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来自研究机构

睡眠不足会加速老年痴呆症的脑损伤

日期:
2019年1月24日
来源:
华盛顿大学医学院
简介:
一项对老鼠和人的研究表明,睡眠不足会导致tau蛋白水平上升,tau蛋白缠结在大脑中扩散。Tau蛋白缠结与阿尔茨海默病和脑损伤有关。
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长期以来,人们一直认为睡眠不足与阿尔茨海默病有关,但研究人员对睡眠中断是如何导致这种疾病的知之甚少。

现在,圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员通过对老鼠和人的研究发现,睡眠不足会增加阿尔茨海默病关键蛋白tau的水平。而且,在对小鼠的后续研究中,研究小组已经表明,失眠加速了有毒tau蛋白团块在大脑中的扩散——tau蛋白团块是脑损伤的先兆,也是痴呆道路上决定性的一步。

这些发现发表在1月24日的在线期刊上科学这项研究表明,睡眠不足本身就会导致这种疾病,并表明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,它表明现实生活中的因素,如睡眠,可能会影响疾病在大脑中传播的速度,”资深作者、安德鲁·b·和格雷琴·p·琼斯教授、神经病学系主任大卫·霍尔茨曼博士说。“我们已经知道,睡眠问题和阿尔茨海默病在一定程度上是通过一种不同的阿尔茨海默病蛋白——淀粉样蛋白——联系在一起的,但这项研究表明,睡眠中断会导致破坏性的tau蛋白迅速增加,并随着时间的推移而扩散。”

Tau蛋白通常存在于大脑中——即使是健康人——但在某些条件下,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。医学院最近的研究表明,睡眠不好的老年人体内的tau蛋白含量很高。但尚不清楚睡眠不足是否直接迫使tau水平上升,或者两者是否以其他方式联系在一起。为了找到答案,Holtzman和他的同事们,包括第一作者Jerrah Holth博士(一名工作人员科学家)和Sarah Fritschi博士(一名Holtzman实验室的前博士后学者),测量了睡眠正常和睡眠中断的老鼠和人的tau水平。

老鼠是夜行动物。研究人员发现,在夜间,当老鼠更加清醒和活跃时,脑细胞周围液体中的tau水平大约是白天的两倍,而白天老鼠更频繁地打瞌睡。白天干扰老鼠的休息会导致白天tau蛋白水平翻倍。

在人类身上也看到了大致相同的效果。Brendan Lucey医学博士是一位神经学助理教授,他从8个人身上提取了脑脊液,这些脑脊液可以浸泡大脑和脊髓,这些人在正常睡眠后和整夜保持清醒后都有脑脊液。研究人员发现,一个不眠之夜会导致tau蛋白水平上升约50%。

熬夜会让人感到压力和暴躁,并可能在下次有机会的时候睡过头。虽然很难判断老鼠的情绪,但它们也会从无眠的一天中恢复过来,睡得更多。为了排除压力或行为变化导致tau水平变化的可能性,Fritschi创造了转基因小鼠,通过注射一种无害的化合物,这些小鼠可以一次保持清醒几个小时。当这种化合物消失后,老鼠就会恢复正常的睡眠-觉醒周期——没有任何压力的迹象,也没有明显的额外睡眠的欲望。

研究人员利用这些老鼠发现,长时间保持清醒会导致tau水平上升。总的来说,研究结果表明,在清醒的时候,tau通常会在正常的思考和行动中释放出来,然后在睡眠期间释放减少,从而使tau被清除。睡眠不足会打断这个循环,使tau蛋白积累,并使其更有可能开始积聚成有害的缠结。

在阿尔茨海默病患者中,tau缠结往往出现在大脑中对记忆很重要的部分——海马体和内嗅皮层——然后扩散到大脑的其他区域。随着tau蛋白缠结的增加,越来越多的区域受到影响,人们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,研究人员在老鼠的海马体中植入了微小的tau蛋白团块,然后让老鼠每天长时间保持清醒。另一组小鼠也被注射tau蛋白缠结,但可以随时睡觉。四周后,睡眠不足的小鼠的tau蛋白缠结比休息的小鼠扩散得更远。值得注意的是,新的缠结出现在阿尔茨海默氏症患者受影响的大脑区域。

“晚上睡个好觉是我们都应该努力去做的事情,”霍尔茨曼说。“我们的大脑需要时间从一天的压力中恢复过来。我们还不知道随着年龄的增长,充足的睡眠是否能预防阿尔茨海默病。但这不会造成伤害,这项研究和其他数据表明,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,突触核蛋白是帕金森病的一个标志。帕金森氏症患者和阿尔茨海默氏症患者一样,经常有睡眠问题。

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故事来源:

材料所提供的华盛顿大学医学院。塔玛拉·班达里原创。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Holth JK, Fritschi SK, Wang C, Pedersen NP, Cirrito JR, Mahan TE, Finn MB, Manis M, Geerling JC, Fuller PM, Lucey BP, Holtzman DM。睡眠-觉醒周期调节小鼠脑间质液tau蛋白和人类脑脊液tau蛋白科学, 2019 doi:10.1126 / science.aav2546

引用此页

华盛顿大学医学院。“睡眠不足会加速老年痴呆症的脑损伤。”《科学日报》。《科学日报》,2019年1月24日。< www.koonmotors.com/releases/2019/01/190124141536.htm >。
华盛顿大学医学院。(2019年1月24日)。睡眠不足会加速老年痴呆症的脑损伤。《科学日报》。2023年6月19日检索自www.koonmotors.com/releases/2019/01/190124141536.htm
华盛顿大学医学院。“睡眠不足会加速老年痴呆症的脑损伤。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2019/01/190124141536.htm(2023年6月19日访问)。

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