圖源:verywellhealth.com
導(dǎo)讀
平穩(wěn)的睡眠可以維持小鼠大腦食欲素的合理分泌和骨髓造血干細(xì)胞的正常分化,降低動脈粥樣硬化對小鼠的傷害。
良好的睡眠對人體健康的重要性不言而喻。有數(shù)據(jù)顯示,缺覺會導(dǎo)致多種疾?。ㄈ缣悄虿?、癌癥和心血管疾病等)的發(fā)病風(fēng)險明顯升高 [1-3]。每天睡眠少于6小時或者夜間覺醒次數(shù)過多會大大增加動脈粥樣硬化的患病風(fēng)險及其對人體的損傷(圖1)。但睡眠紊亂導(dǎo)致疾病發(fā)生的機(jī)制一直沒有得到很好的解釋。
圖1. 睡眠不足會增加動脈粥樣硬化對身體的損傷。
(圖源:www.eurekalert.org)
近日,由哈佛醫(yī)學(xué)院/麻省總醫(yī)院系統(tǒng)生物學(xué)中心教授 Filip K. Swirski 領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),平穩(wěn)的睡眠可以維持小鼠大腦食欲素的合理分泌和骨髓造血干細(xì)胞的正常分化,降低動脈粥樣硬化對小鼠的傷害(圖2)。該工作于2月14日在線發(fā)表于《自然》雜志[4]。
圖2. 干擾睡眠可加重小鼠動脈粥樣硬化。(圖源:ALAN R. TALL & SANJA JELIC, Nature, doi.org/10.1038/d41586-019-00393-6)
動脈粥樣硬化是一種血管退行性病變,表現(xiàn)為血管內(nèi)壁脂類和鈣質(zhì)沉積,形成斑塊(Plaque),內(nèi)含平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等,導(dǎo)致血管腔狹窄。在本研究中,科研人員使用了一種動脈粥樣硬化模型鼠,并在鼠籠底部安裝了一根活動桿,通過其有規(guī)律的運(yùn)動來干擾小鼠的正常睡眠。結(jié)果顯示,小鼠睡眠被長期打亂后,其動脈粥樣硬化斑塊橫截面積明顯增大,骨髓中的造血干細(xì)胞數(shù)目急劇上升,動脈中單核細(xì)胞(巨噬細(xì)胞前體)、中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等白細(xì)胞的數(shù)量顯著提高。有意思的是,小鼠動脈中巨噬細(xì)胞的增殖速度并沒有變化,說明增多的巨噬細(xì)胞是從單核細(xì)胞分化而來的。
睡眠是由動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控的。隨后,研究人員對小鼠大腦中的睡眠調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白進(jìn)行了檢測,發(fā)現(xiàn)睡眠紊亂小鼠的下丘腦食欲素(又稱下丘腦泌素)分泌水平顯著降低。據(jù)了解,食欲素是一種促進(jìn)覺醒,提升食欲和交感神經(jīng)活性的物質(zhì)。早先有報道指出,發(fā)作性睡?。∟arcolepsy,一種睡眠障礙疾病,表現(xiàn)為白天不可抗拒的短期發(fā)作睡眠)患者體內(nèi)的食欲素分泌量就很低。在本研究中,食欲素基因缺失小鼠在睡眠被打亂后也出現(xiàn)了白細(xì)胞數(shù)目增多和動脈粥樣硬化加重的現(xiàn)象。
研究人員隨后對食欲素、白細(xì)胞和動脈粥樣硬化三者的相互關(guān)系做了進(jìn)一步探索。結(jié)果顯示,骨髓中前中性粒細(xì)胞(Pre-neutrophil)表面的食欲素受體表達(dá)水平最高,是食欲素的主要響應(yīng)細(xì)胞。在睡眠干擾導(dǎo)致小鼠食欲素濃度降低后,前中性粒細(xì)胞的集落刺激因子-1(CSF-1,白細(xì)胞的主要生長因子之一)表達(dá)量上升,促進(jìn)單核細(xì)胞增殖分化為巨噬細(xì)胞,最終加重動脈粥樣硬化損傷(圖 2)。
同期發(fā)表在《自然》雜志的一篇評論指出,對睡眠障礙、機(jī)體代謝和心血管紊亂的相互關(guān)系研究還處在初始階段,F(xiàn)ilip K. Swirski 團(tuán)隊的發(fā)現(xiàn)為臨床治療相關(guān)疾病提供了新線索。值得一提的是,食欲素受體拮抗劑 Suvorexant 已于2014年經(jīng)FDA批準(zhǔn)上市,用于治療失眠。該藥物是否對人體心血管系統(tǒng)產(chǎn)生副作用仍需要觀察。
好吧,我知道你可能已經(jīng)看的犯困了。敲黑板,之前研究表明睡眠不好可能導(dǎo)致心血管疾病均是來自流行病學(xué)和統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù),現(xiàn)在科學(xué)家給了實錘:從動物實驗來看,這是真的。長期的睡眠不足會導(dǎo)致大腦相關(guān)激素(食欲素)分泌水平降低,造血系統(tǒng)的白細(xì)胞分化功能亢進(jìn),最終加速動脈粥樣硬化進(jìn)程,而動脈粥樣硬化是冠心病、腦梗死、外周血管病的主要原因。所以,為了健康,提高睡眠質(zhì)量很重要!
主要參考文獻(xiàn)
[1] Shan, Z. et al. Sleep duration and risk of type 2 diabetes: a meta-analysis of prospective studies. Diabetes Care 38, 529–537 (2015).
[2] Blask, D. E. Melatonin, sleep disturbance and cancer risk. Sleep Med. Rev. 13, 257–264 (2009).
[3] Cappuccio, F. P. et al. Sleep duration predicts cardiovascular outcomes: a systematic review and meta-analysis of prospective studies. Eur. Heart J. 32, 1484–1492 (2011).
[4] McAlpine,C.S. et al. Sleep modulates haematopoiesis and protects against atherosclerosis. Nature. doi.org/ 10.1038/s41586-019-0948-2 (2019).
[5] ALAN R. TALL & SANJA JELIC, How broken sleep harms blood vessels. Nature, doi.org/10.1038/d41586-019-00393-6 (2019)