Anatomia oddychania
Zespół wrodzonej ośrodkowej hipowentylacji (ang. congenital central hypoventilation syndrome, CCHS) objawia się u noworodków zatrzymaniem oddechu podczas snu. Te zaburzenia oddychania są wprawdzie rzadkie, lecz są przyczyną ogromnego cierpienia rodzin pacjentów. Ograniczona znajomość etiologii tych zaburzeń wynika z trudności w badaniu i uzyskaniu dostępu do populacji neuronalnych, które kontrolują oddychanie w pniu mózgu. Coraz więcej danych wskazuje, że wrodzone zaburzenia oddychania są powodowane nieprawidłową neuronalną regulacją oddychania. Poszczególne części mózgu są odpowiedzialne za wykrywanie tlenu i dwutlenku węgla przez układ obwodowy i odpowiednie sygnały inicjacji wdechu i wydechu. Wyjaśnienie rozwoju i czynności tych ośrodków oddechowych jest kluczowe w zrozumieniu etiologii CCHS. Mając to na uwadze, naukowcy z finansowanego przez UE projektu "Function of the transcription factors Olig3 and Lbx1 in brainstem respiratory nuclei" (OLIG3-LBX1 BREATHING) skupili się na roli pewnych czynników transkrypcyjnych podczas rozwoju ośrodków oddechowych. Konsorcjum pracowało nad czynnikiem transkrypcyjnym Olig3, który ulega ekspresji w komórkach progenitorowych grzbietowego pnia mózgu i nad Lbx1, drugim czynniku transkrypcyjnym, ulegającym ekspresji w jądrze tyłomózgowia, które kontroluje oddychanie. U myszy z mutacjami w genie Olig3 stwierdzano sinicę krótko po urodzeniu, miały jednak prawidłowy wzorzec oddychania. Natomiast w dorosłym życiu mutanty Olig3 nie potrafią prawidłowo oddychać i dochodzi do hipowentylacji. Pod względem anatomicznym stwierdzano nieobecność ośrodków wykrywania tlenu, co wskazuje na istotność szlaku oddechowego na wczesnych etapach rozwoju. Podobne obserwacje poczyniono u myszy z brakiem innego kluczowego czynnika transkrypcyjnego: Tlx3. Genetyczne badanie przesiewowe pacjentów CCHS pozwoliło zidentyfikować mutację w kolejnym genie. Stworzono transgeniczne myszy z tą samą mutacją i zauważono, że ich oddech był wolniejszy i płytszy. Anatomiczne badanie tych myszy wskazało, że brakuje im jednego ośrodka oddechowego i nie mogą wykrywać poziomu dwutlenku węgla lub reagować na jego podwyższenie. Reasumując, niniejsze odkrycia ukazały rolę kluczowych czynników transkrypcyjnych w tworzeniu ośrodków oddechowych pnia mózgu. Odkrycie, że mutacje w tych czynnikach transkrypcyjnych powodują CCHS, może stanowić podstawę przyszłych badań i interwencji.
Słowa kluczowe
Ośrodki oddechowe, zaburzenia oddychania, zespół wrodzonej ośrodkowej hipowentylacji, pień mózgu
