為什么睡眠對我們?nèi)绱酥匾?/p>

科學(xué)家早已知道睡眠不足會導(dǎo)致慢性炎癥性疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)代謝紊亂等一系列免疫問題，但尚不清楚是何種機(jī)制引發(fā)了這些不良影響。

現(xiàn)在，北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院的張二荃團(tuán)隊通過對小鼠進(jìn)行長期睡眠剝奪實驗，首次確定：睡眠不足的大腦會通過腦源性前列腺素D2（PGD2，前列腺素的一種，存在于腦部和肥大細(xì)胞中）/前列腺素D2受體1（DP1）信號通路，影響外周免疫系統(tǒng)并引發(fā)炎癥。

相關(guān)論文《Prolonged sleep deprivation induces a cytokine-storm-like syndrome in mammals》已于當(dāng)?shù)貢r間11月27日發(fā)表在《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

睡眠不足導(dǎo)致免疫系統(tǒng)過度激活

此前，學(xué)界已開發(fā)出許多種應(yīng)用于小鼠的睡眠剝奪實驗范式，然而張二荃團(tuán)隊認(rèn)為，這些傳統(tǒng)范式并不能長時間有效地抑制所有睡眠，“在睡眠缺失早期，動物體內(nèi)的平衡機(jī)制能夠推動身體穩(wěn)定恢復(fù)，因此為了嚴(yán)格探索睡眠的功能，需要一種更有效的實驗范式來誘導(dǎo)長時間且連續(xù)的睡眠剝奪?！?/p>

研究人員發(fā)現(xiàn)，小鼠進(jìn)入睡眠狀態(tài)時會采取低頭蜷縮的姿勢，并且無法在水中入睡。因此，研究人員將小鼠安置在一個水深到小鼠腳踝籠子里，當(dāng)小鼠將要入睡時，它們的鼻子就會接觸到水面并被立刻喚醒。腦電圖/肌電圖檢測結(jié)果顯示，這些小鼠一天當(dāng)中有96%的時間處于清醒狀態(tài)，并且與經(jīng)歷傳統(tǒng)睡眠剝奪實驗的小鼠在壓力和代謝水平上相當(dāng)。

結(jié)果顯示，在對小鼠進(jìn)行這種睡眠剝奪的四天內(nèi)，有80%的小鼠過早死亡。病理檢測發(fā)現(xiàn)，長期睡眠剝奪會導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)多器官功能障礙綜合征（MODS，同時或相繼并發(fā)2個及以上系統(tǒng)/器官的急性功能障礙或衰竭）。研究人員嘗試應(yīng)用此前一項果蠅睡眠剝奪實驗結(jié)論，通過降低腸道活性氧（ROS，生物有氧代謝過程中的一種副產(chǎn)品）含量，避免小鼠產(chǎn)生多器官功能障礙綜合征，然而結(jié)果表明，果蠅的生理機(jī)制無法運用在小鼠當(dāng)中。

接下來，研究人員測量了小鼠在整個睡眠剝奪過程中27種促炎細(xì)胞因子和趨化因子的血清水平以及血液白細(xì)胞情況。結(jié)果顯示，隨著睡眠剝奪的進(jìn)展，小鼠血液中的促炎細(xì)胞因子和趨化因子迅速積累，進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的中性粒細(xì)胞（非特異性免疫系統(tǒng)的重要組成部分）逐漸增多。研究人員隨后對小鼠的促炎細(xì)胞因子信號通路進(jìn)行抑制，發(fā)現(xiàn)這些小鼠在長期睡眠剝奪后仍然存活。

因此，研究人員得出結(jié)論，長期睡眠剝奪產(chǎn)生的多器官功能障礙綜合征由細(xì)胞因子風(fēng)暴綜合征（CSS，一組代表多種炎癥反應(yīng)的紊亂性疾病，可導(dǎo)致器官損傷、發(fā)病和死亡）引起，不睡覺致死的真正原因是免疫系統(tǒng)的過度激活。

為了解具體是什么原因觸發(fā)了CSS，研究人員對這些小鼠血腦屏障（BBB，循環(huán)系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間的動態(tài)界面，受內(nèi)源性生物鐘調(diào)節(jié)）的生物物質(zhì)流出進(jìn)行了時程分析。結(jié)果顯示，這些進(jìn)行長期睡眠剝奪的小鼠晝夜節(jié)律振蕩顯著減弱，同時生物物質(zhì)流出總體增強(qiáng)。

接著，研究人員為了進(jìn)一步分析是哪些生物物質(zhì)流出，使用探針檢測小鼠大腦，發(fā)現(xiàn)PGD2在大腦內(nèi)的累積顯著增加，轉(zhuǎn)運到外周循環(huán)系統(tǒng)的速度明顯提高。隨后，研究人員向小鼠體內(nèi)注入PGD2受體1（DP1）激動劑，發(fā)現(xiàn)DP1激動劑增加了血液白細(xì)胞中中性粒細(xì)胞的比例和促炎細(xì)胞因子的水平。最后，研究人員通過藥理學(xué)和遺傳方法阻斷PGD2和DP1的信號通路，發(fā)現(xiàn)小鼠因睡眠剝奪誘導(dǎo)所產(chǎn)生的炎癥顯著減少。因此研究人員得出結(jié)論：睡眠剝奪會增強(qiáng)PGD2的累積并使其穿過血腦屏障的流出增加，進(jìn)而引發(fā)全身炎癥。

睡眠質(zhì)量低導(dǎo)致心理健康問題

事實上，由于繁重的工作量或社會壓力，許多人的睡眠時間極短，甚至僅為每天所需睡眠量的三分之一。就此情況，研究人員又對另一群小鼠進(jìn)行了每日4小時睡眠的限制方案。結(jié)果顯示，每日睡眠量受到限制也會導(dǎo)致中性粒細(xì)胞增多。上述研究已經(jīng)表明，循環(huán)系統(tǒng)的中性粒細(xì)胞增多會導(dǎo)致免疫系統(tǒng)過度激活，進(jìn)而發(fā)全身炎癥甚至死亡。

當(dāng)?shù)貢r間11月27日，一篇關(guān)于睡眠質(zhì)量的文章《The science behind sleep habits and how college students can improve them》發(fā)表在《The State News》上。美國密歇根州立大學(xué)（Michigan State University）動物科學(xué)系助理教授Hanne Hoffmann在文中表示，規(guī)律睡眠以及睡眠質(zhì)量同樣重要，“如果每晚醒來三次，那么八小時的睡眠并沒有用?！?/p>

“獲得不間斷睡眠的一種方法是避免任何可能導(dǎo)致睡眠減少的干擾?！盚anne Hoffmann說，“睡眠受到干擾可能會打破規(guī)律的睡眠模式，導(dǎo)致包括脾氣暴躁、無法學(xué)習(xí)甚至健康障礙等一系列問題?！?/p>

據(jù)美國疾病控制與預(yù)防中心（CDC）研究，美國大學(xué)生失眠率為26.4%，至少60%的大學(xué)生睡眠質(zhì)量較差。在這些失眠學(xué)生中，78.2%的人患有抑郁癥，15.8%的人患有多動癥。研究人員認(rèn)為，這重申了在調(diào)查和治療失眠、抑郁或多動癥時，檢查睡眠以及與精神和情緒相關(guān)的癥狀群的重要性。

研究人員表示，體力活動減輕了心理健康對失眠的影響。在患有多動癥的學(xué)生中，每周運動2天及以上的學(xué)生比運動量較少的學(xué)生有更好的睡眠質(zhì)量。因此，研究人員建議，學(xué)校應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步將校園體育活動作為學(xué)生心理健康和失眠管理策略的替代方案。

同時，研究人員發(fā)現(xiàn)，有兼職工作的學(xué)生失眠幾率是沒有兼職工作學(xué)生的2.10倍。研究人員認(rèn)為，大學(xué)生對兼職工作的控制力較弱，但對自身工作的要求卻很高，因此他們可能會普遍經(jīng)歷嚴(yán)重的睡眠困難。此外，學(xué)業(yè)和就業(yè)的雙重要求也可能成為充足睡眠的結(jié)構(gòu)性障礙。

Hanne Hoffmann說：“改善睡眠質(zhì)量有四個步驟：遵守有規(guī)律的睡眠時間表、遠(yuǎn)離刺激性食物和飲料、調(diào)低燈光、手機(jī)和電腦的亮度以及放松大腦?！?/p>

來源：澎湃新聞

作者：于邦坤 姚易琪