近日,一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中稱,來自哈佛醫學院的研究人員通過研究發現,長期熬夜致死,問題不在大腦或心臟,而是在腸道。長期熬夜之所以會引發過早死亡,是源於氧化物在腸道內的堆積,而且研究人員通過實驗進一步證實,通過主動清除動物腸道內的氧化物,即使長期熬夜,其壽命也和保持正常作息的動物沒有差異。
這份研究報告引起了國際學術界的高度關注。那麼,氧化物堆積在腸道為何能引發人「猝死」?該研究與以往熬夜致死原因的認知有何不同?為何主動清除動物腸道內的氧化物,即使長期熬夜,其壽命也和保持正常作息的動物沒有差異?睡眠不足會對身體造成哪些傷害,會引起哪些疾病?該研究是否會對治療睡眠不足帶來的健康危害有所幫助?為此,記者採訪了國內相關專家。
熬夜已成為人們的新常態
在專家看來,熬夜是現代社會的一個現狀,由於現代生活方式的改變、社會競爭壓力的增大等一系列因素的影響,熬夜已成為人們的新常態。但是,經常熬夜會給我們的身體帶來非常大的危害。
長期從事腸道益生與疾病研究的中國藥科大學副教授儲衛華告訴記者,睡眠不足導致腸道氧化物堆積從而導致「猝死」,這是2020年6月發表在著名期刊Cell上的研究成果,該研究是通過果蠅和小鼠模型獲得的實驗結果。
熬夜會導致腸道產生大量氧化物,腸道中的氧化物是高反應活性氧分子。而活性氧是體內一類氧的單電子還原產物,主要是線粒體由狀態Ⅲ向狀態Ⅳ轉換中高氧的環境和高還原態的呼吸鏈使大量電子漏出並還原氧分子而形成的化學物質,活性氧會大量破壞DNA以及細胞的其他成分,它會摧毀基於肌膚彈力的膠原蛋白和彈性蛋白,從而引起皺紋、鬆弛。
「活性氧也會刺激色素細胞產生大量黑色素,繼而產生黃褐斑、蝴蝶斑等;活性氧還會摧毀細胞膜,使細胞不能從外部吸收營養,繼而導致細胞死亡,使組織器官衰老甚至是誘發心血管疾病、神經性疾病及腫瘤等200多種疾病。」儲衛華說,尤其是,長期熬夜還會引發猝死。
在南京醫科大學附屬常州第二人民醫院林敏博士看來,活性氧化物是生物體有氧代謝產生的一類活性含氧化合物的總稱,主要包括過氧化氫、超氧陰離子、羥自由基等。機體細胞通過多種途徑維持ROS產生與消解的動態平衡。近年的研究揭示ROS參與細胞正常的生理過程,與細胞的增殖、分化及凋亡密切相關。
「不同刺激誘導細胞產生的內源性ROS可作為第二信使,通過改變氧化還原狀態調節增殖、分化和凋亡相關信號轉導通路中多種靶分子的活性,最終決定細胞的命運。因此,睡眠不足、晝夜節律失調會導致腸屏障功能障礙和腸道菌群失調,引起腸道內活性氧化物(ROS)的蓄積,這是導致機體代謝功能紊亂和進一步誘導『猝死』的關鍵 。」 林敏說。
該研究顛覆了對引起猝死原因的傳統認知
專家介紹,睡眠是我們人類以及動物的生命活動的基礎,科學家長期以來都在研究睡眠,試圖深入了解睡眠的奧秘,但至今仍有許多秘密無法解開。對於幾乎目前已知的所有動物來說,睡眠都是必需的,如果沒有足夠的睡眠,就會導致一系列嚴重的後果。在人類中,睡眠缺失的影響體現為慢性睡眠障礙、心臟病、2型糖尿病、癌症、肥胖、抑鬱等多種疾病。
記者了解到,早在1983年時,就有來自芝加哥學者通過對大鼠進行研究發現,長期的睡眠剝奪會不可避免地造成動物死亡。隨後,科學家們便進行了長達數十年的探索,但一個最為核心的問題仍未解決,就是為什麼動物不睡覺就會死亡。
「近年來, 隨著微生物組學與腸道宏基因組學的發展,科學家們發現腸道參與了多種人類疾病的發生、發展過程,也發現腸道能影響大腦的活動,甚至可以通過腦腸軸的神經、免疫和內分泌等途徑與大腦相互作用,形成腦-腸-菌軸。」林敏說。
林敏介紹,睡眠是大腦調節的一個重要生理過程,有研究者發現腸道,尤其腸道菌群可能是睡眠機制的關鍵調節者。深入研究腸道菌與睡眠調節的相關途徑和作用機制,將對睡眠障礙的治療提供新思路。
腸道參與了機體的各種生理病理過程,通過神經、內分泌、免疫和代謝等途徑參與了睡眠覺醒機制的調節,從腦腸軸探索腸道與睡眠調節之間的關係是目前研究的主要方向。多數研究認為腸道菌群對睡眠的調節是通過腦腸軸內多種途徑的綜合作用結果。
儘管這些研究揭示了睡眠障礙與腸道可互相影響,但目前為止,由於腸道與睡眠障礙的相關研究處於起步階段,還缺乏大規模針對失眠與腸道的臨床實驗研究,睡眠障礙是如何影響腸道的具體機制還停留在動物實驗階段 ,未來的研究方向可能會針對腦腸軸中的某一條途徑進行深入研究。
用江南大學無錫醫學院院長陳永泉教授的話來說,「 以往的研究認為熬夜引發的猝死是與心血管疾病有關,比如原本就有某些心血管疾病的人在熬夜後會突然發生意外,但現在發生猝死的年輕人在生前是沒有心腦血管疾病的,所以該研究顛覆了對引起猝死原因的傳統認知。」
為改善睡眠不足帶來的健康問題提供了新思路
有專家認為, 以往的研究雖然證明了長時間睡眠抑制會不可避免地導致動物過早死亡,但是為了找到睡眠剝奪致死的背後機制,大部分研究者都把精力放在了大腦上。畢竟大腦是控制我們睡眠的主要器官,然而,基於對大腦的研究,並沒有一個研究人員發現有用的線索。
林敏介紹, 哈佛大學醫學院的神經生物學教授Dragana Rogulja為了找到動物不睡覺就會死亡的原因,他們選擇了果蠅作為實驗對象。這是因為果蠅的基因和人類非常相似,許多睡眠調節基因都是和人類共享的。同時,果蠅的生命周期較短,也適合研究人員進行觀察。
研究人員找到了數10種抗氧化物,這些化合物不僅都能中和活性氧化物,而且也可以作為食品補充劑食用,例如褪黑素、NAD等。通過給果蠅補充這些抗氧化物,研究人員發現,睡眠被剝奪的果蠅在使用了抗氧化物補充劑後具有正常或接近正常果蠅的壽命,同時,正常果蠅補充了這些物質後,壽命沒有任何變化。
也就是說,這些抗氧化物能夠延長睡眠被剝奪果蠅的壽命,且不會帶來其他影響。同時,研究人員還通過基因調控,促進果蠅腸道或大腦中抗氧化酶的表達,結果發現,腸道抗氧化酶過表達可以有效延長果蠅的壽命,而大腦抗氧化酶過表達則沒有明顯影響。
用Dragana Rogulja教授的話來說,「我們很多人長期睡眠不足,即使我們知道熬夜是有害的。我們目前已經解決了一個核心問題,即睡眠不足損害人體壽命的生物學機制,而且這一發現至少對於果蠅來說,可以實現不睡覺也可以不死。」
為何主動清除動物腸道內的氧化物,即使長期熬夜,其壽命也和保持正常作息的動物沒有差異?儲衛華說,「該項研究還發現對於持續剝奪睡眠的實驗動物通過中和氧化物,降低腸道內氧化應激,可以抵消睡眠不足帶來的危害,能延長失眠動物的壽命。這主要是通過補充抗氧化劑來實現的。另外,還發現有不少益生菌具有抗氧化活性。」
在專家看來,這也進一步證明了,腸道中活性氧化物堆積在睡眠剝奪導致的死亡中起到了核心作用。尤其對於改善睡眠不足帶來的健康問題,提供了一條新思路,吃抗氧化食物可能對治療睡眠不足帶來的健康危險有幫助。不過研究人員還是沒能弄清楚,為什麼睡眠不足會導致腸道內的活性氧化物的蓄積,以及為什麼如此致命。
也有專家提出,儘管這些研究揭示了睡眠障礙與腸道可互相影響,但目前為止,由於腸道與睡眠障礙的相關研究處於起步階段,還缺乏大規模針對失眠與腸道的臨床試驗研究,睡眠障礙是如何影響腸道的具體機制還停留在動物試驗階段,未來的研究方向可能會針對腦腸軸中的某一條途徑進行深入研究。