak
cirkadián ritmus, circadian rhythm, irisin, BDNF, nucleus suprachiasmaticus, suprachiasmatic nucleus, fizikai inaktivitás, physical inactivity, Epworth Álmossági Skála, Epworth Sleepiness Scale, polysomnographia, polysomnography