為什么睡眠對我們?nèi)绱酥匾?

科學(xué)家們早就知道睡眠不足會導(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，但尚不清楚是什么機制導(dǎo)致了這些不良影響。

現(xiàn)在，北京生命科學(xué)研究院/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院張二全團隊對小鼠進行長期睡眠剝奪實驗，首次確定睡眠剝奪的大腦會產(chǎn)生腦源性前列腺素D2（PGD2，前列腺素的一種）。存在于大腦和肥大細胞中的物種）/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》于當?shù)貢r間11月27日發(fā)表在期刊《細胞》（Cell）上。

睡眠不足會導(dǎo)致免疫系統(tǒng)過度激活

此前，學(xué)術(shù)界已經(jīng)開發(fā)出許多針對小鼠的睡眠剝奪實驗范式。但張二泉團隊認為，這些傳統(tǒng)范式并不能有效地長期抑制所有睡眠。 “在睡眠不足的早期階段，動物體內(nèi)的平衡機制可以促進機體的睡眠不足?！狈€(wěn)定的恢復(fù)，因此為了嚴格探索睡眠的功能，需要更有效的實驗范式來誘導(dǎo)長期和持續(xù)的睡眠剝奪。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，老鼠睡覺時會采取蹲伏的姿勢，在水中無法入睡。因此，研究人員將老鼠放在籠子里，水深及腳踝。當老鼠快要入睡時，鼻子一接觸到水，它們就會立即被吵醒。腦電圖/肌電圖測試顯示，小鼠一天中96% 的時間都是清醒的，其壓力和代謝水平與接受傳統(tǒng)睡眠剝奪實驗的小鼠相當。

結(jié)果顯示，在睡眠剝奪的四天內(nèi)，80%的小鼠過早死亡。病理檢查發(fā)現(xiàn)，長期睡眠剝奪可引起小鼠多器官功能障礙綜合征（MODS），即兩個或多個系統(tǒng)/器官同時或先后發(fā)生急性功能障礙或衰竭。研究人員試圖應(yīng)用之前果蠅睡眠剝奪實驗的結(jié)論，通過減少腸道活性氧（ROS，生物有氧代謝的副產(chǎn)品）來預(yù)防小鼠多器官功能障礙綜合征。然而，結(jié)果表明，果蠅的生理機制不能應(yīng)用于小鼠。

接下來，研究人員測量了睡眠剝奪期間小鼠體內(nèi)27 種促炎細胞因子和趨化因子以及血液白細胞的血清水平。結(jié)果顯示，隨著睡眠剝奪的進行，促炎細胞因子和趨化因子在小鼠血液中迅速積累，進入循環(huán)的中性粒細胞（非特異性免疫系統(tǒng)的重要組成部分）數(shù)量逐漸增加。研究人員隨后抑制了小鼠體內(nèi)的促炎細胞因子信號通路，發(fā)現(xiàn)小鼠在長期睡眠不足的情況下仍能存活下來。

因此，研究人員得出結(jié)論，長期睡眠不足產(chǎn)生的多器官功能障礙綜合征是由細胞因子風(fēng)暴綜合征（CSS）引起的，這是一組代表多種炎癥反應(yīng)的疾病，可導(dǎo)致器官損傷、發(fā)病和死亡。睡眠不足導(dǎo)致死亡的真正原因是免疫系統(tǒng)過度激活。

為了了解具體觸發(fā)CSS的因素，研究人員對生物物質(zhì)穿過血腦屏障（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)）流出進行了時間過程分析）在這些小鼠中。結(jié)果表明，這些長期睡眠不足的小鼠的晝夜節(jié)律波動顯著減弱，生物量流出總體增加。

隨后，為了進一步分析到底是哪些生物物質(zhì)流出，研究人員用探針對小鼠大腦進行了檢測，發(fā)現(xiàn)大腦中PGD2的積累明顯增加，并且轉(zhuǎn)運到外周循環(huán)系統(tǒng)的速度明顯增加。研究人員隨后將PGD2受體1（DP1）激動劑注射到小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)DP1激動劑增加了血液白細胞中中性粒細胞的比例以及促炎細胞因子的水平。最后，研究人員通過藥理學(xué)和遺傳學(xué)方法阻斷PGD2和DP1信號通路，發(fā)現(xiàn)小鼠睡眠剝奪誘發(fā)的炎癥明顯減輕。因此，研究人員得出結(jié)論，睡眠剝奪會增強PGD2的積累，并增加其穿過血腦屏障的流出，從而引發(fā)全身炎癥。

睡眠質(zhì)量差會導(dǎo)致心理健康問題

事實上，由于工作繁重或社會壓力，很多人睡眠很少，甚至只有每天所需睡眠量的三分之一。在這種情況下，研究人員對另一組小鼠進行了4 小時的睡眠限制計劃。結(jié)果顯示，每日睡眠限制也會導(dǎo)致中性粒細胞增多。上述研究表明，循環(huán)系統(tǒng)中中性粒細胞增多可導(dǎo)致免疫系統(tǒng)過度激活，導(dǎo)致全身炎癥甚至死亡。

當?shù)貢r間11月27日，《The science behind sleep habits and how college students can improve them》上發(fā)表了一篇關(guān)于睡眠質(zhì)量《The State News》的文章。美國密歇根州立大學(xué)動物科學(xué)系助理教授漢娜·霍夫曼在文章中表示，規(guī)律的睡眠和睡眠質(zhì)量同樣重要。 “如果你每晚醒來三次，那么八個小時的睡眠就沒有意義了?！?

“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，”漢娜·霍夫曼說。 “睡眠障礙會擾亂正常的睡眠模式，導(dǎo)致一系列問題，包括脾氣暴躁、無法學(xué)習(xí)，甚至健康障礙?！?

美國疾病控制與預(yù)防中心（CDC）的研究顯示，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。在這些失眠的學(xué)生中，78.2%患有抑郁癥，15.8%患有多動癥。研究人員認為，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精神和情緒相關(guān)癥狀群的重要性。

研究人員表示，體力活動可以減輕心理健康對失眠的影響。在患有多動癥的學(xué)生中，每周鍛煉2 天或以上的學(xué)生比鍛煉較少的學(xué)生睡眠質(zhì)量更好。因此，研究人員建議學(xué)校應(yīng)進一步促進校園體育活動，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)生患失眠的可能性是沒有兼職工作的學(xué)生的2.10倍。研究人員認為，大學(xué)生對兼職工作的控制力較差，但對自己的工作要求較高，因此他們普遍可能會出現(xiàn)嚴重的睡眠困難。此外，學(xué)校和就業(yè)的雙重需求也可能成為充足睡眠的結(jié)構(gòu)性障礙。

“改善睡眠質(zhì)量有四個步驟：堅持規(guī)律的睡眠時間表，遠離刺激性食物和飲料，關(guān)掉燈光、手機和電腦的亮度，放松大腦，”漢尼·霍夫曼說。