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有些人,天生就不需要那么多睡眠

 2018/1/12 11:04:42 《最新论文》 作者:科研圈 我有话说(0人评论) 字体大小:+

睡眠需求多和需求少,可能是受多个基因调控的结果。

想必大家都有过这样的经历:红着眼熬夜复习的内容其实记不得多少,通宵后困到行尸走肉反应迟钝,越失眠脾气越暴躁……睡眠不仅影响记忆和心理健康,睡太少也会直接对免疫系统产生危害。研究人员曾在健康的年轻人中做实验,发现哪怕被试们只有一个晚上睡 4 个小时,第二天他们体内某种抗癌免疫细胞的数量也会减少 70% 。

但你身边可能也有这样的朋友,每天睡得比你少,却依然显得精神抖擞,干劲十足。

此前,科学家们就发现,有某些特定的基因突变和天生的夜猫子相关联,失眠也可能有其基因层面的解释。最新的睡眠研究中,果蝇又为人类作出了卓越贡献。它们牺牲了自己的正常睡眠,帮助研究人员得出结论:睡眠需求多和需求少,可能是受多个基因调控的结果。

你的生物钟,你的时型

据美国国家睡眠基金会统计,约四千七百万的成年人缺少足够的睡眠。每年,由睡眠不足导致的工伤和生产力下降可造成 18 亿美金的损失。大约 120 万起车祸——总数的五分之一——都和疲倦不堪的司机有关。睡得太少的代价,是上千条性命。

然而,关于睡眠的机制还有太多未解之谜。研究睡眠是如此重要,以致于 2017 年诺贝尔生理学或医学奖的评审委员会决定将此奖颁给三位揭秘调控生物钟的秘密的科学家们。

生物钟或者昼夜节律存在于人体每个细胞和器官中。位于下丘脑前部、视交叉上方的视交叉上核(suprachiasmatic nucleus, SCN),是调节从进食、睡眠到荷尔蒙分泌各种生命活动的节律的重要生物中心。当光线照在视网膜上,神经信号把“这是白天”传输到 SCN,后者便统一调控体内诸多的生物钟,使之同步运转,并与外界环境日夜变化的线索相一致。

但我们的身体如何对这些光暗线索产生反应,其实是因人而异的。科学家们对于早起和晚起星人有一个特殊的名词,叫“时型”(chronotype)。时型为早型的人,可能太阳一出就会开始他们的日间生理活动,甚至在天亮之前。但时型为晚型的人可能还要再睡一个小时,哪怕他们也在同一时间接收到了太阳的光线。可能大家都有体会,一个人的时型会随年龄增长而变化:小时候醒得早,青春期起不来,然后成人之后又变得越来越容易早起。

时型的个人差异也与基因有关。当研究人员让被试们在不用上班或上学的日子里记录睡眠模式的时候,11 点睡 7 点起的人最多,是一个平均时型。当晚型人平日里被强迫早起的时候,他们表示会像坐飞机飞过了几个时区一样难受。

平均时型的人的 SCN 会在 9 点就下令分泌睡眠激素褪黑素,让他们觉得困,肠胃蠕动也减缓,10 点半左右体温降低,准备入眠。然后早上 6 点半的时候,在 SCN 的调节下血压升高,慢慢苏醒, 10 点达到思维最灵敏的状态。

但对于晚型人来说所有这些生理活动都发生得更晚,他们也无力改变。

“保证生物节律的健康是一切健康的基础,” 南加州索尔克生物研究所的博士后艾米丽·马努基恩说。她研究人类的昼夜节律生物学。“我们会注意我们怎么吃怎么运动睡了多少,什么时候睡也是一个保持健康的重要方面。”

想知道你的时型?这有一个测试(需要科学上网):https://well.blogs.nytimes.com/2011/11/18/so-you-think-you-can-be-a-morning-person

有人是早型时型有人是晚型的原因在于,SCN 里的脑细胞有一些“时钟基因”,它们的活动在一天之中的不同时间被激发、关闭,随之所生产的蛋白质的量也呈波浪状起伏。这些蛋白质作为信号,调节各种生理现象。研究以早起出名的家庭时,科学家们发现,同一家庭的成员都携带有相同的“时钟基因”基因突变。也就是说,习惯早起还是晚睡,在某一程度上说,是遗传的。

果蝇带来的答案

到底是哪些基因起作用?12 月中旬,来自美国国家卫生院心肺及血液研究所的科学家在《公共科学图书馆:遗传学》(PLoS Genetics)上发表了关于睡眠时间研究的最新进展。他们从野生型果蝇开始,通过反复交配长睡和长睡果蝇,短睡和短睡果蝇,经过 13 代后人工挑选出了两组迥然不同的果蝇:每日 700 分钟睡眠组和每日 100 分钟睡眠组。

接着,研究人员对这两组果蝇的基因进行了全面的对比。他们发现,睡得多和睡得少的果蝇们共有 126 处明显的不同,分布于 80 个基因中。这些和睡眠时间长短相关的基因里面,很多也是已知的重要细胞生物学通道的一部分,比如大脑发育、记忆和学习等通道。

苏珊·哈比森(Susan Harbinson)是这篇文章的主要作者之一。她说,“这个研究特别有趣的一点是,我们并没有使用这一领域很多实验室都会用到的转基因果蝇或者基因工程的手段。我们只用了自然中原本存在的基因物质来创造长睡和短睡的果蝇。”哈比森说,在他们的研究之前,大家并不知道如此极端的睡眠时间能否存在于自然的果蝇群体中。

另一个有意思的发现是,在哈比森的果蝇中,长睡和短睡者的寿命和普通的野生型果蝇并没有区别。由此可推断这两组人工挑选出的果蝇没有生理上的缺陷。也许,只要单一个体能获得其身体所需的睡眠量,这个量和群体中的平均值的差得多一点也没关系。该实验告诉我们,至少,这个推断在你是一只果蝇的情况下是成立的。

如果相同的实验发现能在人体中被复制,那么科学家们将有望开辟一条新的途径,以研究和众多睡眠相关的健康问题,比如失眠以及猝睡症。更多类似的研究也可能会帮助解开人类的睡多睡少之谜。