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为什么不睡觉就会死亡?Cell最新论文解答睡眠,死亡和肠道的核心关联

标签:为什么,什么,睡觉,就会,死亡,最新,论文,解答,睡眠  2020-6-5 14:33:27  预览次

  

文章择要:

1.果蝇研究发现,睡眠不足导致的死亡是肠道中积累了​​称为活性氧自由基(ROS)的分子;

2.中和肠道中的ROS能帮助紧张缺乏睡眠的果蝇具有正常的寿命;

3.因为睡眠不足而在肠道中积累了​​ROS在多个物种中发现;

4。这些发现可能会为未来消弭人类睡眠不足的有害影响提供帮助。

睡眠不足的最初迹象我们经常都可以看见,黑眼圈,委靡,难以集中细致力,或者烦躁甚至是不天然的笑颜。甚至在经历了长时间的睡眠褫夺之后,还会出现迷失方向,贪图症和出现幻觉等。

长期的睡眠褫夺可能是致命性的。虽然之前只是偶尔在人类中报道了这种征象,但科学家们在1983年对大鼠进行的一项广泛引用的研究注解,完全缺乏睡眠不可避免地会导致死亡。

然而,尽管进行了数十年的研究,一个核心题目仍未解决:为什么动物在不睡觉时会死亡?

近期,来自哈佛医学院的神经科学家发现了睡眠褫夺与过早死亡之间存在意想不到的因果关系。在一项关于睡眠不足的果蝇的研究中信息网,研究人员发现,死亡之前,肠道中总是会积累称为活性氧(reactive oxidative species, ROS)的分子。

这一发现宣布在6月4日的Cell杂志上。研究发现当给果蝇施用抗氧化剂化合物,中和并消灭肠道中的ROS时,睡眠不足的果蝇可以保持活跃,并具有正常的寿命。在小鼠中进行的其他实验也证明,睡眠不足时,ROS会在肠道中蕴蓄。

科学家们长期以来一向在研究睡眠,这种征象好像是生命的基础,但在很多方面仍然蒙着神秘的面纱。几乎每种动物都有睡眠公司,或者体现出某种情势的类似睡眠的举动。假如出现不足,将会导致紧张的后果。在人类中,慢性睡眠不足与心脏病奥林巴斯显微镜,2型糖尿病奥林巴斯显微镜,癌症,肥胖症,烦闷症等很多其他疾病奥林巴斯显微镜有关。

这项发现注解在某些情况下动物确实可以不睡觉就生存。这组作者说,这些效果为了解睡眠不足的影响拓荒了新的研究途径,并有可能帮助设计针对这一有害影响的方法。

文章通信作者,神经生物学副教授Dragana Rogulja说:“我们采取了一种不偏不倚的方法,在整个身体内搜索了睡眠褫夺造成损害的指标。我们惊奇地发现肠道在导致死亡的过程中起偏重要作用。”

秒速赛车投注官方网站“更令人惊奇的是,我们发现可以防止过早死亡。天天清晨,我们所有人都聚集在果蝇四周,惊奇的发现中和肠道中的ROS时,就可以救济果蝇。”

肠道积累

先前的研究注解,长时间的完全睡眠限定会导致动物模型过早死亡。为了回答睡眠褫夺如何影响死亡,大多数研究工作都集中在睡眠起源的大脑上,但迄今为止还没有一个结论性的效果。

哈佛神经生物学研究员Alexandra Vaccaro和Yosef Kaplan Dor等人在果蝇中进行了一系列实验,这些果蝇与人类共享很多调节睡眠的基因。为了监测睡眠,研究人员使用红外光束赓续跟踪果蝇的活动。

他们发现果蝇可以通过物理震荡来入睡,因此研究小组转向了更为复杂的方法。他们通过基因操纵果蝇在特定的神经元中表达一种热敏蛋白,已知该蛋白的活性是克制睡眠。当果蝇被安置在29℃(84华氏度)的条件下,这种蛋白诱导神经元保持持续活跃,阻止了果蝇入睡。

经过10天的温度诱发的睡眠褫夺后,果蝇的死亡率达到峰值,在第20天左右死亡。在雷同的环境条件下,具有正常睡眠的对照果蝇最多可以存活40天。

因为死亡率在第10天左右就增长了,因此研究人员在那一天及之前几天探求细胞奥林巴斯显微镜损伤的标志。除睡眠不足的果蝇和非睡眠不足的果蝇外,研究人员没有发现包括它们的大脑在内的大多数组织有什么差异,只有一个显明的例外。

睡眠不足的果蝇的肠腔内有大量的ROS堆积,这些ROS是高度反应性的含氧分子,它们会大量破坏DNA和细胞奥林巴斯显微镜内的其他成分,导致细胞奥林巴斯显微镜死亡。ROS的积累在睡眠褫夺的第10天左右达到峰值,并且当褫夺制止时,ROS水平降低。

其它实验也证明,只有那些持续睡眠丧失的动物的肠道才会积累ROS,而肠道确实是这种致命ROS的重要来源。

Vaccaro说:“我们发现,每一次睡眠褫夺的果蝇都以雷同的速度死亡,当我们观察细胞奥林巴斯显微镜损伤和死亡的迹象时,真正有差别的是肠道。我记得当我们进行第一个实验时,就可以在显微镜下立即分辨出惊人的差异。这在实验室研究中几乎从未发生过。”

该研究小组还通过使用轻柔,延续的机械刺激使小鼠保持长达五天的清醒状况,研究了其他物种是否发生了ROS积累。与对照组动物相比,睡眠褫夺小鼠的小肠和大肠中的ROS水平升高,而在其他器官中则没有,这与果蝇的观察效果同等。

死亡救援

为了弄清楚肠道中的ROS是否在睡眠褫夺引起的死亡中起到了因果作用,研究人员分校了防止ROS积累是否可以延伸生存期。

他们测试了数十种具有抗氧化剂特征的化合物,这些化合物已知能够中和ROS,效果发现11种作为食品增补剂时,可使睡眠不足的果蝇具有正常或接近正常的寿命。这些化合物(例如褪黑素,硫酸楚和NAD)在消灭肠道中的ROS方面分外有用。值得细致的是,增补剂并没有延伸非褫夺性果蝇的寿命。

秒速赛车投注官方网站通过基因操纵果蝇总成,在其肠道中过量产生抗氧化酶的实验,进一步证明了去除ROS在预防死亡中的作用。这些果蝇在缺乏睡眠时具有正常至接近正常的寿命,而在神经系统中过量产生抗氧化酶的对照果蝇则并非如此。

研究人员认为研究效果注解,肠道内ROS的积累在睡眠不足导致的过早死亡中起着核心作用,但他们也警告说,很多题目仍未得到解答。

卡普兰·多尔说:“我们仍然不知道为什么睡眠不足会导致肠道内的ROS积蓄,以及为什么如此致命。” “睡眠褫夺可以直接影响肠道,但触发因素也可能起源于大脑。类似地,死亡可能是因为肠道受损或高水平的ROS具有全身作用,或这些作用的组合。”

秒速赛车投注官方网站已知睡眠不足会干扰人体的饥饿传导途径,因此研究小组还测量了果蝇的食物摄入量,分析进食与死亡之间是否存在潜在的关联。

他们发现,与未褫夺的对照相比,一些睡眠不足的果蝇全天吃得更多。但是,限定食物的获取对生存没有影响,注解涉及食物摄入以外的因素。

研究人员如今正在努力探求导致ROS在肠道中积累,并随后造成心理破坏的生物学途径。

研究小组盼望他们的工作能够为抵消睡眠褫夺的某些负面影响带来帮助。根据美国FDA的数据,三分之一的美国成年人每晚睡眠时间少于建议的七个小时,而且睡眠不足是全世界普遍存在的题目。

Rogulja说:“我们许多人长期被褫夺睡眠。即使我们知道天天晚上熬夜都是不好的,我们照旧这么做。” “我信赖我们已经确定了一个核心题目,一旦消弭这一题目,至少在果蝇中就可以不睡觉就生存。”

“我们必要了解睡眠不足如何损害人体的生物学,从而找到预防这种危险的方法。”

(生物通:万纹)

原文题目:

Sleep Loss Can Cause Death through Accumulation of Reactive Oxygen Species in the Gut


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