睡觉,可以说是一项最常见的行为,因为我们每个人都需要睡觉。但不知道大家发现没有,人类随着年龄增长,不仅睡眠时间会变短,而且睡眠质量也会随之变差。可以说,不良的睡眠质量正在令越来越多的老年人感到困扰。
再生医学网获悉,近期,来自斯坦福大学的Luis de Lecea教授领导的团队揭开了导致老年期睡得轻、易醒的神经机制,该研究发表于国际顶级期刊Science杂志。
首先,研究人员认为睡眠过程中容易醒,可能是调控睡眠-觉醒的神经通路出了问题,于是他们决定从下丘脑泌素(hypocretins,Hcrt)神经元入手,Hcrt神经元的激活能够促进大脑从睡眠状态转醒,并维持在觉醒状态。
相反,如果Hcrt神经元功能丧失,则会导致发作性睡病——患者白天即使力求保持清醒,但总是不可抗拒地进入短暂睡眠状态,睡眠一般持续几分钟,发作不择时间、地点及活动情况,由此可见Hrct神经元在睡眠-觉醒调节的重要作用。
接下来,研究人员利用AAV病毒转染小鼠,特异地给小鼠Hcrt神经元安装了一个“光控开关”,在蓝光照射下,小鼠Hcrt神经元激活。光遗传实验结果显示,在相同强度的蓝光刺激下,老年鼠Hcrt神经元迅速激活——老年鼠醒来得更快,并且清醒的时间更久,而要想将睡眠中的年轻鼠唤醒,则需要更强的蓝光刺激,说明老年鼠Hcrt神经元更容易兴奋,因此老年鼠更容易从睡眠状态中转醒。
那么问题来了,老年鼠Hcrt神经元为何如此容易兴奋呢?我们知道,神经元在安静状态下处于“外正内负”的静息电位,受到刺激后,细胞膜外Na+离子大量内流产生“外负内正”的动作电位,随后,细胞膜上的电压门控K+离子通道打开,K+离子外流,膜内电位迅速下降,神经元重新回到“外正内负”的静息电位。
而老年鼠Hcrt神经元之所以容易兴奋,原因就在于神经细胞膜上的K+离子通道KCNQ2/3数量变少,K+离子外流减少,神经元产生动作电位后,不能完全恢复到静息状态,下一次只需要一个小小的刺激,又能点燃神经元,因此老年鼠Hcrt神经元更容易兴奋。
为了进一步证实K+离子通道在这一过程中的关键作用,研究人员向年轻小鼠的Hcrt神经元中加入K+离子通道的抑制剂XE991,降低神经元K+离子外流,结果年轻的Hcrt神经元出现了和老年Hcrt神经元一样的兴奋性增高。
而如果向老年小鼠的Hcrt神经元中加入K+离子通道激活剂flupirtine,促进K+离子外流,就能降低老年Hcrt神经元的兴奋性,使得神经元更容易保持在静息状态,老年鼠也更不容易醒来。
本研究证明了老年期Hcrt神经元兴奋性增高是导致“睡眠碎片化”的关键,激活K+离子通道,促进神经元恢复静息状态,降低Hcrt神经元兴奋性,则有望改善老年人睡眠浅、夜间易醒的问题。
保持良好的睡眠,对于维持人体机能健康具有十分重要的意义。特别是对于广大老年人群而言,“好睡觉、睡好觉”更是帮助其抵御疾病的“灵丹妙药”。对此,
再生医学网表示,相信随着该项研究成果的问世,能够帮助老年人寻找到一种能够改善睡眠质量的方法。