有人“天然短睡眠”卻無礙健康,科學家發現七個突變基因

·根據目前的研究結果,研究人員建議人們認識到不同人的睡眠量有所不同。Ptáček對“每個人每晚都要睡八個小時”的說法感到憤怒,“這就像說每個人的身高都必須是5英尺10英寸,遺傳學不是這樣運作的。”

我們都知道,每天睡7-9小時對健康至關重要。睡眠不足可能導致記憶問題、新陳代謝問題、抑鬱症、癡呆症、心臟病、免疫力低下等。然而據美國科普雜誌Knowable報道,近年來,科學家們發現一些人是“天然短睡眠者”(Natural short sleepers),他們每天只需要4-6小時的睡眠,而健康狀況不會受到影響。

“這些異常表明,重要的是(睡眠)質量,而不是數量。如果科學家能夠弄清楚這些人的不同之處,將爲睡眠的本質提供見解。”科學作家Marla Broadfoot在Knowable雜誌寫道。

據文章介紹,科學家們曾經認爲睡眠不過是一段休息時間,就像爲第二天的工作做準備而關閉電腦。托馬斯·愛迪生稱睡眠是浪費時間,並聲稱自己每晚只睡四個小時以上。歷史上很高比例的美國成年人每晚睡眠時間不足5小時。但現代睡眠研究表明,睡眠是一個積極的、複雜的過程,在睡眠期間,身體和大腦可能正在補充能量儲備,清除廢物和毒素,修剪突觸和鞏固記憶。因此,慢性睡眠剝奪可能會導致健康狀況不佳。

20世紀70年代,匈牙利裔瑞士科學家Alexander Borbély提出一個模型,描述晝夜節律和睡眠穩態如何相互作用,以控制人們何時以及如何睡眠。晝夜節律決定睡眠和清醒的24小時週期,由光暗等外部線索引導。睡眠穩態由內部壓力驅動,這種壓力在醒時增加,在睡着時減少,像飢餓一樣起起伏伏。

美國加州大學舊金山分校(University of California, San Francisco)的神經學家Louis Ptáček和同事Fu Ying-Hui接觸到一位天然短睡眠者,她總是很自然地在凌晨醒來,並感到“寒冷、黑暗、孤獨”,她認爲自己的睡眠節律是一種詛咒。這和大部分人睡眠不足後的情緒相同。她的孫女們也繼承了她的睡眠習慣。但是Fu發現,有一個家庭不符合這種模式,家庭成員早早起牀,但沒有早睡,只睡約六個小時就覺得精神煥發。他們是首批被確定患有家族性自然短睡眠的人,Fu和Ptáček發現,他們的睡眠是由一種名爲DEC2的基因突變造成。

他們繼續將DEC2突變基因工程化到小鼠中,發現這些小鼠比同胞需要更少的睡眠。他們進一步發現,這個基因的作用之一是控制“食慾素”水平,它是一種大腦激素,促進覺醒。在睡眠不足的人羣中,食慾素的生產似乎有所增加。

隨着時間的推移,該團隊確定了與天然短睡眠相關的七個基因。在一個有三代短睡眠者的家庭中,他們發現了一個名爲ADRB1的基因的突變,在腦幹的一個區域高度活躍,參與睡眠的調節。當他們刺激小鼠的大腦區域,喚醒它們時,具有ADRB1突變的小鼠更容易醒來,並保持更長時間的清醒。

在一對習慣短睡眠的父子身上,他們發現了一個另一個突變基因NPSR1,它參與調節睡眠/覺醒週期。當他們創造出具有相同突變的老鼠時,發現這些老鼠睡眠時間較少,並且在行爲測試中缺乏典型的記憶問題。

該團隊還在名爲GRM1的基因中發現了兩個不同的突變,來自兩個睡眠週期短、相互無關的家庭中。同樣,具有這些突變的小鼠睡眠較少,沒有明顯的健康不良。

和老鼠一樣,天然短睡眠者似乎對睡眠剝奪的不良影響免疫。研究表明,他們雄心勃勃,精力充沛,樂觀向上,對壓力有顯著的適應能力,對疼痛有更高的閾值,甚至可能活得更長。

一些研究人員認爲,天然短睡眠者的腦部可能以某種方式被構建爲具有高效睡眠的能力,使他們能用更少的時間做更多事情。

Fu說:“這一切都關乎效率——睡眠效率。”Fu和Ptáček最近的研究表明,天然短睡眠者可能更有效地去除導致阿爾茨海默病等神經退行性疾病的有毒大腦聚集物。他們令具有短睡眠 基因的小鼠和攜帶阿爾茨海默病易感基因的小鼠雜交,阿爾茨海默病小鼠腦部產生異常蛋白質的積累,但雜交小鼠的大腦中這些蛋白質的數量較少。

目前還不清楚短睡眠基因如何保護人們免受睡眠不足的不良影響,或如何使睡眠更有效率。Fu和Ptáček開始將短睡眠者帶到聯合實驗室,在他們睡覺時測量他們的腦電波。他們也對其他睡眠異常現象感興趣。Fu發現了一種與長睡眠相關的基因突變。

根據目前的研究結果,研究人員建議人們認識到不同人的睡眠量有所不同。Ptáček對“每個人每晚都要睡八個小時”的說法感到憤怒,“這就像說每個人的身高都必須是5英尺10英寸,遺傳學不是這樣運作的。”