Lisääntymisen ikääntyminen ja obstruktiivinen uniapnea

• Hypoteesi 1: Vähentynyt hypotalamuksen gonadotropiinia vapauttavan hormonin (GnRH) ulosvirtaus vanhemmilla miehillä on taustalla luteinisoivan hormonin (LH) pulssien vähentyneen massan, ja se vähenee edelleen miehillä, joilla on hoitamaton OSA. Tutkija pyrkii testaamaan hypotalamuksen toimintaa tutkimalla pulssiivan LH-erityksen vähenemistä selektiivisen GnRH-reseptoriantagonistin, ganireliksin, submaksimaalisesti estävään annokseen miehillä, joilla on hoitamaton (ts. aktiivinen) ja hoidettu OSA. Tämä väheneminen taantuu iän myötä, ja merkittävä kaltevuuden pieneneminen aktiivisella OSA:lla (vs. hoidettu OSA) osoittaa sairauden heikkenemisen.
• Hypoteesi 2: Hoitamaton OSA heikentää entisestään testosteronin negatiivisen LH-palautteen kontrollin ikääntymistä. Tutkijat pyrkivät arvioimaan aivolisäkkeen toimintaa mittaamalla LH:n eritystä pakotetun androgeenipuutteen alaisena miehillä, joilla on aktiivinen ja hoidettu OSA. Ikäregressioilla saatuja rinteitä verrataan.
• Hypoteesi 3: Leydig-solujen heikentynyt steroidogeneesi aiheuttaa hypoandrogenemiaa vanhemmilla miehillä, mutta hoitamattoman OSA:n vaikutusta ihmisiin ei tunneta. Tästä syystä tutkijat pyrkivät arvioimaan kivesten toimintaa tutkimalla testosteronin eritystä kokeellisesti kontrolloidun sykkivän i.v. rekombinantin ihmisen LH:n infuusio maksimaalisen GnRH-reseptorisalpauksen alaisena miehillä, joilla on aktiivinen ja hoidettu CPAP. Rinteitä verrataan jälleen.

Tämän mukaisesti välittömänä tavoitteena on karakterisoida kaikki neljä hypotalamuksen, aivolisäkkeen, kivesten ja palautteesta riippuvaista LH:n ja testosteronin erityksen säätelyä sen määrittämiseksi, mitkä primaariset mekanismit esiintyvät ja ajavat muutoksia muissa lokuksissa missä tahansa annettu aihe. Vastatakseen tähän haasteeseen tutkijat ottavat käyttöön innovatiivisen kattavan analyyttisen alustan, joka toteuttaa oikein viiveen, annosriippuvaisen ja epälineaarisen signaloinnin GnRH:n, LH:n ja testosteronin välillä. Tarvittavan iän jatkuvuuden varmistamiseksi vapaaehtoisia, joiden ikä on 30-70 vuotta, tutkitaan 3-4 miehellä per vuosikymmen (yhteensä 16 miestä). Taudin vaikutusten arvioimiseksi tutkijat vertaavat iän regressioita miesten välillä, joilla on aktiivinen OSA (shamterapia) ja näitä samoja miehiä, joita hoidetaan todellisella CPAP:llä, ja jos mahdollista, sopivaan otokseen 16 muun yksilöllisesti iän ja BMI:n mukaan ( ±2,5 vuotta ja ±2,5 kg/m2) normaalit kontrollit, jotka valitaan suuremmasta 100 miehen kohortista, joka tunnistetaan Rochester-Minnesotassa (MN). Aiheen sisäinen cross-over suunnittelun kontrollit mahdollisille tunnetuille ja tuntemattomille sekatekijöille, mutta BMI on myös rajoitettu ja suljetaan pois miehet, joilla on diabetes mellitus (HbA1c:n perusteella).

Tutkimuskohteen rekrytointi: 16 miestä, joilla on OSA, rekrytoidaan iältään 30–70-vuotiaita käyttäen samoja osallistumiskriteerejä ja ikähaarukkaa, joita käytettiin alustavien tietojen tuottamisessa 42. Lisäksi painoindeksi rajoitetaan 30-35 kg/m2. Vapaaehtoisia rekrytoidaan Kalifornian yliopiston (UCLA) klinikoilta Harborin ja Santa Monican terveyskeskuksista ja ilmoituksen perusteella.

Tutkimuksen suunnittelu: Satunnaistettu valekontrolloitu cross-over-koe, kukin 3 kuukauden jakso ja yhden kuukauden pesu. Tämä malli toistaa äskettäin valmistuneen tutkimuksen. Toinen vastaava Kaliforniassa (ja muualla Yhdysvalloissa) äskettäin valmistunut tutkimus sisälsi 6 kuukauden valehoidon, ja monilla 1105 värvätystä aikuisesta oli vaikea OSA.

Miehen sukupuolirauhasen akselin dynaaminen testaus: Ilmoittautuneilta koehenkilöiltä otetaan toistuvasti perifeeristä verta (1,5 ml) 10 minuutin välein 5 tunnin ajan klo 0800-1300 [2 avohoitoprotokollaa], 15 tunnin ajan yön yli (2200-1322) ja tuntia yön yli (1500 - 1300h). Polysomnografia (2200-0600h) tehdään kahden potilaskäynnin aikana. Terminaali i.v. GnRH:n bolusinjektio (100 ng/kg) annetaan klo 1100 kaikkien neljän käynnin aikana endogeenisen GnRH-vasteen kalibroimiseksi. Ganireliksia (tai suolaliuosta) annetaan klo 2000 tai 1500: hypotalamuksen toiminta testataan endogeenisen GnRH:n osittaisella (submaksimaalisella) ganireliksin salpauksella. Suun kautta otettavat lääkkeet (Δ) ovat lumelääkettä paitsi aivolisäkkeen testauksen aikana, jolloin ketokonatsoli (KTCZ) tehostaa LH:n vastetta androgeenivajeeseen lisämunuaisen pelastamisella deksametasonilla (DEX). Tässä KTCZ (1000mg) ja DEX (0,75mg) annetaan klo 2000h, KTCZ (400mg) 0800h ja DEX (0,75mg) 1300h. Kiveksen toiminta arvioidaan testosteronivasteen perusteella kiinteään eksogeeniseen LH-ärsykkeeseen: 6 rh-LH-pulssia (18,75 IU kukin) 2 tunnin välein. klo 23.00 alkaen endogeenisen LH:n maksimaalisen ganireliksin salpauksen alaisena.

Tilastollinen analyysi: Iän ja sairauden vaikutus kuhunkin mekanistiseen lopputulokseen arvioidaan rakentamalla toistuvien mittausten sekamalli, joka sisältää OSA:n (käsitelty vs. hoitamaton), iän ja OSA*ikävuorovaikutuksen. Vuorovaikutustermin tilastollinen merkitsevyys osoittaa, muuttaako sairausprosessi (OSA) näiden tulosten ikääntymiseen liittyvää laskua (ts. arvioi rinteiden erot näissä kahdessa tilanteessa). Aiheen sisäisen suunnittelun tulisi vähentää varianssia ja lisätä tehoa. Olettaen, että sopiva sopiva kontrolliryhmä voidaan koota Rochester MN:ään, tutkijat rakentavat lisäksi koehenkilöiden välisiä sekamalleja, joissa taudin vaikutus on hoitamaton OSA verrattuna normaaleihin kontrolleihin ja hoitovaikutus vertaa käsiteltyä OSA:ta normaaleihin kontrolleihin. Edellinen vahvistaa sairauden vaikutukset ja jälkimmäinen sen, kääntääkö 3 kuukauden CPAP-hoito täysin normaaliksi.

Tehoanalyysi: Alustavat tiedot viittaavat siihen, että käsittelemätön OSA vaimentaa testosteronin palautetta, mikä heikentää LH-pulssin vapautumista. Ketokonatsolikastraation aikana LH-pulssitaajuuden ja iän välinen korrelaatio normaaleilla miehillä on -0,50. Otoskoolla 16 miestä on 80 % teho ja kaksisuuntainen á = 0,05 havaita tämän korrelaation vaimeneminen 1,00:lla. Vertailun vuoksi tutkijat havaitsivat kolmanneksen suuremman korrelaation vaimenemisen arvolla 1,35. Tehoa siis riittää. Tämä arvio on konservatiivinen, koska tutkittavan tutkimuksen suunnittelua, joka vähentää vaihtelua, ei otettu mukaan, ja ketokonatsolin aiheuttaman testosteronin ehtymisen paradigman aivolisäkkeen toiminnan arvioimiseksi pitäisi edelleen terävöittää iän regressioita, koska kunkin yksilön veren testosteronipitoisuuden vaihtelu vähenee. Jälkimmäinen on todettu normaaleilla miehillä, ja sen pitäisi olla totta myös miehillä, joilla on OSA.

Tulokset: GnRH:n ulosvirtauksen arvioimiseksi (tavoite 1) vastemuuttuja on ganireliksilla tukahdutettu (analyyttisesti rekonstruoitu) LH-peruseritys. Gonadotroopin herkkyyden arvioimiseksi asiaankuuluva päätepiste on LH:n massa, joka erittyy eksogeenisen GnRH-ärsykkeen seurauksena. Palautteen vapautumisen aste päätellään LH-pulssitaajuuden nousun asteen perusteella, jonka androgeenien poisto aiheuttaa (tavoite 2). Ja Leydig-soluherkkyys määritellään testosteronin erittymisnopeuden analyyttisellä rekonstruktiolla, joka saavutetaan vasteena kahdelle viimeiselle kuudesta rekombinantti-ihmisen LH-pulssista (pseudosteady-state-tila) (tavoite 3).

Muut tulokset: GnRH:n ulosvirtaus rekonstruoidaan ja samanaikaisesti lasketaan hypotalamuksen ja aivolisäkkeen testosteronipalaute, kuten aiemmin on kuvattu. Nämä tiedot voidaan analysoida sekamallilla, kuten on kuvattu tilastoanalyysissä (ennen). Sykkivä LH-eritys on linjassa hitaan aallon unen kanssa murrosiän alkaessa, mikä vaikuttaa unen arkkitehtuuriin murrosiän ajoitukseen. Tutkijat suorittavat saman kuvatun analyysin vertaamalla (Studentin t-testillä) hitaan aallon aikana esiintyvien LH-pulssien osuutta ei-hitaiden aaltojen unen aikana, normalisoituna kussakin univaiheessa käytetylle ajalle. Lopullinen lisätulos on tutkia testosteronin kokonaiseritystä yön yli kontrollitilan aikana tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa erikseen ja sen jälkeen, kun se on yhdistetty alustavissa tiedoissa kuvattujen alkuperäisten 18 miehen löydöksiin.

Odotetut ja vaihtoehtoiset tulokset: OSA:n odotetaan heikentävän testosteronin palautetta (ts. aivolisäkkeen toimintahäiriö), erityisesti että androgeenien väheneminen (tavoite 2), lisää LH-pulssitaajuutta ja vähentää LH-peruseritystä. Vaikka oletetaan, että LH-peruserityksen vähentyminen johtuu heikentyneestä testosteronin takaisinkytkemisestä aivolisäkkeessä, odottamaton mutta uskottava vaihtoehtoinen havainto olisi, että GnRH:n ulosvirtaus on muuttunut - mikä on arvioitu tavoitteessa 1 GnRH-reseptorin asteittaisella salpauksella. Lisäksi viimeaikaisten analyyttisten innovaatioiden ansiosta tutkijat voivat myös rekonstruoida testosteronin hypotalamuksen ja aivolisäkkeen palautevaikutuksia (tavoite 2) ja samalla arvioida GnRH:n ulosvirtausta (tavoite 1). Tämä on erityisen olennaista, koska alustavat tiedot aivojen läpäisevästä ja aivojen läpäisemättömästä androgeenireseptorin salpauksesta viittaavat erityisiin aivovaikutuksiin. Erityiset aivovaikutukset ovat uskottavia, koska OSA:n ajoittaisen hypoksian tiedetään jo muuttavan neurokognitiota. Toinen selittämätön havainto on, että LH:n suhteellinen väheneminen OSA:n yhteydessä näyttää olevan suurempi kuin vastaava testosteronin lasku, mikä saattaa viitata suhteellisen parantuneeseen Leydig-solujen vasteeseen. Itse asiassa ajoittainen hypoksia lisää testosteronin tuotantoa primaarisista rotan Leydig-soluviljelmistä vasteena ihmisen koriongonadotropiinille (hCG), mutta OSA:n vaikutusta kivesten steroidogeneesiin ihmisillä ei tunneta. Tavoite 3 käsittelee tätä mahdollisuutta ensimmäistä kertaa käyttämällä fysiologista rh-LH-koetinta. Testosteronin erityksen odotetaan lisääntyvän CPAP:n myötä. Jos näin ei tapahdu, Leydig-solujen herkkyys rh-LH:lle on säilynyt tai lisääntynyt (tavoite 3), tämä motivoisi tulevaa pidempään CPAP-tutkimukseen.

Mahdolliset ongelmat ja vaihtoehtoiset strategiat: tutkijat eivät ennakoi rekrytointiongelmia, koska tutkimuksemme edellyttää yhden henkilön rekisteröintiä kuukausittain 16 kuukauden ajan, mutta rekrytointia voidaan tarvittaessa laajentaa Westwoodiin ja muihin UCLA:han liittyviin klinikoihin. Jos cross-over-suunnittelu osoittautuu ongelmalliseksi, tutkijat voivat muuttaa 3 kuukauden rinnakkaisryhmätutkimukseksi 32 miehellä ilman tehon menetystä. Tutkimukseen sisältyy sisäänajojakso, jossa CPAP-yhteensopivuutta seurataan suoralla CPAP-konelatauksella ja koehenkilöt suljetaan pois, jos ne eivät ole vaatimusten mukaisia, koska intensiivistä endokriiniset testiä suoritetaan vasta 3 kuukauden vakiintuneen hoidon jälkeen. Tutkimuksemme ei ole riippuvainen mahdollisuudesta sisällyttää sopiva kontrolliryhmä, jossa jokainen kontrolli on ±2,5 vuoden sisällä ja ±2,5 kg/m2 kustakin tapauksesta. Pitäisi olla mahdollista löytää 16 kontrollia 100 18–80-vuotiaista miehistä, joiden BMI on 18–35 kg/m2 ja ilman merkittäviä sairauksia (mukaan lukien diabetes mellitus). Jos ei, tutkijat löystävät täsmäytyskriteerit (kaksinkertaistamalla välit ±5,0 vuoteen tai kg/m2) ja yhdistävät samanaikaisesti 2 kontrollia jokaiseen tapaukseen. Toinen ongelma voi olla, jos LH- ja testosteronimäärityksiä ei ole kohdistettu, mutta tutkijat testaavat tämän suoraan analysoimalla jokaiselta yksilöltä (yhteensä 16 miestä) yhden yhdistetyn näytteen testosteronin suhteen tandem-massaspektroskopialla ja LH:n suhteen immunomäärityksellä sekä ulkoista testiä vastaan. vertailukelpoisuuden varmistamiseksi.