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TUhjnbcbe - 2024/3/31 10:01:00
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睡眠质量差损害大脑——也可能损害你的心脏。但睡眠质量与动脉栓塞二者之间的关系仍然是一个谜。近期,一项以小鼠为对象的研究揭示了其中的关联:与大脑向骨髓传递的信号有关。如果未来能够证明这个机制也会发生在人体,将会帮助我们解释更多睡眠与其他疾病的关系,比如肥胖和癌症。

睡眠质量差将增加动脉栓塞的风险,从而导致中风或心梗发作。不过,“并不是每个睡眠不足的人都会得心血管疾病,”未参与此项研究的宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院行为神经学家NamniGoel说。这项新的小鼠研究“使人体研究成为可能”,将来或许能够筛查出患病风险最大的人群。

在许多心血管疾病中,脂肪沉积在动脉壁上(即动脉粥样硬化),在斑块破裂时造成血管堵塞,可能会导致中风或心脏病发作。免疫细胞,尤其是单核细胞这种白细胞在这个过程中发挥着关键的作用。它们聚集在那些沉积物破坏血管的地方,并继续增殖分裂,加速斑块生长。为进一步研究睡眠和心脏病之间的联系,任职于哈佛医学医院的免疫学家FilipSwirski想探究,睡眠是否以某种方式触发了加速斑块累积的免疫过程。

睡眠受到干扰的小鼠主动脉(右)比未受睡眠干扰小鼠(左)的主动脉斑块(红色)更多。(来源:C.S.MCALPINE,ET.AL.NATURE10.())

Swirski教授与同事对基因上更易发生动脉斑块的小鼠进行研究。为扰乱小鼠的正常睡眠,科学家们将小鼠放在一个笼子里,在白天的12个小时中(对应的是小鼠的睡眠时间),笼底有一支金属棒会周期性地滑过笼子底部。每两分钟,小鼠都会感觉到被移动的金属棒轻轻推动,他们必须苏醒并跨过金属棒。尽管听起来很可怜,但Swirski强调这已经是睡眠研究领域中最不让小鼠感到压力的睡眠干扰方法之一了。他认为这一实验设置像是“模仿因为家里有小婴儿所以必须不停醒来。”

与那些可以睡安稳觉的对照组小鼠相比,研究人员发现,在那些经历了12周被破坏睡眠的小鼠的动脉中有着更大的斑块,血液中的两种白细胞——单核细胞和中性粒细胞水平也更高。研究人员发现这些过多的免疫细胞是由骨髓中的干细胞产生,但他们仍不清楚是什么机制使得这些干细胞变得如此活跃。

于是科学家们研究了下丘脑,这是大脑中与调节苏醒有关的脑区。在长期睡眠不足的老鼠大脑中,下丘脑产生的一种名为食欲肽(hypocretin,又称下丘脑泌素)的信号分子水平有所降低。食欲肽于年被当作食欲刺激因子发现,之后的研究发现它同样有使生物保持清醒的功能,而一些嗜睡症患者则缺乏表达它的神经元。Swirski团队发现,基因上无法产生食欲肽的小鼠血液中同样有着更多的免疫细胞,这说明食欲肽可能是一种重要的免疫细胞生成阻滞分子。

(来源:DESVITLAB/SHUTTERSTOCK.COM)

随后研究人员检查了小鼠骨髓中细胞表面有食欲肽受体的细胞。他们发现这些食欲肽敏感的细胞均属于白细胞。食欲肽抑制它们生成一种能够促进骨髓干细胞产生更多免疫细胞的生长促进蛋白。缺乏食欲肽将产生免疫细胞的抑制解除,从而导致血液中细胞成分的改变并进一步产生动脉栓塞。这一研究成果2月13日在Nature杂志线上发表。

至于身体为什么会有这种大脑-骨髓信号,Swirski推测,产生免疫细胞消耗能量,而清醒时,动物需要能量进行其他活动,所以此时促进苏醒的食欲肽告诉骨髓细胞:“稍等,我们正忙着别的事。”而当小鼠被不断唤醒时,产生食欲肽的神经元似乎一直处于工作状态,直到超负荷为止。

这似乎不是睡眠与心血管疾病之间联系的唯一机制,但它能够帮助我们解释在人类中观察到的睡眠质量差与患病风险升高之间的一些联系,塔夫茨大学遗传学家JoséOrdovás说。他近期发现了睡眠时间短或睡眠质量差的人,即使对其他如肥胖、高血压等其他风险因子进行对照控制后,仍然具有患动脉粥样硬化的更高风险。

Swirski团队发现,给小鼠注射更多食欲肽能够逆转中断睡眠产生更多斑块的效应。尽管科学家们不能仅根据小鼠的实验数据就建议给人注射食欲肽可以作为对动脉粥样硬化的治疗方法,毕竟食欲肽在人体中还有着许多其他精密且复杂的调节功能。但哥伦比亚大学的外科医生、动脉粥样硬化研究专家AlanTall及睡眠专家SanjaJelic为这篇论文发表了评论,认为这一研究证明了某种药物能够阻断食欲肽受体,例如年被FDA批准用于治疗失眠的苏沃雷生(suvorexant),可能会升高患心血管病风险。

“他们发现的这一关联机制非常棒,”以色列理工学院的神经学家AsyaRolls说。尽管不能确保人类有着相同的睡眠系统,毕竟人类的睡眠与小鼠的睡眠不好进行类比,但她推测这个新发现的通路“影响的远不止动脉粥样硬化类疾病”。例如,之前的研究发现被破坏的睡眠加速肿瘤生长。“一旦发现了睡眠如何影响免疫系统,我们将能够解释更多其他疾病。”她说。

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