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褪黑素有助解決睡眠和記憶障礙問(wèn)題

2024年08月27日08:29 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

近日,陸軍軍醫(yī)大學(xué)覺(jué)醒睡眠研究團(tuán)隊(duì)在《當(dāng)代生物學(xué)》和《先進(jìn)科學(xué)》發(fā)表系列研究成果,分別揭示褪黑素促睡眠的新靶點(diǎn),以及褪黑素在睡眠期促進(jìn)神經(jīng)元形體結(jié)構(gòu)回縮的新功能,為失眠和睡眠質(zhì)量低下的治療提供新思路。

增加非快速眼動(dòng)睡眠時(shí)間

褪黑素是松果體釋放的一種體液調(diào)控因子,在睡眠調(diào)節(jié)中扮演重要角色。陸軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理教研室教授胡志安介紹,在臨床實(shí)踐中,服用褪黑素或褪黑素受體激動(dòng)劑有助于改善睡眠障礙。然而,目前學(xué)界對(duì)于褪黑素參與睡眠發(fā)生的神經(jīng)機(jī)制,以及褪黑素是否存在其他與睡眠相關(guān)的功能尚不明晰。

胡志安、陸軍軍醫(yī)大學(xué)教授何超、副教授任栓成組成的研究團(tuán)隊(duì)早期發(fā)現(xiàn)丘腦室旁核(PVT)在調(diào)控覺(jué)醒睡眠過(guò)程中扮演重要角色。

本次研究揭示了褪黑素通過(guò)影響PVT調(diào)控非快速眼動(dòng)睡眠的作用機(jī)制,發(fā)現(xiàn)褪黑素可以抑制PVT神經(jīng)元的活性,增加非快速眼動(dòng)睡眠時(shí)間,從而有利于入眠。

胡志安說(shuō),可以把PVT理解為大腦里控制覺(jué)醒和睡眠的開(kāi)關(guān),這個(gè)開(kāi)關(guān)上有很多鎖,它們是褪黑素1型和2型受體,而褪黑素是這些鎖的鑰匙。褪黑素可通過(guò)與其受體結(jié)合,關(guān)閉PVT這一“開(kāi)關(guān)”,從而使非快速眼動(dòng)睡眠的時(shí)間顯著增加,幫助人們睡得更深。相反,如果阻斷了PVT內(nèi)褪黑素與其受體的結(jié)合,非快速眼動(dòng)睡眠的時(shí)間就會(huì)減少,清醒的時(shí)間則變長(zhǎng)。

此外,研究發(fā)現(xiàn)褪黑素受體表達(dá)具有節(jié)律性,褪黑素受體的數(shù)量會(huì)隨著白天黑夜的更替而變化!熬C合PVT神經(jīng)元在光暗周期中的內(nèi)在特性及褪黑素受體表達(dá)模式,提示褪黑素主要是起睡眠引導(dǎo)作用!焙景舱f(shuō),具體而言,當(dāng)夜晚來(lái)臨,褪黑素會(huì)開(kāi)始分泌并作用于PVT神經(jīng)元,大腦將更容易進(jìn)入休息狀態(tài)。

這也提醒睡眠障礙患者,在使用褪黑素輔助治療失眠時(shí),不能將其當(dāng)成單純的安眠藥使用,保持規(guī)律作息對(duì)于維持良好的睡眠至關(guān)重要。

促進(jìn)神經(jīng)元回縮提升記憶能力

睡眠神經(jīng)元穩(wěn)態(tài)理論認(rèn)為,在覺(jué)醒時(shí)新信息不斷輸入大腦,為了適應(yīng)信息傳遞需求,神經(jīng)元體積不斷增大,有利于神經(jīng)元間的突觸建立聯(lián)系。不過(guò),神經(jīng)元體積不會(huì)無(wú)限增大。睡眠期間,由于接受外界刺激的功能減弱,神經(jīng)元會(huì)發(fā)生形態(tài)結(jié)構(gòu)回縮,以更好地應(yīng)對(duì)次日醒后的任務(wù)。

研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)褪黑素在進(jìn)入睡眠后會(huì)持續(xù)升高,并在睡眠期分泌達(dá)到最高峰這一現(xiàn)象,進(jìn)一步推測(cè)褪黑素可能參與睡眠期神經(jīng)元形態(tài)結(jié)構(gòu)回縮。

“經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),進(jìn)入睡眠后,褪黑素會(huì)激活其3型受體,以降低記憶神經(jīng)元興奮性,從而促進(jìn)睡眠期神經(jīng)元的樹(shù)突棘形態(tài)結(jié)構(gòu)回縮。”胡志安介紹,研究團(tuán)隊(duì)在內(nèi)嗅皮層記憶神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)了睡眠期樹(shù)突棘形態(tài)結(jié)構(gòu)回縮現(xiàn)象,4小時(shí)睡眠可使樹(shù)突棘密度減少28%,剝奪睡眠則可導(dǎo)致樹(shù)突棘密度增加78%。

在睡眠期時(shí),內(nèi)嗅皮層中的褪黑素水平明顯升高,并且內(nèi)嗅皮層記憶神經(jīng)元高度表達(dá)褪黑素3型受體,而褪黑素1型和2型受體表達(dá)較低。如果在睡眠期抑制褪黑素3型受體,將顯著引起記憶神經(jīng)元樹(shù)突棘形態(tài)結(jié)構(gòu)回縮障礙。

通過(guò)上述研究,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)覺(jué)醒轉(zhuǎn)入睡眠時(shí),褪黑素分泌水平升高,褪黑素通過(guò)腦脊液途徑到達(dá)PVT,利用PVT內(nèi)的褪黑素1型和2型受體發(fā)揮促進(jìn)睡眠的作用。在進(jìn)入睡眠期后,褪黑素將進(jìn)一步分泌,通過(guò)褪黑素3型受體促使記憶神經(jīng)元形態(tài)結(jié)構(gòu)回縮。

由此可以推測(cè),褪黑素分泌及其受體信號(hào)損害可能成為某些重大神經(jīng)系統(tǒng)疾病中出現(xiàn)睡眠和記憶障礙的潛在病理因子。

“這將有助于指導(dǎo)治療失眠和睡眠質(zhì)量低下藥物的精準(zhǔn)研發(fā)!焙景舱f(shuō),比如目前臨床已使用阿戈美拉汀這種激活褪黑素1型和2型受體的藥物來(lái)治療失眠問(wèn)題。

未來(lái),如果能夠開(kāi)發(fā)聯(lián)合應(yīng)用3型受體激動(dòng)劑,則有望進(jìn)一步提高人們的睡眠質(zhì)量并提升記憶能力。

(責(zé)編:郝帥、楊迪)




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