哈佛揪出「熬夜猝死」元凶:问题不在大脑在肠道 | Cell

熬夜伤身啊……

鱼羊 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

长期熬夜,不仅会变傻,更严重的是可能会猝死。

不过,致命的原因何在,数十年来科学界尚未给出答案。

而现在,来自哈佛大学医学院的最新研究给出了一个方向:

不是大脑,不是心脏,而是肠道中积累的活性氧导致了问题。

论文通讯作者,哈佛神经生物学助理教授Dragana Rogulia表示,他们的研究结果指出:肠道在睡眠不足致死的过程中,起到了重要作用。

哈佛揪出「熬夜猝死」元凶:问题不在大脑在肠道 | Cell

这项成果,登上了顶级期刊《Cell》。

致命因素在肠道

众所周知,睡眠是维持生命的必需品。

先前的研究已经表明,睡眠不足会导致许多严重的疾病,比如心脏病、2型糖尿病、肥胖症、抑郁症等等。

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不仅如此,动物实验已经证明,长时间的睡眠剥夺会导致实验动物过早死亡。

由于睡眠是由神经元产生的,在此前的研究中,科学家们一直致力于寻找大脑跟这种致命性之间的关联。

比如,一种主流观点认为,与大脑修复有关的两个功能,是下调清醒时形成的突触,以及“洗脑”——脑脊液进入大脑清除有害物质。

不过,由于这些过程很难在清醒时诱发,也很难在睡眠期间抑制,其与睡眠不足导致的致命性之间的关系是未知的。

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为了探明这些问题,哈佛医学院的研究人员在果蝇身上进行了一系列实验。

选择果蝇的原因,是果蝇有许多与人类同源的调节睡眠的基因,并且果蝇的生命周期较短,有利于实验观察。

通过基因控制的方式,研究人员让一种可以抑制睡眠的热敏蛋白在果蝇身上表达。

实验过程,这些果蝇被安置在29℃的环境中,这样热敏蛋白就能诱导神经元保持活跃,阻止果蝇入睡。

在这样的环境中,正常作息的对照组果蝇最多可以存活40天。

但在睡眠被剥夺的实验组果蝇中,第10天左右,死亡率急剧升高。并且在第20天的时候,就全部死亡了。

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蓝、绿两组为睡眠不足果蝇

研究人员比较了实验组和对照组果蝇的各个器官组织。

他们发现,睡眠不足的果蝇和对照组果蝇相比,包括大脑在内的大部分身体组织都没产生啥明显区别。

明显的区别,出现在肠道中。

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睡眠不足的果蝇肠道中发现了大量的ROS(活性氧簇)堆积。

ROS是生物有氧代谢过程中的一种副产物,包括氧离子、过氧化物和含氧自由基等,具有高反应活性。

他们会大量破坏DNA和细胞内的其他成分,导致细胞死亡。

实验表明,ROS的累积会在睡眠剥夺的第10天左右达到峰值(下图第一行)。如果停止睡眠剥夺,ROS水平则会降低(下图第二行)。

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21℃下果蝇会恢复正常作息

并且,恢复睡眠的果蝇寿命也会恢复正常。

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也就是说,是持续的睡眠不足导致了果蝇肠道中ROS累积。

同样的结果,也出现在小鼠实验中:睡眠剥夺会导致ROS在小鼠肠道的累积(尤其是小肠),引起氧化应激和细胞损伤。

拯救睡眠不足的果蝇

那么,ROS究竟在致死过程中扮演了什么样的角色?

首先,研究人员测试了数十种能够中和ROS的抗氧化剂。

其中,有11种可以作为食品补充剂,有效延长睡眠不足的果蝇的寿命,使其恢复到、或接近正常水平。

需要说明的是,这些补充剂并不能延长对照组正常果蝇的寿命。

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食品补充剂虽然容易到达肠道细胞,但并不能排除其进入其他器官,发挥保护作用的可能性。

于是接下来,研究人员还通过基因控制,让果蝇的肠道大量产生抗氧化酶,去除ROS。同时,设置对照组,让果蝇针对神经系统的抗氧化酶过度表达。

实验结果进一步证实,中和肠道中累计的ROS,能够预防睡眠不足果蝇的死亡。

而对照组中,神经系统抗氧化酶过度表达的治疗效果并不明显。

下一步研究方向

睡眠,在当今这个时代越来越成为一个“问题”。

此前,北京朝阳医院睡眠呼吸中心发布的《中国睡眠质量调查报告》就显示,在覆盖全国所有省份的10万个被调查者中,16%存在睡眠时间不足6个小时的问题;有83.81%的被调查者经常受到睡眠问题困扰,其中入睡困难占25.83%,浅睡眠者有26.49%。

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论文通讯作者Dragana Rogulia也指出,很多人知道熬夜不好,但仍然避免不了睡眠不足的问题。

而他们的这项最新研究,为改善睡眠不足带来的健康问题提供了新的思路。

Dragana Rogulia介绍,他们的研究“确定了一个核心问题”,一旦解决,至少对果蝇来说,不睡觉也不会意外挂掉。

不过,共同一作Yosef Kaplan Dor指出,目前的研究尚未揭示以下问题:

为什么睡眠不足会导致肠道内的ROS累积?为什么ROS累积如此致命?

接下来,他们将致力于找出ROS在肠道中累积,并造成生理破坏的生物学途径。

最后的最后,还是提醒各位战斗在修仙一线,总想拿起手机在看一分钟的盆友们:

虽然“保命”有望,但是熬夜伤身啊伤身啊伤身……

参考资料

论文地址:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.049

https://hms.harvard.edu/news/sleep-death-gut
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-06/hms-sda060120.php

— 完 —

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