睡眠缺失如何激活腦內的清道夫細胞

星形膠質細胞和小神經膠質細胞清除神經元連接

研究繼續揭開一些睡眠的奧秘。 在科學可以解釋這些現象之前,臨床認識可能會持續數十年甚至數百年。 作為一個例子,我們知道睡眠剝奪大腦和身體的功能有負面影響。 科學研究正在幫助我們更好地理解為什麼。

一項研究表明,睡眠不足可能會促進腦內細胞的活化,包括星形膠質細胞和小神經膠質細胞,它們可以清除並清除神經元之間的連接。

探索這一發現背後的科學,對人類大腦意味著什麼,以及通過確保足夠的休息來保護大腦功能的方法。

睡眠剝奪的影響

自19世紀後期以來,研究表明睡眠剝奪可能會對生物造成重大傷害。 狗的研究表明,慢性睡眠剝奪導致幾天內死亡。 雖然結果很明顯,但機制卻不是。

在過去的幾十年裡,睡眠研究領域開始蓬勃發展,但仍有許多謎團尚待解決。 看起來,新研究幾乎每週都會引起轟動。 在更廣泛的科學文獻中理解這些論文是很重要的。 這可能並不總是很容易,尤其是當使用的語言有時難以辨認時。 花點時間回顧一下這些研究成果,並考慮可以推導出什麼樣的含義。

研究小鼠腦中的睡眠喪失

我們來研究一下睡眠喪失的作用以及對小鼠大腦內細胞的影響。 小鼠的解剖和生理學與人類並不完全相關,但作為研究對象的優點是顯而易見的。 醫學研究的進展通常依賴於這些小鼠模型。

“神經科學雜誌”的一篇題為“睡眠喪失促進小鼠大腦皮層星形細胞吞噬作用和小膠質細胞激活”的論文中,Michele Bellisi及其同事討論了急性和慢性睡眠剝奪時腦內發生的變化。 這些研究人員一直在研究大腦細胞以及多年來睡眠對其功能的影響。

有幾個基本術語需要了解他們的發現。 大腦有許多重要的細胞。 神經元是主要參與者,通過電化學連接以各種方式運作。 大腦內還有一組稱為神經膠質細胞的支持細胞。 這些包括星形膠質細胞,包裹其他細胞並形成膜並在代謝中起作用的星形細胞。 小神經膠質細胞也是神經膠質細胞,並起清除細胞的作用。 它們是吞噬細胞(字面上,“吃細胞”),清理大腦內的碎片。 腦內激活這些細胞可引起炎症。

研究人員之前了解到,在急性睡眠剝奪後激活的星形膠質細胞中存在某些基因(稱為Mertk及其配體Gas6 )。 當覺醒延長時,這些細胞似乎參與吞噬活性。

研究表明,睡眠剝奪導致身體內的炎症,但不知道這些變化是否也發生在大腦內。

Bellisi的研究小組使用掃描電子顯微鏡和從額葉皮層採集的組織樣本來檢查睡眠剝奪對小鼠大腦的影響。 他們觀察了幾種狀態:睡眠6-8小時後自發覺醒,急性睡眠剝奪和慢性睡眠剝奪(約5天)。 研究人員測量了突觸內的體積 - 神經元之間的間隙 - 以及從相鄰星形膠質細胞延伸的附近進程。

睡眠剝奪如何改變腦細胞?

發現星形膠質細胞在急性和慢性睡眠喪失中增加其吞噬作用。 這些細胞消耗大突觸的成分,特別是在連接的突觸前側。 MERTK表達和脂質代謝(稱為過氧化)的增加支持這種活性。 這對大腦的完整性意味著什麼?

睡眠剝奪時星形膠質細胞的吞噬作用可能代表大腦組織對長時間覺醒相關突觸活動增加的反應。 回想一下,睡眠不足不僅僅是缺乏睡眠; 它是清醒的寄託。 這是一個需要能源的過程,也是一個生產廢棄物的過程。 星形膠質細胞必須清除嚴重使用的突觸的磨損組分。

慢性睡眠剝奪小鼠導緻小膠質細胞激活。 這些細胞基本上被調用來吞噬突觸的元素,就像召集清理大亂子的保管人員一樣。 儘管在腦部周圍的腦脊液中沒有明顯的炎症跡象,但是這些細胞在腦組織中的存在與此有關。 對大腦的額外侮辱可能更可能導致這些細胞的過度反應,可能導致腦損傷。 因此,長期睡眠不足可能會使大腦容易出現永久性問題。

睡眠剝奪對長期健康的影響

這些研究人員可能最關心的是,僅僅幾個小時的睡眠剝奪導致星形膠質細胞活性的增加。 當睡眠剝奪延長時,活動進一步增加並且小膠質細胞也被激活。 這些管家功能可能有助於支持大腦內的強大突觸。

不幸的是,慢性睡眠剝奪可能與其他壓力因素一樣,並使大腦容易受到損傷和退化,甚至可能導致像癡呆這樣的狀態。

如何避免睡眠剝奪的影響

有人認為,睡眠剝奪可能會對你的大腦造成永久性損傷。 可以做什麼?

為了避免睡眠不足的影響,請確保您滿足您的睡眠需求 。 平均而言,一個成年人需要七到九個小時的睡眠才能感到休息。 老年人可能需要少一點睡眠。 如果你很快入睡,晚上沒有多少時間清醒,並且在白天感到困倦(尤其是睡午覺),你可能沒有足夠的睡眠。

除了數量,確保你獲得最佳的睡眠質量。 睡眠應該是寧靜的。 如果您有任何睡眠障礙症狀,如睡眠呼吸暫停失眠 ,請獲得解決這些症狀所需的幫助。 不要依賴安眠藥超過幾週,因為這些不能代替正常的睡眠。

通過改善睡眠,這將有助於確保您獲得良好睡眠的好處,而無需擔心睡眠不足的長期後果。

一句話來自

科學研究支持我們對身體如何工作的理解,但這不是絕對無誤的。 重要的是要記住,調查結果可能會與先前的知識相衝突,新的研究可能會以新的視角提出問題。

科學是一種對話,是對事實的持續追求。 如果這項研究鼓勵你優化你的睡眠,它對你的健康有價值,但它不應該過度關注過去發生的睡眠損失。 那艘船駛過了。 專注於你今天能做的事情,並為你的長期福祉帶來好處。

>來源:

> Bellisi M 等人 “睡眠喪失促進小鼠大腦皮層的星形膠質細胞吞噬作用和小膠質細胞活化” ,“神經科學雜誌” 2017年5月24日; 37(21):5263-5273。

> Bentivoglio M和Grassi-Zucconi G.“睡眠剝奪的先驅性實驗研究”。 睡覺 1997年7月; 20(7):570-6。

>修復,JD。 高產神經解剖學 第二版。 費城:利平科特,威廉姆斯和威爾金斯,2000年,第30-32頁。

> Purves D 等人 神經科學 第3版。 麻薩諸塞州桑德蘭:Sinauer Associates,Inc.,2004年,第8-9頁。