睡眠不佳長(zhǎng)期以來(lái)與阿爾茨海默病(Alzheimer'sdisease)有關(guān),但是人們對(duì)睡眠中斷如何促進(jìn)這種疾病知之甚少。如今,在一項(xiàng)新的研究中,通過(guò)研究小鼠和人類,來(lái)自美國(guó)華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)睡眠剝奪增加了阿爾茨海默病關(guān)鍵蛋白tau的水平。
在對(duì)小鼠進(jìn)行的后續(xù)研究中,他們發(fā)現(xiàn)失眠加快毒性的tau蛋白團(tuán)塊在大腦中擴(kuò)散---這是大腦損傷的前兆,也是癡呆癥產(chǎn)生的一個(gè)決定性步驟。這些發(fā)現(xiàn)表明睡眠不足有助于促進(jìn)這種疾病產(chǎn)生,并且提示著良好的睡眠習(xí)慣可能有助于保持大腦健康。
論文通訊作者、華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院神經(jīng)病學(xué)系主任DavidHoltzman博士說(shuō),“這項(xiàng)研究的有趣之處在于它表明睡眠等現(xiàn)實(shí)生活因素可能會(huì)影響這種疾病在大腦中的擴(kuò)散速度。
我們已知道睡眠問(wèn)題和阿爾茨海默病之間部分上是通過(guò)一種不同的阿爾茨海默病蛋白---β-淀粉樣蛋白(amyloidbeta,Aβ)---相關(guān)聯(lián)在一起,但是這項(xiàng)研究表明睡眠中斷導(dǎo)致破壞性的蛋白tau迅速增加并隨著時(shí)間的推移而發(fā)生擴(kuò)散。”tau蛋白通常存在于大腦中(即便在健康人群中),但是在某些條件下,它能夠聚集成破壞附近組織和預(yù)示認(rèn)知下降的纏結(jié)物。華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院的近期研究已表明睡眠不佳的老年人具有較高的tau水平。但是尚不清楚睡眠不足是否直接迫使tau水平上升,或者兩者之間是否以其他方式相關(guān)聯(lián)在一起。
為了找到答案,Holtzman和他的同事們(包括論文第一作者JerrahHolth博士,Holtzman實(shí)驗(yàn)室的前博士后學(xué)者SarahFritschi博士)測(cè)量了睡眠正常和睡眠中斷的小鼠和人類中的tau水平。
小鼠是夜行動(dòng)物。這些研究人員發(fā)現(xiàn)在晚上(小鼠更清醒和活躍)時(shí),小鼠腦脊髓液中的tau水平大約是白天(小鼠更頻繁地打瞌睡)時(shí)的兩倍。在白天干擾小鼠休息導(dǎo)致白天時(shí)的tau水平加倍。同樣的效果也存在于人體中。論文共同作者、華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院神經(jīng)病學(xué)助理教授BrendanLucey博士獲得了來(lái)自8個(gè)人在正常的夜間睡眠后的腦脊髓液,以及在整夜保持清醒之后再次獲得這些人的腦脊髓液。這些研究人員發(fā)現(xiàn)晚上失眠導(dǎo)致tau水平上升了大約50%。
熬夜讓人感到壓力大和胡思亂想,并有可能在下次有機(jī)會(huì)時(shí)入睡。雖然很難判斷小鼠的情緒,但是它們也會(huì)通過(guò)更多的睡眠從失眠的一天中恢復(fù)過(guò)來(lái)。為了排除壓力或行為改變導(dǎo)致tau水平發(fā)生變化的可能性,F(xiàn)ritschi培育出通過(guò)注射一種無(wú)害的化合物而保持清醒數(shù)小時(shí)的轉(zhuǎn)基因小鼠。
在沒(méi)有任何壓力存在的跡象或明顯的額外睡眠需求的情形下,當(dāng)這種化合物消失時(shí),這些小鼠恢復(fù)到正常的睡眠-覺(jué)醒周期(sleep-wakecycle)。通過(guò)使用這些小鼠,這些研究人員發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間保持清醒會(huì)導(dǎo)致tau水平上升??偠灾?,這些研究結(jié)果表明在清醒期間,tau通常是在正常的思考和行動(dòng)中釋放出來(lái)的,而在睡眠期間,這種釋放減少,從而允許tau被清除。
睡眠剝奪會(huì)中斷這個(gè)循環(huán),使得tau積累并讓這種蛋白更有可能開(kāi)始累積成有害的纏結(jié)物。對(duì)于患有阿爾茨海默病的人來(lái)說(shuō),tau纏結(jié)物傾向于出現(xiàn)在大腦中對(duì)記憶有重要作用的部分---海馬體和內(nèi)嗅皮質(zhì),然后擴(kuò)散到其他的大腦區(qū)域。隨著tau纏結(jié)物迅速增加和更多的大腦區(qū)域受到影響,人們?cè)絹?lái)越難以清晰地思考。
為了研究tau纏結(jié)物擴(kuò)散是否受到睡眠的影響,這些研究人員將微小的tau蛋白團(tuán)塊接種到小鼠的海馬體中,隨后讓這些小鼠每天長(zhǎng)時(shí)間保持清醒狀態(tài)。另外的一組小鼠也接受tau纏結(jié)物注射,但是只要它們喜歡,就可以睡覺(jué)。
四周后,相比于休息的小鼠,tau纏結(jié)物在睡眠剝奪的小鼠中擴(kuò)散得更遠(yuǎn)。值得注意的是,這些新的纏結(jié)物出現(xiàn)在患有阿爾茨海默病的人體內(nèi)受到影響的相同大腦區(qū)域。Holtzman說(shuō),“睡個(gè)好覺(jué)是我們都應(yīng)該做的事情。我們的大腦需要時(shí)間從當(dāng)天的壓力中恢復(fù)過(guò)來(lái)。我們迄今為止還不知道隨著年齡的增長(zhǎng)獲得充足的睡眠是否能夠預(yù)防阿爾茨海默病。不過(guò)它不會(huì)造成傷害,這些數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)表明在這種疾病開(kāi)始產(chǎn)生之前,這甚至可能推遲和減緩疾病進(jìn)展。”
這些研究人員還發(fā)現(xiàn),睡眠中斷會(huì)增加突觸核蛋白的釋放,這是帕金森病的一種特征。像帕金森病患者一樣,阿爾茨海默病患者常常有睡眠問(wèn)題。