Cell为何太晚睡觉总会让人感觉睡睡睡不够

　　最近美国约翰斯霍普金斯大学的研究人员在果蝇中发现一种与睡眠冲动有关的脑细胞，或可解释拖延睡眠时间导致慢性嗜睡的原因。

　　虽然果蝇与人类在外表上存在非常大的差别，但是仍然与人类共有许多相同基因甚至行为，因此这项研究或为解决人类睡眠障碍提供新的见解。相关研究结果发表在国际学术期刊Cell上。

　　在这项研究中，为了找到调节睡眠的细胞，研究人员利用基因工程技术在超过500个果蝇品系中激活了小部分神经元，随后检测果蝇的睡眠情况。

　　其中一些品系的果蝇会持续睡眠几个小时，甚至在关闭神经元细胞之后仍然保持嗜睡状态，这表明他们找到了触发睡眠冲动的细胞。

　　随后研究人员借助荧光显微镜对果蝇大脑中诱导睡眠冲动的细胞进行了鉴别和定位。

　　结果发现了这种叫做R2神经元的细胞，存在于一种椭球体结构中。为了进一步探明究竟发生了什么，研究人员在R2神经元中表达了破伤风毒素，能够阻断神经元放电，结果发现R2神经元沉默的果蝇仍然保持正常的睡眠时间，但是如果在夜间通过摇晃培养瓶剥夺这些果蝇的睡眠，它们"反弹性睡眠"的时间明显少于对照组。

　　为了进一步了解R2神经元的作用，研究人员利用微小电极测量了睡眠状态和清醒状态下的果蝇大脑中R2神经元的放电活动。结果发现得到充分休息的果蝇其R2神经元大约每秒放电一次，活跃度非常低。

　　而睡眠状态下的果蝇其神经元每秒放电几乎达到四次，而处于睡眠缺乏状态的果蝇其R2神经元活跃度最高，每秒放电大约七次。

　　他们还发现睡眠缺乏状态下或者临近睡眠时间，R2神经元释放的神经递质会增多，大脑通过这种机制对睡眠冲动进行调节。

　　研究人员表示，R2神经元在处于睡眠缺乏状态的果蝇中放电速率最高，这种神经元的激活会促进果蝇睡眠，表明R2神经元是触发睡眠冲动的关键神经元。

　　这项研究或将帮助解决睡眠冲动过度活跃导致的嗜睡问题。

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　　入睡和醒来，这是每个人在一天当中的关键转换。数百万人在这些转换上遇到了麻烦——他们发现自己在夜间很难入睡，在白天很难保持清醒。尽管经过了数十年的研究，但是，对于大脑科学家们来说，这些转变是如何运作的——我们昼夜节律的神经生物学机制，很大程度上仍然是一个谜。科学家们曾经进行过探讨，并获得了一些研究结果，例如：Cell：睡眠和觉醒周期的控制开关;美国科学家发现：大脑清醒和睡眠状态的“交换台”;科学家发现神经元调控睡眠觉醒行为新机制。

　　然而最近，马里兰大学医学院(UM SOM)的科学家们，确定了这些过程的一个关键通路的作用方式。这个通路似乎对于调节睡眠和觉醒之间的“开关”，发挥了关键的作用。这是第一次有研究以这种生物物理学的细节，阐明这个过程。相关研究结果发表在最近的《Nature Communications》杂志。

　　UM SOM的生理学副教授Andrea Meredith博士，专注于一个特定的大脑区域——下丘脑中的视交叉上核。这个区域作为大脑的生物钟，决定着我们何时想去睡觉、我们睡多长时间以及我们何时起床。在视交叉上核(SCN)中，她专注于特定的离子通道——传导电流的蛋白质，将信息从一个神经元传递到另一个神经元。她专注于一组通道，称为BK钾离子通道，它们在SCN中似乎特别活跃。

　　在这项研究中，Meredith博士研究了小鼠，它的时间表与人类是相反的——它们在白天睡觉，夜间出来活动。她发现，BK通道在小鼠觉醒时是活跃的(晚上)，而在白天BK通道是不活跃的。她发现，在白天，BK通道的作用是抑制清醒。

　　Meredith教授研究了正常小鼠以及转基因小鼠，后者经过转基因改造，因此它们的BK通道不能被灭活。然后，她通过放置在SCN神经元中的电极，记录这些通道的活性。在转基因小鼠的大脑中，动物不能灭活BK通道，她发现了低水平的神经活动，这与白天更多的清醒有关。这是不寻常的，因为老鼠通常在白天睡觉。

　　这些新的发现是令人惊讶的，有几个原因。研究人员不知道，体内哪些生理过程依赖BK通道失活作为一种机制。科学家已经了解，该通道通过这种方法起作用，但不知道神经元如何使用这种机制来调节大脑中的信息编码。这项研究首次表明，BK通道失活对于编码大脑中的生理节奏，是至关重要的。

　　此前，BK通道一直被认为对于调节其他生理功能至关重要。它们对于激活肌肉是重要的，并对于控制血压、心率和膀胱功能，扮演一个重要角色。在大脑中，BK通道已知参与调节神经兴奋性，在运动控制、学习和记忆中发挥作用。在大脑中，BK通道的功能障碍与颤动、癫痫、上瘾以及学习和记忆相关问题，联系在一起。

　　Meredith教授说：“我们知道，BK通道在全身都具有广泛的重要性。但是，现在我们有强有力的证据表明，它们明确而内在性地参与了生物钟周期。这真的是令人兴奋的。”

　　而且，在过去，科学家们认为，睡眠的昼夜模式在很大程度上是由一种不同的机制驱动，即存在于SCN表面的离子通道的数量。这篇新论文表明，该模型过于简单化了。新的研究表明，关键不在于通道的数量，而在于被激活的通道，更重要的是，在一天中特定时间失活的通道。

　　这一发现具有临床意义。Meredith教授说，对于这种失活机制的新理解，可能被用来开发靶定昼夜节律的药物。这种药物可以用来治疗睡眠障碍、时差和季节性情绪失调，所有这些都涉及SCN生物钟的问题。

　　已知高盐摄入与血压升高和心脏病风险增加相关。但一项新的研究显示，低盐摄入可能是有害的。发表于The Lancet杂志的研究发现，相比平均食盐摄入量，低盐或钠摄入可能会增加心脏病、卒中或死亡风险。

　　主要研究者，来自加拿大麦克马斯特大学医学院Michael G. DeGroote称，他们的结果表明，有高盐摄入的高血压患者应该减少他们的食盐摄入量。此外，研究人员表示，当前推荐的食盐日摄入量可能太低了。美国膳食指南推荐，钠摄入量低于2,300mg/日——相当于一茶勺的盐。

　　然而，今年早些时候，美国疾病控制与预防中心(CDC)报告显示，约90%美国人的食盐摄入量水平高于该推荐值。人们普遍认为，饮食中摄入过多的盐会导致高血压，并增加心脏病、卒中和其他心血管疾病风险。但将食盐摄入量降至当前指南推荐的水平，真的能降低这些风险吗?因此，Mente及其同事着手进行了这项研究。

　　高盐摄入风险只存在于高血压患者中

　　研究数据来自于49个国家超130,000例参与者。他们对这些参与者的食盐摄入情况，以及如何影响有无高血压患者的心脏病和卒中风险进行观察。

　　不管参与者有无高血压，低钠摄入参与者的心脏病、卒中和死亡风险高于平均钠摄入量的参与者。但有趣的是，这项研究中的低盐摄入定义为每天摄入量<3,000mg/日，高于当前美国指南推荐水平。此外，研究人员发现，只有高血压患者遭受的风险似乎与高盐摄入有关——定义为>6,000mg/日。

　　虽然，我们的研究强调，降低高血压患者高盐摄入的重要性，但并不支持将食盐摄入量降至很低的水平。我们的发现非常重要，因为研究显示，降低钠摄入量最好是针对有高钠饮食的高血压患者。

　　研究质疑当前食盐摄入推荐

　　基于该研究，Mente建议，减少食盐摄入的策略应该针对那些有高盐摄入的高血压患者。此外，研究小组认为，研究结果表明，当前指南推荐的食盐日摄入量可能太低了。

　　“这项研究增加了我们对食盐摄入与健康之间相关的认识，并对当前指南推荐的低钠摄入水平是否适合整人群提出了质疑。”研究合著者，来自麦克马斯特大学和爱尔兰高威国立大学的Martin O'Donnell称，“一个方法是推荐摄入适量盐，尤其是高血压患者，似乎与当前证据更相符。”