《细胞》灵魂拷问:不睡觉就会死,这是为啥?
如果长期出现睡眠剥夺,后果很严重——这可能会导致偏执、幻觉、甚至是猝死。
尽管我们都知道睡眠是如此重要,关于睡眠的一个终极问题却始终没有得到回答:为什么动物不睡觉就会死?
今日,顶尖学术期刊《细胞》发表了一篇来自哈佛大学医学院的重量级研究,回答了这个未解之谜。
为了研究睡眠会对动物产生怎样的影响,科学家们先是使用了果蝇作为模型。他们发现,严重睡眠不足,也会导致果蝇的猝死。正常环境下,果蝇能活约40天。而一旦剥夺睡眠,它们就只能活20天左右。
有意思的是,这些果蝇在“困死”的前几天,肠道内会积累大量ROS(活性氧类)分子。相比之下,大脑里反倒没有这种异常。后续研究发现,肠子正是产生这些ROS的主要场所。
ROS会在缺觉的动物肠子里大量累积(图片来源:Vaccaro et al, 2020)
这不仅仅是果蝇里才有的现象。研究人员们又发现,在小鼠身体里,一旦缺乏睡眠,肠道也同样会积累ROS。这表明哺乳动物拥有同样的机制。
“我们使用了一个无偏倚的方法,在身体内寻找睡眠剥夺造成损伤的种种迹象。我们很惊讶地发现,在(缺乏睡眠)导致的死亡中,肠子扮演了很重要的角色。”本研究的负责人Dragana Rogulja教授说道。
肠子里的ROS水平升高,和睡眠不足导致的“困死”之间,究竟是怎样一种因果关系呢?为了回答这个问题,研究人员们找到了一系列能够中和ROS活性的抗氧化剂。他们发现,将这些抗氧化剂放进食物里,竟然可以让睡眠不足的果蝇,活到接近正常的水平!
抗氧化剂能让缺觉的果蝇活得和普通果蝇差不多久(图片来源:参考资料[1])
在哈佛医学院的官方新闻稿中,他们指出褪黑素、硫辛酸、以及NAD在清除肠道ROS上,特别有效。但值得一提的是,如果果蝇本身不缺觉,这些补充剂就没有额外延长寿命的作用。
为了验证这个结果,研究人员们又通过基因改造的技术,让果蝇的肠道里大量表达抗氧化酶。同样,即便缺少睡眠,这些果蝇也不会过早地“困死”。
综合这些结果,研究人员们指出,肠道里的ROS积累,在缺觉导致的猝死中,扮演了重要的角色。