日期:2020/06/06   IAE 報導

《細胞》：熬夜不睡覺，小心死的早！ 腸道堆滿致死物的你還好嗎?
*環球科學*

發表於《細胞》的一項新研究通過果蠅實驗再次證實了，不睡覺真的會死的早。 如果長期睡眠不足，出問題的可能不只是大腦，腸道中也會產生大量有害的活性氧。 神奇的是，實驗中果蠅服下抗氧化劑後，在腸道活性氧減少的情況下，早死也被逆轉了。

 撰文丨楊心舟

 睡眠不足已經是很多人會經歷甚至習以為常的現象。 根據美國睡眠基金會提出的建議，成人應保持7~9小時的睡眠，青少年則需要8~10小時。 但他們開展的調查數據卻顯示，美國大約有35%的成年人，每天的睡眠時間少於7小時，而73%的高中生實際睡眠時間都低於推薦的8小時睡眠。

 導致睡眠不足的因素非常多，有一些可能是生理上的原因，比如思緒太多、睡前過於興奮讓人輾轉反側，難以入眠。 而因為夜間玩遊戲或者工作強制自己不睡覺的情況現在愈發普遍。 每當這種情況出現後，大腦在第二天必然會昏昏沉沉，自己做任何事情都沒有精神。

 也許一次失眠不會對身體造成太大損傷，可能僅僅只是身體感到疲倦。 而由於主觀或者病理導致的長期性睡眠缺乏則可能會讓人患心血管疾病的風險顯著上升。 此外，長期睡眠不足的人群的平均壽命會縮短，過早死亡的概率也會增加。

 在過去，科學家認為睡眠不足的人早死率更高，是因為睡眠過程中涉及了非常多的生理調節和神經恢復過程，而大腦則被視為最需要睡眠的關鍵器官。 比如，睡眠時神經細胞能進行修復，神經通路保持靜息避免持久興奮，並且腦脊液可以沖刷帶走大腦中的“垃圾”。 看起來，睡眠不足的負面影響可能都和大腦有關。

不睡覺，腸道出問題

 不過，《細胞》的一項最新研究找到了睡得少，死的早的新線索。 研究指出，問題的根源除了大腦，其實還有腸道。 研究發現，在長期睡眠不足的情況下，腸道中會不斷累積活性氧（ROS），並且顯著減短實驗果蠅的壽命。

概括來說，ROS是指機體內或者自然環境中由氧組成，含氧並且性質活潑的物質的總稱。 適量的活性氧在調節細胞功能上有一定作用，比如吞噬細胞在發揮吞噬或者殺傷作用時，細胞表面會短暫爆發式地產生大量活性氧，用於激活上述功能。

 但是，持續不斷的大量活性氧對於生物個體來說是致命的，尤其是對DNA來說就是一場災難。 由於活性氧自由基能攻擊鹼基上的雙鍵，導致開環反應，甚至還能破壞磷酸核糖骨架，造成DNA鏈斷裂，其後果就是加速細胞的死亡。 上述結果體現在個體水平時，個體會因為過多的活性氧破壞而提前衰老和過早死亡。 恰好，實驗中那些睡眠不足的果蠅就會遇上這種麻煩，它們因為睡眠不夠導致腸道積累了大量的ROS，存活時間也不長。

 當然，想要讓果蠅睡眠不足需要動點腦筋，畢竟它們不會因為現代電子產品或者熬夜而選擇不休息。 在研究中，哈佛大學的神經科學家Michael E. Greenberg利用基因工程改造了一批果蠅，這些果蠅的神經元中能夠擁有一些特殊的熱感應蛋白，這種蛋白可以在一定溫度條件下激活， 讓果蠅難以入睡。

 這些被改造的果蠅都被關進了一個29℃的恆溫籠子裡進行飼養，這種溫度足以讓熱感應蛋白持續激活，而果蠅則基本難以保證正常的睡眠和休息。 這種睡眠控制方式能排除非常多的負面因素。 比如，通過振動或者驚嚇同樣也能讓果蠅無法入眠，但這些方法會引入更多副作用變量。

 結果過早死亡

 這些睡眠不足的果蠅一開始似乎沒什麼特別變化，但到了第10天，它們開始撐不住了，死亡率大幅上升，沒有一隻果蠅能活過20天。 相同條件下，其他正常果蠅基本都能活40天，這意味著睡眠不足直接讓果蠅預期壽命減少了一半。

 與此同時，這些無法睡眠的果蠅體內的ROS量也在不斷上升，在死亡率激增的第十天，它們體內的ROS量已經達到了頂峰，並且都集中在了腸道中。 而小鼠中的補充實驗也證明了不光是果蠅，不睡覺的小鼠腸道中也會產生大量ROS。 儘管運動也會產生大量活性氧，實驗果蠅在不睡覺運動量增大的情況下，運動組織中的ROS卻與對照組無異。 這說明，果蠅早死和腸道ROS是具有密切聯繫的。

 只有缺乏睡眠的果蠅（下）腸道（右下）會聚集大量ROS。 對照組（上）各種組織都沒有聚集ROS。

 由於超過90%的ROS是在線粒體中ATP合成過程中產生的，這意味著高的能量代謝會讓ROS升高。 而睡覺這種靜息狀態給了身體細胞一個緩衝的時間：降低代謝率，減少ROS的生產。

 但為什麼不睡覺的時候，ROS都集中到了腸道中？ 研究還沒有參透其中的原因，作者推測可能是腸道在演化史上出現得很早，因此對代謝上的細微變化要更加敏感。 另外還有一種可能是，不睡覺讓腸道細胞中的內質網壓力增大，從而促進了ROS的產生。

 “我們不知道為什麼不睡覺腸道會聚集ROS，也不知道為什麼聚集ROS就會導致早死。儘管不知道原因，但我們已經知道了結果，”論文的第一作者Yosef Kaplan表示，“當然，我們 不排除腸道紊亂的根源出在大腦。”

竟然能夠逆轉？

 不過，這種因為不睡覺而早死的現象竟然在果蠅中是能夠被逆轉的！ 研究選取了一些抗氧化劑加入到了果蠅的食物中，只要吃下這些抗氧化劑，即使睡眠不足，這些果蠅也不會早死，基本上存活的時間和正常果蠅一樣長。 並且，這些實驗組的果蠅腸道中也不再聚集著大量的ROS。 但正常果蠅吃下這些抗氧化劑壽命是沒有顯著變化的。

 幾種抗氧化劑對於清除ROS的作用。 

 研究篩選的抗氧化劑混合物中，褪黑素，硫辛酸和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）這三種在清除ROS作用上格外有效。  （但這不代表，人類每天不睡覺吃這些藥物就能延緩早死，請勿自行嘗試。）除了外服抗氧化劑，通過遺傳上對果蠅的基因進行修飾，讓腸道中表達過量的抗氧化酶 ，也能保證缺睡果蠅的壽命不減。  （在人類中，這個方法也別想了，還是老實地睡覺吧）

 隨著未來的進一步探索，這項研究或許能讓那些飽受失眠並發症的人群重獲一些健康益處，或許他們通過補充某些藥物就能恢復或避免由於睡眠不足帶來的身體損傷。 但是，作為能好好睡覺的我們，還是選擇按時睡覺來得輕鬆，這麼做既是為了大腦和腸道，也是為了活得更久一點。

 原始論文：
 Sleep Loss Can Cause Death through Accumulation of Reactive Oxygen Species in the Gut
 https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.049