บทความอายุยืน

งานวิจัยใหม่เกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างการอดนอน การตาย และลำไส้

การอดนอนเชื่อมโยงกับอัตราการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้นและอนุมูลอิสระที่อักเสบในลำไส้
  • การอดนอนเพิ่มความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตของแมลงวันผลไม้ ซึ่งสัมพันธ์กับการสะสมของสายพันธุ์ออกซิเจนปฏิกิริยา (ros) ในลำไส้ 

  • Ros เป็นอนุมูลอิสระซึ่งเป็นโมเลกุลอักเสบที่ทำให้เกิดความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น 

  • เมื่อ ros ถูกทำให้เป็นกลางในลำไส้ แม้แต่แมลงวันผลไม้ที่อดนอนอย่างรุนแรงก็ยังมีอายุขัยได้ตามปกติ 

  • ระบบน้ำเหลืองซึ่งทำงานระหว่างการนอนหลับ จะกำจัดโมเลกุลที่เป็นพิษ เช่น ros ออกไป

บทความนี้ถูกโพสต์บน EurekAlert.org: 

สัญญาณแรกของการนอนหลับไม่เพียงพอเป็นที่คุ้นเคยกันโดยทั่วไป มีอาการเหนื่อยล้าและเหนื่อยล้า มีสมาธิลำบาก อาจหงุดหงิด หรือแม้แต่หัวเราะคิกคักอย่างเหนื่อยล้า มีเพียงไม่กี่คนที่ได้รับผลกระทบจากการอดนอนเป็นเวลานาน รวมถึงอาการงุนงง หวาดระแวง และภาพหลอน

อย่างไรก็ตาม การอดนอนเป็นเวลานานอาจถึงแก่ชีวิตได้ แม้ว่าจะมีรายงานในมนุษย์โดยไม่ได้ตั้งใจ แต่การศึกษาในหนูที่มีการอ้างอิงกันอย่างแพร่หลายซึ่งดำเนินการโดยนักวิจัยในชิคาโกในปี 1983 แสดงให้เห็นว่าการอดนอนโดยสิ้นเชิงนำไปสู่ความตายอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แม้จะศึกษามาหลายทศวรรษ แต่คำถามหลักยังคงไม่มีคำตอบ: ทำไมสัตว์ถึงตายเมื่อไม่ได้นอน?

ปัจจุบัน นักประสาทวิทยาของ harvard medical school ได้ระบุถึงความเชื่อมโยงเชิงสาเหตุที่ไม่คาดคิดระหว่างการอดนอนและการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร ในการศึกษาเกี่ยวกับแมลงวันผลไม้ที่อดนอน นักวิจัยพบว่าความตายมักเกิดขึ้นก่อนเสมอด้วยการสะสมของโมเลกุลที่เรียกว่า reactive oxidative species (ros) ในลำไส้

เมื่อแมลงวันผลไม้ได้รับสารต้านอนุมูลอิสระที่ช่วยต่อต้านและล้าง ros ออกจากลำไส้ แมลงวันที่อดนอนจะยังคงเคลื่อนไหวและมีอายุขัยเป็นปกติ การทดลองเพิ่มเติมในหนูยืนยันว่า ros สะสมในลำไส้เมื่อการนอนหลับไม่เพียงพอ

การค้นพบนี้ตีพิมพ์ในเซลล์เมื่อวันที่ 4 มิถุนายน ชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่สัตว์ต่างๆ จะสามารถอยู่รอดได้โดยไม่ต้องนอนหลับภายใต้สถานการณ์บางอย่าง ผลการวิจัยเปิดช่องทางใหม่ในการศึกษาเพื่อทำความเข้าใจผลที่ตามมาจากการนอนหลับไม่เพียงพอ และสักวันหนึ่งอาจแจ้งการออกแบบแนวทางในการรับมือกับผลกระทบที่เป็นอันตรายในมนุษย์ ผู้เขียนกล่าว

“เราใช้แนวทางที่เป็นกลางและค้นหาทั่วร่างกายเพื่อหาตัวบ่งชี้ความเสียหายจากการอดนอน เราประหลาดใจที่พบว่าลำไส้มีบทบาทสำคัญในการทำให้เสียชีวิต” ดรากานา โรกุลจา ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านประสาทชีววิทยาในมหาวิทยาลัยกล่าว สถาบัน Blavatnik ที่ HMS

“ที่น่าแปลกใจยิ่งกว่านั้นคือเราพบว่าสามารถป้องกันการตายก่อนวัยอันควรได้ ทุกเช้าเราทุกคนจะรวมตัวกันเพื่อดูแมลงวันด้วยความไม่เชื่อเลยจริงๆ สิ่งที่เราเห็นก็คือทุกครั้งที่เราสามารถต่อต้าน ROS ในลำไส้ได้ เราก็จะพบว่า สามารถช่วยชีวิตแมลงวันได้” Rogulja กล่าว

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาเรื่องการนอนหลับมาเป็นเวลานาน ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ดูเหมือนจะเป็นพื้นฐานของชีวิต แต่ก็ยังเป็นปรากฏการณ์ที่ลึกลับในหลาย ๆ ด้าน สัตว์เกือบทุกตัวที่รู้จักนอนหลับหรือมีพฤติกรรมเหมือนหลับบางรูปแบบ หากไม่เพียงพอ ผลที่ตามมาร้ายแรงก็ตามมา ในมนุษย์ การนอนหลับไม่เพียงพอเรื้อรังมีความเกี่ยวข้องกับโรคหัวใจ เบาหวานประเภท 2 มะเร็ง โรคอ้วน อาการซึมเศร้า และอาการอื่นๆ อีกมากมาย

การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการจำกัดการนอนหลับโดยรวมเป็นเวลานานอาจนำไปสู่การเสียชีวิตก่อนวัยอันควรในสัตว์ทดลอง ในความพยายามที่จะตอบคำถามว่าการอดนอนนำไปสู่ความตายได้อย่างไร ความพยายามในการวิจัยส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่สมองซึ่งเป็นที่มาของการนอนหลับ แต่ไม่มีผู้ใดให้ผลลัพธ์ที่สรุปได้

นำโดยผู้เขียนร่วมการศึกษา alexandra vaccaro และ yosef kaplan dor ซึ่งเป็นนักวิจัยด้านประสาทชีววิทยาที่ hms ทั้งสองคน ทีมงานได้ทำการทดลองหลายครั้งในแมลงวันผลไม้ ซึ่งมียีนควบคุมการนอนหลับหลายอย่างร่วมกับมนุษย์ เพื่อค้นหาสัญญาณของความเสียหาย เกิดจากการอดนอนทั่วร่างกาย เพื่อติดตามการนอนหลับ นักวิจัยใช้ลำแสงอินฟราเรดเพื่อติดตามการเคลื่อนไหวของแมลงวันที่อยู่ในหลอดแต่ละหลอดอย่างต่อเนื่อง

พวกเขาพบว่าแมลงวันสามารถหลับได้จากการสั่นทางกายภาพ ดังนั้นทีมงานจึงหันมาใช้วิธีการที่ซับซ้อนมากขึ้น พวกมันดัดแปลงพันธุกรรมแมลงวันผลไม้เพื่อแสดงโปรตีนที่ไวต่อความร้อนในเซลล์ประสาทจำเพาะ ซึ่งเป็นที่รู้กันว่ามีฤทธิ์ระงับการนอนหลับ เมื่อเก็บแมลงวันไว้ที่อุณหภูมิ 29 องศาเซลเซียส โปรตีนจะกระตุ้นให้เซลล์ประสาทยังคงทำงานอยู่ตลอดเวลา เพื่อป้องกันไม่ให้แมลงวันหลับ

หลังจากการอดนอนเนื่องจากอุณหภูมิเป็นเวลา 10 วัน แมลงวันผลไม้จะเสียชีวิตเพิ่มขึ้นและทั้งหมดก็ตายภายในวันที่ 20 แมลงวันควบคุมที่นอนหลับตามปกติจะมีชีวิตอยู่ได้ประมาณ 40 วันในสภาพแวดล้อมเดียวกัน

เนื่องจากอัตราการเสียชีวิตเพิ่มขึ้นประมาณวันที่ 10 นักวิจัยจึงมองหาเครื่องหมายของความเสียหายของเซลล์ในวันนั้นและวันก่อนหน้า เนื้อเยื่อส่วนใหญ่ รวมทั้งในสมอง ไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างแมลงวันที่อดนอนกับแมลงวันที่ไม่อดนอนได้ โดยมีข้อยกเว้นที่น่าสังเกตประการหนึ่ง

ความกล้าของแมลงวันที่อดนอนมีการสะสมของ ros อย่างมาก ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยออกซิเจนซึ่งมีปฏิกิริยาสูง ซึ่งในปริมาณมากสามารถทำลาย dna และส่วนประกอบอื่นๆ ภายในเซลล์ ส่งผลให้เซลล์ตายได้ การสะสมของ ros พุ่งถึงจุดสูงสุดประมาณวันที่ 10 ของการอดนอน และเมื่อหยุดการอดนอน ระดับ ros จะลดลง

การทดลองเพิ่มเติมยืนยันว่า ros สร้างขึ้นในลำไส้ของสัตว์เหล่านั้นที่สูญเสียการนอนหลับอย่างต่อเนื่อง และลำไส้นั้นแท้จริงแล้วเป็นแหล่งหลักของ ros ที่อันตรายถึงชีวิตนี้

“เราพบว่าแมลงวันที่อดนอนกำลังจะตายด้วยความเร็วเท่าๆ กันทุกครั้ง และเมื่อเราดูเครื่องหมายของความเสียหายและการตายของเซลล์ เนื้อเยื่อเดียวที่โดดเด่นจริงๆ ก็คือลำไส้” วัคคาโรกล่าว "ฉันจำได้ว่าตอนที่เราทำการทดลองครั้งแรก คุณสามารถบอกได้ทันทีด้วยกล้องจุลทรรศน์ว่ามีความแตกต่างอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งแทบไม่เคยเกิดขึ้นในการวิจัยในห้องปฏิบัติการเลย"

ทีมงานยังตรวจสอบว่าการสะสม ros เกิดขึ้นในสายพันธุ์อื่นหรือไม่โดยใช้การกระตุ้นทางกลอย่างอ่อนโยนและต่อเนื่องเพื่อให้หนูตื่นนานถึงห้าวัน เมื่อเปรียบเทียบกับสัตว์ควบคุม หนูที่อดนอนมีระดับ ros ในลำไส้เล็กและลำไส้ใหญ่สูงขึ้น แต่ไม่พบในอวัยวะอื่นๆ ซึ่งสอดคล้องกับการสังเกตของแมลงวัน

เพื่อตรวจสอบว่า ros ในลำไส้มีบทบาทสำคัญในการเสียชีวิตเนื่องจากการอดนอนหรือไม่ นักวิจัยได้พิจารณาว่าการป้องกันการสะสม ros สามารถยืดอายุการอยู่รอดได้หรือไม่

พวกเขาทดสอบสารประกอบหลายสิบชนิดที่มีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระที่ทราบกันว่าสามารถต่อต้าน ros และระบุสารประกอบ 11 ชนิดที่เมื่อได้รับเป็นอาหารเสริม จะทำให้แมลงวันที่อดนอนมีอายุขัยได้ตามปกติหรือใกล้เคียงปกติ สารประกอบเหล่านี้ เช่น เมลาโทนิน กรดไลโปอิก และ nad มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการล้าง ros ออกจากลำไส้ ที่น่าสังเกตว่าการเสริมไม่ได้ช่วยยืดอายุของแมลงวันที่ไม่ถูกกีดกัน

บทบาทของการกำจัด ros ในการป้องกันการเสียชีวิตได้รับการยืนยันเพิ่มเติมโดยการทดลองที่แมลงวันถูกดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อสร้างเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระในลำไส้มากเกินไป แมลงวันเหล่านี้มีอายุขัยปกติถึงใกล้เคียงปกติเมื่ออดนอน ซึ่งไม่ใช่กรณีของแมลงวันควบคุมที่ผลิตเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระในระบบประสาทมากเกินไป

ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการสะสม ros ในลำไส้มีบทบาทสำคัญในการทำให้เสียชีวิตก่อนวัยอันควรจากการอดนอน นักวิจัยกล่าว แต่เตือนว่าคำถามมากมายยังคงไม่ได้รับคำตอบ

“เรายังไม่รู้ว่าเหตุใดการนอนไม่หลับจึงทำให้เกิดการสะสม ROS ในลำไส้ และเหตุใดจึงเป็นอันตรายถึงชีวิต” Kaplan Dor กล่าว “การอดนอนอาจส่งผลโดยตรงต่อลำไส้ แต่ตัวกระตุ้นอาจเกิดในสมอง เช่นเดียวกัน การเสียชีวิตอาจเกิดจากความเสียหายในลำไส้ หรือเพราะระดับ ROS ที่สูงมีผลกระทบต่อระบบ หรือหลายอย่างรวมกัน”

เป็นที่รู้กันว่าการนอนหลับไม่เพียงพอจะรบกวนเส้นทางการส่งสัญญาณความหิวของร่างกาย ดังนั้นทีมงานจึงวัดการบริโภคอาหารของแมลงวันผลไม้เพื่อวิเคราะห์ว่ามีความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ระหว่างการให้อาหารและความตายหรือไม่ พวกเขาพบว่าแมลงวันที่อดนอนบางตัวกินมากกว่าตลอดทั้งวัน เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมที่ไม่อดนอน อย่างไรก็ตาม การจำกัดการเข้าถึงอาหารไม่ส่งผลต่อการอยู่รอด โดยบอกว่ามีปัจจัยนอกเหนือจากการบริโภคอาหารที่เกี่ยวข้อง

ขณะนี้นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อระบุวิถีทางชีวภาพที่นำไปสู่การสะสม ros ในลำไส้และการหยุดชะงักทางสรีรวิทยาที่ตามมา

ทีมงานหวังว่างานของพวกเขาจะแจ้งการพัฒนาแนวทางหรือการบำบัดเพื่อชดเชยผลเสียจากการอดนอน จากข้อมูลของศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคแห่งสหรัฐอเมริกา หนึ่งในสามของผู้ใหญ่ชาวอเมริกันจะได้นอนน้อยกว่าเจ็ดชั่วโมงที่แนะนำต่อคืน และการนอนไม่เพียงพอถือเป็นเรื่องปกติของชีวิตสำหรับคนจำนวนมากทั่วโลก

“พวกเราหลายคนเป็นโรคอดนอนเรื้อรัง แม้ว่าเราจะรู้ว่าการนอนดึกทุกคืนไม่ดี แต่เราก็ยังทำมัน” Rogulja กล่าว “เราเชื่อว่าเราได้ระบุประเด็นสำคัญที่เมื่อกำจัดออกไปแล้ว จะสามารถอยู่รอดได้โดยไม่ต้องนอนหลับ อย่างน้อยก็ในแมลงวันผลไม้”

“เราจำเป็นต้องเข้าใจชีววิทยาว่าการอดนอนส่งผลเสียต่อร่างกายอย่างไร เพื่อที่เราจะได้หาวิธีป้องกันอันตรายนี้” เธอกล่าว

การศึกษาถูกตีพิมพ์ใน เซลล์ ในเดือนมิถุนายน 2563 



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า