睡眠不良长期以来一直与阿尔茨海默氏症有关,但研究人员对睡眠中断是如何导致老年痴呆症的还知之甚少。
现在,圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员对老鼠和人进行了研究,发现睡眠不足会增加阿尔茨海默氏症的关键蛋白头型的水平。而且,在对老鼠的后续研究中,研究小组已经表明,失眠加速了头脑有*团物质在大脑中的传播-这是脑损伤的先兆,也是导致痴呆的决定性一步。
这些发现发表在1月24日的在线杂志上。科学表明睡眠不足本身就有助于疾病的发生,并暗示良好的睡眠习惯可能有助于保持大脑健康。
“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疾病在大脑中传播的速度,”资深作者大卫·霍兹曼(DavidHoltzman)说。“我们已经知道睡眠问题和老年痴呆症有部分联系,部分原因是一种不同的阿尔茨海默病蛋白-淀粉样β-但这项研究表明,睡眠中断会导致破坏性蛋白τ迅速增加,并随着时间的推移而扩散。”
τ通常存在于大脑中-甚至在健康的人中-但在特定的条件下,它会聚集在一起,形成缠结,损伤附近的组织,预示着认知能力的下降。最近医学院的研究表明,睡眠质量差的老年人中τ含量很高。但目前尚不清楚睡眠不足是否会直接迫使τ水平上升,或者两者是否以其他方式联系在一起。为了找出答案,Holtzman和他的同事,包括第一作者JerrahHolth博士,职员科学家JerrahHolth博士和前Holtzman实验室博士后学者SarahFritschi博士,测量了小鼠和睡眠正常和睡眠紊乱的人的τ水平。
老鼠是夜间活动的动物。研究人员发现,在夜间,当动物更清醒和更活跃的时候,周围脑细胞周围的体液中的τ水平大约是白天的两倍,而白天则是老鼠更频繁地打瞌睡的时候。白天扰乱了老鼠的休息,使白天的τ水平翻了一番。
在人类身上也能看到同样的效果。神经学助理教授BrendanLucey在正常睡眠一夜之后,从八个人那里获得了脑脊液-它为大脑和脊髓洗澡-并且在他们整晚都没睡之后又一次获得了脑脊液。研究人员发现,一个不眠之夜使τ水平上升了大约50%。
通宵熬夜会让人感到压力大,脾气暴躁,很可能在下一次有机会睡觉的时候睡觉。虽然很难判断老鼠的情绪,但它们也从失眠的一天中恢复过来,睡得更晚了。为了排除压力或行为改变导致τ水平变化的可能性,Fritschi创造了转基因小鼠,通过注射无害的化合物一次可以保持几个小时的清醒。当化合物消失时,老鼠回到正常的睡眠周期-醒着-没有任何压力的迹象,也没有明显的额外睡眠的欲望。
通过使用这些老鼠,研究人员发现长时间保持清醒会导致τ水平上升。总之,研究结果表明,在清醒的时间里,通过正常的思考和工作就会释放τ,然后这种释放会在睡眠中减少,从而使τ被清除掉。睡眠不足打断了这个循环,让τ积累起来,使蛋白质更有可能开始积累成有害的缠结。
在患有阿尔茨海默氏症的人中,τ缠结倾向于出现在大脑中对记忆很重要的部分-海马和内隐皮层-然后扩散到其他大脑区域。随着牛头菇和更多的地区受到影响,人们越来越难以清晰地思考。
为了研究Tau缠结的传播是否受睡眠的影响,研究人员用微小的τ簇在小鼠的海马上播种,然后每天让动物长时间保持清醒。另一组小鼠也被注射了τ缠结,但他们可以在任何时候睡觉。四周后,τ缠结在睡眠不足的老鼠身上扩散得比休息好的老鼠还深。值得注意的是,新的缠结出现在与阿尔茨海默氏症患者相同的脑区。
“睡个好觉是我们大家都应该做的事情,”霍尔茨曼说。“我们的大脑需要时间来从一天中的压力中恢复过来。我们还不知道,随着人们的年龄增长,充足的睡眠是否能预防阿尔茨海默病。但它不会造成伤害,而且这一数据和其他数据表明,如果疾病已经开始,它甚至可能有助于延缓和减缓疾病的进程。”
研究人员还发现,睡眠中断会增加突触核蛋白的释放,这是帕金森病的一个特征。帕金森氏症患者-就像老年痴呆症患者一样-经常有睡眠问题。