睡眠缺失如何激活脑内的清道夫细胞

星形胶质细胞和小神经胶质细胞清除神经元连接

研究继续揭开一些睡眠的奥秘。 在科学可以解释这些现象之前,临床认识可能会持续数十年甚至数百年。 作为一个例子,我们知道睡眠剥夺大脑和身体的功能有负面影响。 科学研究正在帮助我们更好地理解为什么。

一项研究表明,睡眠不足可能会促进脑内细胞的活化,包括星形胶质细胞和小神经胶质细胞,它们可以清除并清除神经元之间的连接。

探索这一发现背后的科学,对人类大脑意味着什么,以及通过确保足够的休息来保护大脑功能的方法。

睡眠剥夺的影响

自19世纪后期以来,研究表明睡眠剥夺可能会对生物造成重大伤害。 狗的研究表明,慢性睡眠剥夺导致几天内死亡。 虽然结果很明显,但机制却不是。

在过去的几十年里,睡眠研究领域开始蓬勃发展,但仍有许多谜团尚待解决。 看起来,新研究几乎每周都会引起轰动。 在更广泛的科学文献中理解这些论文是很重要的。 这可能并不总是很容易,尤其是当使用的语言有时难以辨认时。 花点时间回顾一下这些研究成果,并考虑可以推导出什么样的含义。

研究小鼠脑中的睡眠丧失

我们来研究一下睡眠丧失的作用以及对小鼠大脑内细胞的影响。 小鼠的解剖和生理学与人类并不完全相关,但作为研究对象的优点是显而易见的。 医学研究的进展通常依赖于这些小鼠模型。

“神经科学杂志”的一篇题为“睡眠丧失促进小鼠大脑皮层星形细胞吞噬作用和小胶质细胞激活”的论文中,Michele Bellisi及其同事讨论了急性和慢性睡眠剥夺时脑内发生的变化。 这些研究人员一直在研究大脑细胞以及多年来睡眠对其功能的影响。

有几个基本术语需要了解他们的发现。 大脑有许多重要的细胞。 神经元是主要参与者,通过电化学连接以各种方式运作。 大脑内还有一组称为神经胶质细胞的支持细胞。 这些包括星形胶质细胞,包裹其他细胞并形成膜并在代谢中起作用的星形细胞。 小神经胶质细胞也是神经胶质细胞,并起清除细胞的作用。 它们是吞噬细胞(字面上,“吃细胞”),清理大脑内的碎片。 脑内激活这些细胞可引起炎症。

研究人员之前了解到,在急性睡眠剥夺后激活的星形胶质细胞中存在某些基因(称为Mertk及其配体Gas6 )。 当觉醒延长时,这些细胞似乎参与吞噬活性。

研究表明,睡眠剥夺导致身体内的炎症,但不知道这些变化是否也发生在大脑内。

Bellisi的研究小组使用扫描电子显微镜和从额叶皮层采集的组织样本来检查睡眠剥夺对小鼠大脑的影响。 他们观察了几种状态:睡眠6-8小时后自发觉醒,急性睡眠剥夺和慢性睡眠剥夺(约5天)。 研究人员测量了突触内的体积 - 神经元之间的间隙 - 以及从相邻星形胶质细胞延伸的附近进程。

睡眠剥夺如何改变脑细胞?

发现星形胶质细胞在急性和慢性睡眠丧失中增加其吞噬作用。 这些细胞消耗大突触的成分,特别是在连接的突触前侧。 MERTK表达和脂质代谢(称为过氧化)的增加支持这种活性。 这对大脑的完整性意味着什么?

睡眠剥夺时星形胶质细胞的吞噬作用可能代表大脑组织对长时间觉醒相关突触活动增加的反应。 回想一下,睡眠不足不仅仅是缺乏睡眠; 它是清醒的寄托。 这是一个需要能源的过程,也是一个生产废弃物的过程。 星形胶质细胞必须清除严重使用的突触的磨损组分。

慢性睡眠剥夺小鼠导致小胶质细胞激活。 这些细胞基本上被调用来吞噬突触的元素,就像召集清理大乱子的保管人员一样。 尽管在脑部周围的脑脊液中没有明显的炎症迹象,但是这些细胞在脑组织中的存在与此有关。 对大脑的额外侮辱可能更可能导致这些细胞的过度反应,可能导致脑损伤。 因此,长期睡眠不足可能会使大脑容易出现永久性问题。

睡眠剥夺对长期健康的影响

这些研究人员可能最关心的是,仅仅几个小时的睡眠剥夺导致星形胶质细胞活性的增加。 当睡眠剥夺延长时,活动进一步增加并且小胶质细胞也被激活。 这些管家功能可能有助于支持大脑内的强大突触。

不幸的是,慢性睡眠剥夺可能与其他压力因素一样,并使大脑容易受到损伤和退化,甚至可能导致像痴呆这样的状态。

如何避免睡眠剥夺的影响

有人认为,睡眠剥夺可能会对你的大脑造成永久性损伤。 可以做什么?

为了避免睡眠不足的影响,请确保您满足您的睡眠需求 。 平均而言,一个成年人需要七到九个小时的睡眠才能感到休息。 老年人可能需要少一点睡眠。 如果你很快入睡,晚上没有多少时间清醒,并且在白天感到困倦(尤其是睡午觉),你可能没有足够的睡眠。

除了数量,确保你获得最佳的睡眠质量。 睡眠应该是宁静的。 如果您有任何睡眠障碍症状,如睡眠呼吸暂停失眠 ,请获得解决这些症状所需的帮助。 不要依赖安眠药超过几周,因为这些不能代替正常的睡眠。

通过改善睡眠,这将有助于确保您获得良好睡眠的好处,而无需担心睡眠不足的长期后果。

一句话来自

科学研究支持我们对身体如何工作的理解,但这不是绝对无误的。 重要的是要记住,调查结果可能会与先前的知识相冲突,新的研究可能会以新的视角提出问题。

科学是一种对话,是对事实的持续追求。 如果这项研究鼓励你优化你的睡眠,它对你的健康有价值,但它不应该过度关注过去发生的睡眠损失。 那艘船驶过了。 专注于你今天能做的事情,并为你的长期福祉带来好处。

>来源:

> Bellisi M 等人 “睡眠丧失促进小鼠大脑皮层的星形胶质细胞吞噬作用和小胶质细胞活化” ,“神经科学杂志” 2017年5月24日; 37(21):5263-5273。

> Bentivoglio M和Grassi-Zucconi G.“睡眠剥夺的先驱性实验研究”。 睡觉 1997年7月; 20(7):570-6。

>修复,JD。 高产神经解剖学 第二版。 费城:利平科特,威廉姆斯和威尔金斯,2000年,第30-32页。

> Purves D 等人 神经科学 第3版。 麻萨诸塞州桑德兰:Sinauer Associates,Inc.,2004年,第8-9页。