Исследователи обнаружили возможный механизм приступов апноэ и гипервентиляции при синдроме Ретта. В экспериментах на мышах нарушения дыхания оказались связаны не только с центральной нервной системой, но и с периферическими датчиками уровня кислорода — каротидными тельцами. Усиление дофаминовой передачи с помощью прамипексола, препарата, применяемого при болезни Паркинсона, сделало дыхание животных более стабильным. Результаты опубликованы 1 сентября 2026 года в журнале Current Biology.
Почему при синдроме Ретта нарушается дыхание
Синдром Ретта — редкое генетическое заболевание, чаще встречающееся у девочек. Оно связано с мутациями или делецией гена MECP2, расположенного на X-хромосоме. У пациентов могут наблюдаться интеллектуальные нарушения, эпилептические приступы, ограничение произвольных движений рук и характерные расстройства дыхания.
Одно из наиболее заметных проявлений заболевания — чередование апноэ, то есть временной остановки дыхания, с глубокими вдохами и гипервентиляцией. Такие эпизоды могут повторяться и сопровождаться выраженным снижением поступления кислорода.
В норме дыхательная система регулируется сразу несколькими механизмами. Нейроны ствола мозга реагируют на изменение концентрации углекислого газа, а каротидные тельца — небольшие структуры рядом с местом разветвления сонных артерий — контролируют содержание кислорода в крови. Их чувствительные клетки называют периферическими хеморецепторами.
Кислород неожиданно стабилизировал дыхание
Моника Стрейн (Monica Strain), работавшая над исследованием во время обучения в лаборатории нейрофизиолога Дэна Малки (Dan Mulkey) в Коннектикутском университете (University of Connecticut), изучила мышиную модель синдрома Ретта с дефицитом MECP2.
У животных возникали характерные периоды остановки дыхания, учащённого дыхания и последующей гипервентиляции. Первоначально исследователи предполагали, что ключевую роль играет нарушение центральной регуляции дыхания в мозге.
Чтобы отделить влияние центральных механизмов от периферических, мышам сначала давали дышать чистым кислородом. Такой режим подавляет активность каротидных телец, поскольку им больше не требуется реагировать на недостаток кислорода. Затем концентрацию углекислого газа постепенно повышали, оценивая реакцию дыхательных центров мозга.
Результат оказался неожиданным: при дыхании чистым кислородом дыхательный ритм мышей с дефицитом MECP2 становился более стабильным. При этом реакция на повышение уровня углекислого газа была сравнительно слабой.
Эти наблюдения указали на то, что важную роль в нестабильности дыхания могут играть чрезмерно активные периферические хеморецепторы.
Нарушение MECP2 только в каротидном тельце воспроизвело симптомы
Чтобы проверить эту гипотезу, исследователям требовалось нарушить работу MECP2 непосредственно в каротидных тельцах здоровых мышей, не затрагивая центральные механизмы дыхания.
Для разработки такого подхода Стрейн сотрудничала с Всеволодом Полоцким (Vsevolod Polotsky) из Университета Джорджа Вашингтона. С помощью вирусного вектора исследователи подавили MECP2 в клетках каротидного тельца, чувствительных к кислороду.
После такого вмешательства у ранее здоровых животных появились нарушения дыхания, напоминающие картину синдрома Ретта: чередование гипервентиляции и апноэ.
Этот эксперимент поддерживает предположение, что отсутствие нормальной функции MECP2 непосредственно в периферических хеморецепторах способно нарушать контроль дыхания.
Дофаминовая система оказалась менее активной
Следующим этапом стал анализ экспрессии генов, то есть активности генов, определяющей образование соответствующих молекул в клетках каротидного тельца.
У мышей с моделью синдрома Ретта исследователи обнаружили снижение активности генов, связанных с дофаминовой системой.
В каротидных тельцах дофамин выполняет преимущественно тормозящую функцию. Дэн Малки сравнил происходящее при его недостатке с движением «без тормозов»: уменьшение дофаминового подавления может сделать периферические хеморецепторы чрезмерно активными и тем самым способствовать колебаниям дыхательного ритма.
Такое объяснение согласуется и с эффектом чистого кислорода: высокая концентрация кислорода временно снижала активность каротидных хеморецепторов и стабилизировала дыхание животных.
Прамипексол улучшил дыхание у мышей
Исследователи также проверили, можно ли воздействовать на обнаруженный механизм лекарственным препаратом. Моника Стрейн и Элиандра да Силва (Eliandra da Silva) использовали прамипексол — лекарственное средство, усиливающее передачу сигнала через дофаминовые рецепторы и применяемое, в частности, при болезни Паркинсона.
У мышей с дефицитом MECP2 усиление дофаминовой сигнализации с помощью прамипексола помогло нормализовать дыхательный ритм.
Работа опубликована в Current Biology.
До применения у пациентов ещё далеко
Полученные результаты не означают, что прамипексол уже можно использовать для лечения нарушений дыхания у людей с синдромом Ретта. Исследование было экспериментальным и проводилось на животных, поэтому эффективность и безопасность такого подхода у пациентов пока не установлены.
Тем не менее работа меняет представление о возможном происхождении респираторных симптомов синдрома Ретта. Нарушения могут быть связаны не только с работой головного мозга, но и с периферической системой контроля содержания кислорода в крови.
Кроме того, обнаруженная связь с дофаминовой передачей даёт конкретную мишень для дальнейших исследований и позволяет проверить препараты, уже разработанные для других заболеваний.
О других исследованиях механизмов синдрома Ретта можно прочитать в материале «Синдром Ретта: ученые нашли ранние клеточные признаки болезни».
Литература
Strain M. L. et al. Carotid body dysfunction contributes to respiratory instability in Rett syndrome // Current Biology. 2026. DOI: 10.1016/j.cub.2026.08.015.