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研究揭秘:为什么年纪越大睡眠就越差

我们都知道,年龄越大,睡眠时间就越少;年龄越小,睡眠时间就越长。记得在很小的时候,就有一个非常流行的公式,能够通过年龄来计算适合当前年龄段的睡眠时间。不管这个公式科不科学,至少在那个时候,年龄与睡眠之间的关系就已经深入人心。

事实上,年龄的增长还会导致睡眠不稳定,也就是人们常说的睡眠碎片化。

已有研究证实,睡眠不稳定与衰老和认知功能的下降密切相关。不过,尽管睡眠碎片化是老年人群中最普遍的睡眠问题,但睡眠不稳定的潜在机制仍然难以捉摸。

直到今年,一项最新发表的论文才具体揭示了睡眠质量与衰老之间的关系。

这项研究于2022年发表在Science(自然)期刊上,文章名为“Hyperexcitable arousal circuits drive sleep instability during aging”,中文译作“过度兴奋的唤醒回路在衰老过程中导致睡眠不稳定”。研究人员主要来自斯坦福大学医学院精神病学和行为科学系、美国北卡罗来纳大学教堂山分校细胞生物学和生理学系。

研究人员首先假设睡眠质量下降可能是由于与睡眠/觉醒控制相关的神经回路出现故障。已经确定的是,Hcrt/OX(食欲肽)神经元活动与清醒密切相关,能控制清醒和睡眠状态。在这项实验中,他们研究了Hcrt神经元的内在兴奋性是否会发生改变,从而导致衰老过程中对睡眠/清醒状态的控制不稳定。

研究人员使用光遗传学刺激对年龄在3到5个月(年轻小鼠)和年龄在18到22个月(老年小鼠)的两组小鼠进行Hcrt(食欲肽)神经元刺激。

在对年轻小鼠和老年小鼠的实验数据进行比较和分析后,研究人员发现,老年小鼠表现出睡眠分裂和Hcrt神经元的显著损失,这种Hcrt神经元的损失甚至达到了38%。

具体来说,由于Hcrt神经元表现出更频繁的放电模式,导致老年小鼠出现清醒发作并扰乱睡眠连续性,且老化的Hcrt神经元能够在光遗传学刺激下引发更长时间的唤醒发作。也就是说,在老年小鼠中,清醒和非快速眼动睡眠更加频繁。

这些结果一致表明,Hcrt神经元的过度兴奋会随着年龄的增长而出现。与年轻小鼠的Hcrt神经元相比,老年小鼠的Hcrt神经元更容易兴奋,更容易被触发,因此导致它们更容易出现碎片化睡眠。

基因鉴定的Hcrt神经元中的膜片钳记录也揭示了年轻组与老年组的不同内在特性。老年Hcrt 神经元过度兴奋,去极化膜电位(RMP)与放电阈值之间的差异较小。与年轻小鼠的食欲肽神经元相比,老年小鼠的食欲肽神经元表现出更高比例的自发放电。

研究人员得出结论,促进觉醒的Hcrt神经元出现的过度兴奋与老年小鼠的碎片化睡眠密切相关,这显示出针对Hcrt神经元活动定义的睡眠到觉醒转换阈值降低。实验还证明,衰老过程中KCNQ2/3通道(钾通道)的退化也会导致Hcrt神经元过度兴奋,从而导致衰老过程中的睡眠不稳定。

总的来说,这项研究为我们揭示了睡眠碎片化与衰老之间的具体机制,也为改善老年人的睡眠质量提供了一种潜在的转化治疗策略,对于改善老年人的睡眠质量来说具有重要的实用意义。

参考文献:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh3021

编辑 | 马老师

来源:Succy 国际科学