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Science:一夜没睡,患阿尔茨海默症风险或升高

2019-01-29
最新一项研究表明,睡眠不足会增加阿尔茨海默症关键蛋白tau的水平。

长期以来,睡眠不足一直被认为与阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease)有关,但研究人员对睡眠不足如何导致这种疾病却知之甚少。此前已有研究证明,睡眠问题和阿尔茨海默症在一定程度上与该疾病的标志蛋白质β淀粉样蛋白相关。

现在,美国华盛顿大学医学院(WUSM)最新的一项研究发现,睡眠不足会增加阿尔茨海默症另一标志蛋白tau蛋白的水平,并且随着时间的推移加速其扩散。研究结果发表在1月24日的Science杂志上。

“这项研究的有趣之处在于,它表明睡眠等现实生活因素可能会影响阿尔茨海默症在大脑中传播的速度。” 领导这项研究的、WUSM的神经学家David Holtzman博士说道。

Tau蛋白通常存在于大脑(即使是健康人的大脑)中。当我们清醒时,我们大脑中的神经元忙于发出信号并释放tau蛋白。当我们睡觉时,我们的神经元相对“空闲”,白天形成的tau蛋白就会消散。然而,随着清醒状态增加,tau蛋白积累的速度会快于它被清除的速度, tau蛋白可能会继续累积,形成有毒的缠结,并扩散到整个大脑,加速神经变性。

WUSM最近的研究表明,睡眠质量差的老年人tau蛋白水平较高。但目前尚不清楚睡眠不足是否会直接导致tau蛋白水平上升,或者两者以其他方式关联着。

为了寻找答案,Holtzman领导的研究小组观察了睡眠正常和睡眠不足的小鼠以及人的tau蛋白水平,并且评估了其组织间液(ISF)和脑脊液(CSF)中的tau蛋白水平以及其扩散速度。

睡眠不足增加tau蛋白的产生

小鼠是夜间活动的动物。研究人员发现,当它们在夜间更清醒、更活跃时,其大脑细胞周围液体中的tau蛋白水平大约是白天的两倍。白天扰乱小鼠休息会导致其白天tau蛋白水平加倍。

同样的结果也出现在人体身上。神经学助理教授Brendan Lucey博士招募了8位30-60岁健康成年人,比较了正常睡眠和一晚不睡条件下脑部β-淀粉样蛋白和Tau蛋白的情况。结果发现,一个不眠之夜就会导致tau蛋白水平上升约50%。与此同时,β-淀粉样蛋白也增加了30%。

为了排除压力或行为变化导致tau蛋白水平变化的可能性,研究人员创造了一种转基因老鼠,通过注射一种无害的化合物,这些小鼠可以连续数小时不睡觉。当这种化合物消失后,老鼠回到正常的睡眠-觉醒周期,且没有任何压力的迹象,也没有明显的额外睡眠欲望。研究人员利用这些小鼠发现,长时间保持清醒会导致tau蛋白水平上升。

研究结果表明,在醒着的时候,tau蛋白通常会在正常的思考和做事过程中被释放出来;而在睡眠时,tau蛋白的释放会减少,从而被清除。而睡眠不足会打乱这个循环,从而使得tau蛋白积聚,更有可能积聚成有害的缠结。

睡眠不足加速tau蛋白的扩散

在阿尔茨海默症患者中,tau蛋白缠结往往出现在大脑中对记忆很重要的部位——海马体和内嗅皮层(the hippocampus and entorhinal cortex),然后扩散到大脑的其他区域。随着tau蛋白缠结影响到更多地区域,人们会越来越难以清晰地思考。

为了研究tau蛋白缠结的扩散是否受到睡眠的影响,研究人员在小鼠的海马中植入了微小的tau蛋白缠结,然后让这些小鼠每天长时间保持清醒。同时,另一组小鼠也注射了tau蛋白缠结,但它们可以随时睡觉。四周后,睡眠不足的小鼠体内的tau蛋白缠结比睡眠充足的小鼠扩散得更远。值得注意的是,在阿尔茨海默症患者大脑的相同区域也出现了新的缠结。

睡眠超过9小时,痴呆风险或高2倍

既然睡眠不足容易加速tau蛋白的产生和扩散,导致阿尔茨海默症的发生。那么是否意味着,睡眠时间越长越好?其实不然,而且结果恰恰相反。

根据2017年发表在Neurology杂志上的一篇大规模研究,来自波士顿大学医学院(BUSM)神经病学教授Sudha Seshadri博士领导研究团队检查了来自Framingham心脏研究(FHS)的数据。结果发现,与那些持续睡眠不到9小时的人相比,在10年内经常睡眠9小时或以上的人发生阿尔茨海默症的风险高出两倍。

写在最后

究竟睡几小时才最好?研究中并未给出准确答案,但David Holtzman 表示,“我们都应该努力做到晚上睡个好觉。我们的大脑需要时间从一天的压力中恢复过来。我们目前还不清楚随着年龄的增长,充足的睡眠是否能预防阿尔茨海默症,但至少不会造成伤害。而且目前的数据表明,如果疾病已经开始,充足的睡眠甚至可能有助于延迟和减缓疾病的进程。”


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