Invecchiamento riproduttivo e apnea ostruttiva del sonno

• Ipotesi 1: Il ridotto deflusso dell'ormone di rilascio delle gonadotropine ipotalamiche (GnRH) negli uomini anziani è alla base della ridotta massa di impulsi dell'ormone luteinizzante (LH) ed è ulteriormente ridotto negli uomini con OSA non trattata. Il ricercatore mira a testare la funzione ipotalamica esaminando il decremento della secrezione pulsatile di LH a una dose inibitoria submassimale di un antagonista selettivo del recettore del GnRH, ganirelix, negli uomini con malattia non trattata (es. attiva) e OSA trattata. Questo decremento regredirà con l'età e una riduzione significativa della pendenza con OSA attiva (rispetto a OSA trattata) indica un'attenuazione della malattia.
• Ipotesi 2: L'OSA non trattato attenua ulteriormente l'erosione legata all'età del controllo del feedback negativo del testosterone sull'LH. Gli investigatori mirano a valutare la funzione ipofisaria quantificando la secrezione di LH sotto privazione forzata di androgeni, negli uomini con OSA attiva e trattata. Verranno confrontate le pendenze ottenute dalle regressioni per età.
• Ipotesi 3: la steroidogenesi alterata delle cellule di Leydig provoca ipoandrogenemia negli uomini più anziani, ma l'effetto dell'OSA non trattato negli esseri umani è del tutto sconosciuto. Quindi gli investigatori mirano a valutare la funzione testicolare esaminando la secrezione di testosterone durante pulsatile controllato sperimentalmente i.v. infusione di LH umano ricombinante sotto massimo blocco del recettore del GnRH, negli uomini con CPAP attiva e trattata. Le piste saranno nuovamente confrontate.

Di conseguenza, l'obiettivo immediato è quello di caratterizzare tutti e quattro i controlli ipotalamici, ipofisari, testicolari e feedback-dipendenti della secrezione di LH e testosterone per determinare quale meccanismo(i) primario(i) si verifica(i) e quale(i) alterazione(i) pulsionale(i) negli altri loci, in qualsiasi dato soggetto. Per affrontare questa sfida, i ricercatori implementeranno un'innovativa piattaforma analitica completa, che incarna correttamente la segnalazione ritardata, dose-dipendente e non lineare tra GnRH, LH e testosterone. Per garantire il necessario continuum di età, i volontari di età compresa tra 30 e 70 anni saranno studiati con 3-4 uomini per decennio di vita (16 uomini in totale). Per valutare gli effetti della malattia, i ricercatori confronteranno le regressioni dell'età tra uomini con OSA attiva (sulla terapia fittizia) con questi stessi uomini trattati con CPAP reale e, se possibile, con un campione conveniente di altri 16 altri individualmente abbinati per età e BMI ( ±2,5 anni e ±2,5 kg/m2) controlli normali che saranno selezionati da una coorte più ampia di 100 uomini identificati a Rochester-Minnesota (MN). Il disegno cross-over all'interno del soggetto controlla possibili fattori confondenti noti e sconosciuti, tuttavia anche il BMI sarà limitato ed escluderà gli uomini con diabete mellito (da HbA1c).

Reclutamento del soggetto dello studio: 16 uomini con OSA saranno reclutati di età compresa tra 30 e 70 anni, utilizzando gli stessi criteri di inserimento e fascia di età utilizzati per generare i nostri dati preliminari 42. Inoltre, l'indice di massa corporea sarà limitato a 30-35 kg/m2. I volontari saranno reclutati dalle cliniche presso i centri medici affiliati all'Università della California, Los Angeles (UCLA) a Harbor e Santa Monica e tramite pubblicità.

Disegno dello studio: studio incrociato randomizzato controllato da sham, ciascun periodo della durata di 3 mesi e con un mese di interruzione. Questo design replica uno studio completato di recente. Un altro studio comparabile recentemente completato in California (e altrove negli Stati Uniti) prevedeva un trattamento fittizio di 6 mesi e molti dei 1105 adulti reclutati presentavano OSA grave.

Test dinamico dell'asse gonadico maschile: i soggetti arruolati vengono sottoposti a campionamento ripetitivo di sangue periferico (1,5 mL) ogni 10 minuti per 5 ore dalle 08:00 alle 13:00 [2 protocolli ambulatoriali], per 15 ore notturne (22:00 - 13:00) e per 22 ore ore notturne (1500 - 1300h). La polisonnografia (22:00-06:00) viene eseguita durante le 2 visite di ricovero. Un terminale i.v. l'iniezione in bolo di GnRH (100 ng/kg) viene somministrata alle 11:00 durante tutte e 4 le visite per calibrare la risposta al GnRH endogeno. Ganirelix (o soluzione salina) viene somministrato alle 20:00 o alle 15:00: la funzione ipotalamica viene testata mediante blocco parziale (submassimale) di ganirelix del GnRH endogeno. I farmaci orali (Δ) sono placebo tranne durante i test ipofisari quando la risposta dell'LH alla deplezione degli androgeni è rafforzata dal ketoconazolo (KTCZ) con salvataggio surrenale con desametasone (DEX). Qui, KTCZ (1000 mg) e DEX (0,75 mg) vengono somministrati alle 20:00, KTCZ (400 mg) alle 08:00 e DEX (0,75 mg) alle 13:00. La funzione del testicolo è valutata dalla risposta del testosterone a uno stimolo fisso di LH esogeno: 6 impulsi di rh LH (18,75 UI ciascuno) ogni 2 ore. dalle 23:00 sotto il massimo blocco di ganirelix dell'LH endogeno.

Analisi statistica: l'effetto dell'età e della malattia su ciascun risultato meccanicistico sarà valutato costruendo un modello misto di misure ripetute che include OSA (trattato contro non trattato), età e l'interazione OSA*età. La significatività statistica del termine di interazione indica se il processo patologico (OSA) altera il declino legato all'età in questi esiti (es. valuta la differenza delle pendenze nelle due condizioni). Il design all'interno del soggetto dovrebbe ridurre la varianza e aumentare la potenza. Supponendo che un adeguato gruppo di controllo conveniente possa essere assemblato a Rochester MN, i ricercatori costruiranno inoltre modelli misti tra soggetti in cui l'effetto della malattia sarà OSA non trattato rispetto ai controlli normali e l'effetto del trattamento confronterà l'OSA trattato rispetto ai controlli normali. Il primo confermerà gli effetti della malattia e il secondo se il trattamento per 3 mesi con CPAP invertirà completamente i deficit alla normalità.

Analisi della potenza: i dati preliminari suggeriscono che l'OSA non trattato attenua il feedback del testosterone, con conseguente alterazione del rilascio dell'impulso LH. Sotto castrazione con ketoconazolo, la correlazione tra la frequenza del polso LH e l'età negli uomini normali è -0,50. Un campione di 16 uomini ha una potenza dell'80% con á = 0,05 a due code per rilevare un'attenuazione di questa correlazione di 1,00. A titolo di confronto, i ricercatori hanno osservato un'attenuazione maggiore di un terzo della correlazione di 1,35. Quindi, la potenza è adeguata. Questa stima è conservativa poiché il disegno dello studio all'interno del soggetto, che riduce la variabilità, non è stato incorporato e il paradigma di deplezione del testosterone indotto dal ketoconazolo per valutare la funzione pituitaria dovrebbe ulteriormente affinare le regressioni dell'età poiché la variabilità della concentrazione di testosterone nel sangue di ciascun individuo è ridotta. Quest'ultimo è stato verificato negli uomini normali e dovrebbe essere vero anche negli uomini con OSA.

Risultati: Per valutare il deflusso di GnRH (Obiettivo 1), la variabile di risposta è la secrezione basale di LH soppressa da ganirelix (ricostruita analiticamente). Per valutare la reattività dei gonadotropi, l'end point pertinente è la massa di LH secreta in seguito allo stimolo esogeno del GnRH. Il grado di rilascio del feedback è dedotto dal grado di elevazione della frequenza del polso LH provocata dalla sospensione degli androgeni (Obiettivo 2). Inoltre, la sensibilità delle cellule di Leydig è definita dalla ricostruzione analitica della velocità di secrezione di testosterone raggiunta in risposta agli ultimi due dei sei impulsi (stato pseudostazionario) di LH umano ricombinante (Obiettivo 3).

Altri risultati: Il deflusso di GnRH sarà ricostruito e simultaneamente calcolerà il feedback del testosterone ipotalamico e ipofisario, come descritto in precedenza. Questi dati possono essere analizzati mediante un modello misto come descritto nell'analisi statistica (precedente). La secrezione pulsatile di LH si allinea con il sonno ad onde lente all'inizio della pubertà, implicando l'architettura del sonno nei tempi della pubertà. I ricercatori eseguiranno la stessa analisi descritta, confrontando (mediante il test t di Student) la proporzione di impulsi LH che si verificano durante il sonno a onde lente rispetto a quello a onde non lente, normalizzato per la quantità di tempo trascorso in ciascuna fase del sonno. Il risultato aggiuntivo finale sarà esaminare la secrezione totale di testosterone durante la notte durante la condizione di controllo nella prima fase dello studio, separatamente e dopo aver combinato con i risultati dei 18 uomini originali descritti nei dati preliminari.

Risultati previsti e alternativi: si prevede di dimostrare che l'OSA compromette il feedback del testosterone (ad es. disfunzione ipofisaria), in particolare quella deplezione di androgeni (Obiettivo 2), aumenterà la frequenza degli impulsi di LH e ridurrà la secrezione basale di LH. Sebbene sia postulato che la ridotta secrezione basale di LH sia dovuta all'attenuazione del feedback di testosterone a livello dell'ipofisi, una scoperta alternativa inaspettata ma plausibile sarebbe che il responsabile è un deflusso alterato di GnRH, cosa che viene valutata nell'Obiettivo 1 mediante un blocco graduato del recettore del GnRH. Inoltre, grazie alle recenti innovazioni analitiche, i ricercatori possono anche ricostruire gli effetti di feedback ipotalamico rispetto a quelli ipofisari del testosterone (Obiettivo 2) valutando contemporaneamente il deflusso di GnRH (Obiettivo 1). Ciò è particolarmente pertinente poiché i dati preliminari del blocco del recettore degli androgeni cerebrali permeanti rispetto a quelli impermeanti del cervello suggeriscono specifici effetti cerebrali. Effetti cerebrali specifici sono plausibili perché è già noto che l'ipossia intermittente dell'OSA altera la neurocognizione. Un'altra scoperta inspiegabile è che la riduzione relativa dell'LH con l'OSA sembra essere maggiore della corrispondente caduta del testosterone, il che potrebbe suggerire una reattività delle cellule di Leydig relativamente migliorata. Infatti, l'ipossia intermittente aumenta la produzione di testosterone da colture primarie di cellule di Leydig di ratto in risposta alla gonadotropina corionica umana (hCG), ma l'effetto dell'OSA sulla steroidogenesi testicolare nell'uomo non è noto. L'obiettivo 3 affronterà questa possibilità per la prima volta utilizzando una sonda fisiologica rh LH. La secrezione di testosterone dovrebbe aumentare con CPAP. In caso contrario, in presenza di una risposta delle cellule di Leydig preservata o potenziata a rh LH (Obiettivo 3), ciò motiverebbe uno studio futuro di durata più lunga sulla CPAP.

Potenziali problemi e strategie alternative: i ricercatori non prevedono problemi di reclutamento poiché il nostro studio richiede l'arruolamento di un singolo individuo ogni mese per 16 mesi, tuttavia il reclutamento potrebbe essere esteso al Westwood e ad altre cliniche affiliate all'UCLA, se necessario. Se il progetto incrociato si rivela problematico, i ricercatori possono passare a uno studio di gruppo parallelo di 3 mesi di 32 uomini senza perdita di potere. Lo studio include un periodo di run-in in cui la conformità alla CPAP sarà monitorata mediante download diretto della macchina CPAP e soggetti esclusi se non conformi, poiché il test endocrino intensivo non viene eseguito fino a dopo 3 mesi dalla terapia stabilita. Il nostro studio non dipende dalla possibilità di includere un gruppo di controllo conveniente in cui ciascun controllo si trovi entro ±2,5 anni e ±2,5 kg/m2 di ciascun caso. Dovrebbe essere possibile trovare 16 controlli tra i 100 uomini di età compresa tra 18 e 80 anni, con BMI di 18-35 kg/m2 e senza malattie significative (incluso il diabete mellito). In caso contrario, i ricercatori allenteranno i criteri di corrispondenza (raddoppiando gli intervalli a ±5,0 anni o kg/m2) e contemporaneamente abbineranno 2 controlli per ogni caso. Un ulteriore problema potrebbe essere se i dosaggi di LH e testosterone non sono allineati, tuttavia i ricercatori lo testeranno direttamente analizzando un singolo campione raggruppato da ciascun individuo (16 uomini in totale) per il testosterone mediante spettroscopia di massa tandem e per LH mediante dosaggio immunologico e contro esterno norme per garantire la comparabilità.