生命科学|今日《细胞》灵魂拷问:不睡觉就会死,这是为啥?


编辑 | 药明康德内容团队
来源:学术经纬
当下的年轻人 , 在快节奏的城市生活中 , 往往回到家就已是晚上8、9点 , 自己可支配的时间少得可怜 。 而他们的补偿方式就是熬夜 , 企图牺牲睡眠 , 给自己多一些娱乐的时间 。

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晚上不想睡 , 白天不想起 , 是很多人的生活常态 | 图片来源:Pixabay
所以我们对“睡眠不足”非常熟悉:头疼、疲惫、无法集中注意力 , 都是缺觉导致的后果 。 但这只是短期睡眠不足带来的影响 。 如果长期出现睡眠剥夺 , 后果很严重——这可能会导致偏执、幻觉、甚至是猝死 。
尽管我们都知道睡眠是如此重要 , 关于睡眠的一个终极问题却始终没有得到回答:为什么动物不睡觉就会死?
今日 , 顶尖学术期刊《细胞》发表了一篇来自哈佛大学医学院的重量级研究 , 回答了这个未解之谜 。

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为了研究睡眠会对动物产生怎样的影响 , 科学家们先是使用了果蝇作为模型 。 他们发现 , 严重睡眠不足 , 也会导致果蝇的猝死 。 正常环境下 , 果蝇能活约40天 。 而一旦剥夺睡眠 , 它们就只能活20天左右 。
有意思的是 , 这些果蝇在“困死”的前几天 , 肠道内会积累大量ROS(活性氧类)分子 。 相比之下 , 大脑里反倒没有这种异常 。 后续研究发现 , 肠子正是产生这些ROS的主要场所 。

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ROS会在缺觉的动物肠子里大量累积 | 图片来源:Vaccaro et al, 2020
这不仅仅是果蝇里才有的现象 。 研究人员们又发现 , 在小鼠身体里 , 一旦缺乏睡眠 , 肠道也同样会积累ROS 。 这表明哺乳动物拥有同样的机制 。
“我们使用了一个无偏倚的方法 , 在身体内寻找睡眠剥夺造成损伤的种种迹象 。 我们很惊讶地发现 , 在(缺乏睡眠)导致的死亡中 , 肠子扮演了很重要的角色 。 ”本研究的负责人Dragana Rogulja教授说道 。
肠子里的ROS水平升高 , 和睡眠不足导致的“困死”之间 , 究竟是怎样一种因果关系呢?为了回答这个问题 , 研究人员们找到了一系列能够中和ROS活性的抗氧化剂 。 他们发现 , 将这些抗氧化剂放进食物里 , 竟然可以让睡眠不足的果蝇 , 活到接近正常的水平!

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抗氧化剂能让缺觉的果蝇活得和普通果蝇差不多久 | 图片来源:参考资料[1]
在哈佛医学院的官方新闻稿中 , 他们指出褪黑素、硫辛酸、以及NAD在清除肠道ROS上 , 特别有效 。 但值得一提的是 , 如果果蝇本身不缺觉 , 这些补充剂就没有额外延长寿命的作用 。
为了验证这个结果 , 研究人员们又通过基因改造的技术 , 让果蝇的肠道里大量表达抗氧化酶 。 同样 , 即便缺少睡眠 , 这些果蝇也不会过早地“困死” 。
综合这些结果 , 研究人员们指出 , 肠道里的ROS积累 , 在缺觉导致的猝死中 , 扮演了重要的角色 。

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本研究的图示 | 图片来源:参考资料[1]
当然 , 我们还有一些问题有待回答 。 比如我们不知道为何缺觉会让ROS在肠子里积累 , 也不知道积累ROS为何会致命 。 但至少 , 我们对缺觉的分子机理有了全新的认识 。
我们太缺觉了 。 但即便我们知道熬夜不好 , 我们还是会熬夜 。 也许在不远的未来 , 研究人员们基于这个发现 , 能开发出一种全新的药物 , 缓解缺觉的症状 。 对于很多纠结是去睡觉还是再刷一会儿手机的人来说 , 这肯定是一个福音 。分页标题
参考资料
[1] Alexandra Vaccaro et al., (2020), Sleep Loss Can Cause Death through Accumulation of Reactive Oxygen Species in the Gut, Cell, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.049
[2] Sleep, Death and … the Gut?, Retrieved June 4, 2020, from https://hms.harvard.edu/news/sleep-death-gut
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