今日《細胞》靈魂拷問:不睡覺就會死,這是為啥?

學術經緯 發佈 2020-06-09T11:43:37+00:00

當下的年輕人,在快節奏的城市生活中,往往回到家就已是晚上8、9點,自己可支配的時間少得可憐。儘管我們都知道睡眠是如此重要,關於睡眠的一個終極問題卻始終沒有得到回答:為什麼動物不睡覺就會死?


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當下的年輕人,在快節奏的城市生活中,往往回到家就已是晚上8、9點,自己可支配的時間少得可憐。而他們的補償方式就是熬夜,企圖犧牲睡眠,給自己多一些娛樂的時間。


▲晚上不想睡,白天不想起,是很多人的生活常態(圖片來源:Pixabay)


所以我們對「睡眠不足」非常熟悉:頭疼、疲憊、無法集中注意力,都是缺覺導致的後果。但這只是短期睡眠不足帶來的影響。如果長期出現睡眠剝奪,後果很嚴重——這可能會導致偏執、幻覺、甚至是猝死。


儘管我們都知道睡眠是如此重要,關於睡眠的一個終極問題卻始終沒有得到回答:為什麼動物不睡覺就會死?
今日,頂尖學術期刊《細胞》發表了一篇來自哈佛大學醫學院的重量級研究,回答了這個未解之謎。



為了研究睡眠會對動物產生怎樣的影響,科學家們先是使用了果蠅作為模型。他們發現,嚴重睡眠不足,也會導致果蠅的猝死。正常環境下,果蠅能活約40天。而一旦剝奪睡眠,它們就只能活20天左右。


有意思的是,這些果蠅在「困死」的前幾天,腸道內會積累大量ROS(活性氧類)分子。相比之下,大腦里反倒沒有這種異常。後續研究發現,腸子正是產生這些ROS的主要場所。


▲ROS會在缺覺的動物腸子裡大量累積(圖片來源:Vaccaro et al, 2020)


這不僅僅是果蠅里才有的現象。研究人員們又發現,在小鼠身體里,一旦缺乏睡眠,腸道也同樣會積累ROS。這表明哺乳動物擁有同樣的機制。


「我們使用了一個無偏倚的方法,在身體內尋找睡眠剝奪造成損傷的種種跡象。我們很驚訝地發現,在(缺乏睡眠)導致的死亡中,腸子扮演了很重要的角色。」本研究的負責人Dragana Rogulja教授說道。


腸子裡的ROS水平升高,和睡眠不足導致的「困死」之間,究竟是怎樣一種因果關係呢?為了回答這個問題,研究人員們找到了一系列能夠中和ROS活性的抗氧化劑。他們發現,將這些抗氧化劑放進食物里,竟然可以讓睡眠不足的果蠅,活到接近正常的水平!


▲抗氧化劑能讓缺覺的果蠅活得和普通果蠅差不多久(圖片來源:參考資料[1])


在哈佛醫學院的官方新聞稿中,他們指出褪黑素、硫辛酸、以及NAD在清除腸道ROS上,特別有效。但值得一提的是,如果果蠅本身不缺覺,這些補充劑就沒有額外延長壽命的作用。
為了驗證這個結果,研究人員們又通過基因改造的技術,讓果蠅的腸道里大量表達抗氧化酶。同樣,即便缺少睡眠,這些果蠅也不會過早地「困死」。


綜合這些結果,研究人員們指出,腸道里的ROS積累,在缺覺導致的猝死中,扮演了重要的角色。

▲本研究的圖示(圖片來源:參考資料[1])


當然,我們還有一些問題有待回答。比如我們不知道為何缺覺會讓ROS在腸子裡積累,也不知道積累ROS為何會致命。但至少,我們對缺覺的分子機理有了全新的認識。
我們太缺覺了。但即便我們知道熬夜不好,我們還是會熬夜。也許在不遠的未來,研究人員們基於這個發現,能開發出一種全新的藥物,緩解缺覺的症狀。對於很多糾結是去睡覺還是再刷一會兒手機的人來說,這肯定是一個福音。


參考資料:

[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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