睡眠

睡眠品質!關係到罹患腦退化性綜合症候群

【專家觀點】
睡眠品質!關係到罹患腦退化性綜合症候群 僅為情境圖。取自shutterstock

睡個好覺,不只是為了恢復體能、維持好的精神,已有許多研究一再證明睡眠品質與預防阿茲海默症(Alzheimer’s Disease)之間的關係。好的睡眠品質是有助於腦部掃除廢物或有害的蛋白質,相對的,睡眠品質不佳,將可能造成腦部有害蛋白質沉積。損傷腦細胞後,長久下來,增加罹患腦退化性綜合症候群的可能性。是否該認真思考如何提升自己的睡眠品質?

目前仍無藥物可治癒阿茲海默症及其他類型認知症(Dementia Disease),但從病理機轉的研究上,腦內積聚的有害蛋白質形成神經斑(plaques)纖維結(tangles),而這些纖維結會導致周邊的腦細胞死亡,認為β-澱粉樣蛋白(beta-amyloid)及濤蛋白(tau)正是這有害的蛋白質。

所以許多研究團隊,在藥物研發上是以如何找出有效的藥物

來掃除這兩種生物標誌β-澱粉樣蛋白、濤蛋白,但紛紛失敗,引發專家思考是否研究方向錯誤。同時,也有研究團隊試圖找出方法提前發現、或是提前預防β-澱粉樣蛋白、濤蛋白的出現與沉積,達到預防與遠離罹患阿茲海默症的方法,睡眠品質正是其中之一的重要方向。

美國西北大學(Northwestern University)的一項新研究驗證了睡眠品質的重要性。這項研究於今(2021)年1月20日發表在《科學進展》(Science Advances)雜誌上。

西北大學經由研究果蠅的大腦活動和行為發現

深度睡眠具有一種古老的恢復能力,可以清除大腦中的廢物。這種廢物包括可能導致神經退化性疾病的有毒蛋白。

該研究的資深作者Ravi Allada博士表示,廢物清除對於維持大腦健康或預防神經退化性疾病可能很重要,廢物清理可能發生在清醒和睡眠期間,但在深度睡眠的時候會大大加強。

Allada是西北大學溫伯格藝術與科學學院神經生物學系主任和神經生物學Edward C. Stuntz傑出教授,他也是西北大學睡眠和晝夜節律生物學中心的副主任。

儘管果蠅看起來與人類非常不同

但控制果蠅睡眠-覺醒週期的神經元與我們人類驚人地相似。因此,果蠅已經成為研究睡眠、晝夜節律和神經退行性疾病的典型生物。

在目前的研究中,Allada和他的團隊研究了長喙延伸睡眠(proboscis extension sleep ,PES),這是果蠅的深度睡眠階段,類似於人類的深度慢波睡眠。在這個階段,果蠅會反復地伸展和收縮它們的喙。

Allada表示,果蠅會反復地伸展和收縮它們的喙,這種反復伸展和收縮的運動可能將液體輸送到果蠅的腎臟,這有助於廢物清除和幫助損傷恢復。儘管清醒時身體的廢物也能藉由新陳代謝排除,但只有深度睡眠期的清除效率大幅提高。

當Allada的研究小組破壞果蠅的深度睡眠時,果蠅從體內清除注射的非代謝染料的能力下降,更容易受到創傷。

Allada指出,這項研究可更接近於理解為什麼所有生物都需要睡眠的奧秘。所有動物——尤其是野生動物——在睡眠時都非常脆弱,但越來越多的研究表明,睡眠的好處(包括清除關鍵廢物)遠遠超過了睡眠可能增加的危險。

該研究也表明,深度睡眠在果蠅體內起到了清理垃圾的作用

這表示清理垃圾是睡眠在進化中保留的核心功能,清理垃圾可能是果蠅和人類祖先睡眠的一項共同的功能。

此外,西北大學深度睡眠在果蠅體內起到了清理垃圾作用的研究,也呼應先前加州大學柏克萊校區(University of California, Berkeley)的研究團隊研究於2020年11月2日發表在《Cell》子刊《當代生物學》(Current Biology)雜誌上,在深度睡眠期間,大腦似乎會將增加罹患阿茲海默症風險的廢物沖走。

一系列新的研究表明,在睡眠的這一階段——夢很少,大腦的節奏緩慢而穩定——可以幫助降低β-澱粉樣蛋白和濤蛋白的水準,這是阿茲海默症的兩個生物標誌。

加州大學柏克萊校區研究團隊的神經科學和心理學教授Matthew Walker表示,這種深度睡眠有助於保護人類的記憶與認知功能。Walker的團隊研究了32個70多歲的人,讓他們參加了一項睡眠研究,研究尋找表明深度睡眠的慢電波,這些參與者都沒有記憶問題。

他們使用腦部掃描來監控每位參與者長達六年的β-澱粉樣蛋白水準,結果表明,深度睡眠較淺的人體內β-澱粉樣蛋白含量更高。其他研究發現,缺乏深度睡眠與濤蛋白含量升高有關,濤蛋白含量較高,在患有阿茲海默症的人的腦細胞內形成有毒的纏結。

2013年,一項具有里程碑意義的小鼠研究發現

它們的大腦在睡眠時啟動了一種「洗碗機」程式。

到了2019年,波士頓大學(Boston University)生物醫學研究助理教授Laura Lewis領導的團隊展示了這種洗碗機是如何在人體內工作的。Lewis表示,與阿茲海默症有關的β-澱粉樣蛋白等物質,似乎在動物睡著時比醒著時從大腦中清除得更快。

2020年初,刊登在美國神經病學會醫學雜誌《Neurology》,瑞典也有一項研究初步發現,年輕健康男性僅失眠一晚,會增加血液中阿茲海默症相關生物標誌濤蛋白的水平。

瑞典烏普薩拉大學神經科學學院的Jonathan Cedernaes博士解釋,這個探索性研究表明,即使是年輕健康的人士,缺少一晚睡眠都會增加血液中濤蛋白的含量,反映日積月累,睡眠不足可能會產生的有害影響。

瑞典研究團隊邀請15名平均年齡22歲,每晚有七至九小時優質睡眠,健康且體重正常的男性,在嚴格的飲食和活動計劃下,在睡眠診所觀察兩天兩夜。

研究分兩個階段,首階段允許參加者在兩個晚上都有良好睡眠;第二階段則只容許首天睡眠,第二晚則通宵玩遊戲、看電影或聊天。研究人員分別在晚上和早晨採集血液樣本,發現剝奪一夜睡眠後,參加者的濤蛋白含量平均上升了17%,相較於平時安眠後,濤蛋白只微升2%。然而團隊同時檢測其他阿茲海默症相關生物標誌物,如β-澱粉樣蛋白等,安眠與失眠之間卻沒有變化。

看完上述的研究結果,是否考慮不再熬夜,及如何讓自己有一個好的睡眠。

補充資料一:Deep sleep takes out the trash

補充資料二:Losing a night of sleep may increase blood levels of Alzheimer’s biomarker

(本文作者為認知症整合照護專家,長照、認知症政策研究者)

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