赵英俊熬夜致病？研究发现动物不睡也扛不住

最近的娱乐新闻真的是层出不穷，当小编看到知名艺人赵英俊传因长期熬夜导致疾病，最终英年早逝时，我等熬夜党瞬间吓尿。现在的年轻人晚上1点到2点睡觉应该是主流了吧。睡眠到底对人体健康有多大影响，睡眠到底是如何恢复机体功能的？

近日，美国西北大学Ravi Allada课题组在Science Advances发表研究成果，他们详细研究了经典动物模型果蝇的睡眠状况，他们研究果蝇也会深度睡眠 ，并且借助睡眠修复大脑机能。

1. 背景

睡眠需求是人类最基本的生理需求之一，是生物体自我保护的一种机制。睡眠剥夺不仅影响学习能力、免疫功能，甚至可以抑制创伤恢复。补偿性的睡眠可以在一定程度上缓解长期睡眠不足造成的不良影响。但睡眠到底是如何恢复机体功能的，一直是一个有趣但悬而未决的问题。

一种理论认为：睡眠激活的体液流动可以清除大脑中的废物（waste clearance）。脑脊液可以通过动脉周通路进入大脑实质，促进细胞间隙液对流，从而帮助其清除大脑废物。

果蝇作为传统遗传学模型，其各项生命活动的分子机制和人类高度保守。经历近百年的发展，其已经成为了遗传学操作最方便的模式动物之一，广泛的应用于神经生物学、发育生物学和免疫学等学科的研究之中。为了更好的研究睡眠对废物清除的作用，西北大学（Northwestern University）的Ravi Allada课题组，利用果蝇模型，建立了深度睡眠-大脑废物清除的研究体系，为研究睡眠和修复的关系，提供了高效的研究模型。该文章发表于最新一期的Science子刊Science Advances。

2. 果蝇也会深度睡眠

首先，果蝇是否像人类一样，也有深度睡眠呢？深度睡眠是睡眠的一个部分，也被称作是“黄金睡眠”，只占整个睡眠时间的25%，其表现为大脑活动深度静息。该课题组将果蝇用胶水固定，然后用摄像机对果蝇的活动进行观察。他们发现，果蝇确实存在深度睡眠期，其行为表现是口器的快速吞吐，称之为proboscis extension（PE）。我们日常生活中都见过苍蝇，其降落在食物表面时，会通过口器吞吐进食。而果蝇在深度睡眠的时候，虽然没有食物存在，仍发生了这种本应是食物诱发的现象。在这个时期，果蝇的身体活动基本停止(图1 B)，震动唤醒的阈值升高（图1 D），大脑活动深度抑制（图1 F）。

图1 果蝇深度睡眠期发生PE行为

3. 深度睡眠可以修复大脑

深度睡眠之中的这种无意识PE行为，是否有益呢？为了回答这个问题，该团队将放置果蝇的管子连接与弹簧上，通过弹簧的弹力，让管子和管中的果蝇狠狠的撞击地面，从而造成脑震荡。可以看到，脑震荡后的果蝇，其PE指数显著升高。用胶水固定口器，阻止PE的发生，则显著提高了果蝇脑震荡之后的死亡率，动物不睡也是扛不住的呀。

图2 PE行为帮助创伤恢复

进一步的，深度睡眠期的PE能否促进废物清除呢？首先作者利用遗传学方法，在大脑中特异性表达luciferin，监测其清除情况。可以看到PE被抑制的果蝇，其清除大脑内废物的能力显著降低（图2 B,C）。肾脏是主要的废物代谢器官，果蝇的肾脏称之为马氏管。

为了进一步证明深度睡眠产生的PE促进废物清除，作者使用蓝色染料注射果蝇，果蝇整个身体呈现出蓝色，称之为蓝精灵果蝇，肾脏会逐渐将蓝色染料清除，蓝精灵果蝇的比例会逐渐降低。从图2 D和E中可以看到，PE被抑制的果蝇，其清除体内废物的能力显著降低。

最后，作者认为。昆虫中同样存在深度睡眠，在深度睡眠期，果蝇的PE活动，跟人类中CSF促进ISF对流一样，也会会促进体液对流，从而清除废物保持机体健康。但PE产生的确切机制，仍待进一步的研究。

因此，尽可能保证高质量的睡眠，对我们摆脱亚健康状态，维持身体正常机能，非常重要。