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睡眠與免疫,互相糾纏背后的健康動因

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年11月28日 00:04

文/陳根

睡眠對人體的重要性眾所周知,其中,最常被提及也是最重要的一點就是睡眠對免疫力的影響。一般來說,一個好的睡眠狀態(tài)會增強免疫力,可以抵御各種疾病和病原體的侵襲。而長期失眠則會造成免疫力下降,人體就容易受到病毒、細菌的侵襲,繼而產(chǎn)生各種各樣的疾病。

事實上,睡眠是一個相當復雜的生理和心理變化過程。與覺醒相比,睡眠時許多生理功能都發(fā)生了變化,包括免疫。這種周而復始的變化,才使得睡眠和免疫長期地相互影響,決定著機體的日常工作。

睡眠并不簡單

人的一生中有一大部分時間都在睡眠中度過,睡眠是大腦和身體喚醒的自然循環(huán)狀態(tài)。其特征在于:改變意識,降低對刺激的響應(yīng)度和對自愿運動的抑制。單一檢測無法檢測睡眠,一般由多個生理行為表征來衡量,包括腦電圖(EEG)的客觀改變,肌電圖變化(EMG)或呼吸速率。

睡眠分為眼球快速運動(REM)睡眠(也叫做快速眼動睡眠或快動眼睡眠,具體表現(xiàn)為眼球快速運動并且發(fā)生夢境)以及與眼球快速運動睡眠恰好相反并且持續(xù)較長時間的非眼球快速運動(NREM)睡眠。研究表明,眼球快速運動睡眠對大腦起著某種修復功能,包括存在于大腦內(nèi)的一系列免疫相關(guān)組織細胞。

此外,非眼球快速運動睡眠包含了深度睡眠(SWS),也稱慢波睡眠。其特征在于同步腦電圖與慢波的存在,有時也會有增量波活動。深度睡眠經(jīng)常被視為休息的時間,深度睡眠時人們多數(shù)不會做夢。

失眠則表現(xiàn)為難以開始或維持睡眠,早醒、中斷或非恢復性睡眠以及相關(guān)的白天功能障礙。必須存在至少每周3個晚上,并持續(xù)3個月或更長時間的癥狀才被稱為失眠。公開資料顯示,國人平均睡眠時常約為6.92小時,擁有深睡眠的比例不足1/3。失眠群體比例高達36.1%,高于全球數(shù)據(jù)27%。

夕法尼亞大學的研究人員就曾通過兩種果蠅實驗方法有力地證明了睡眠與免疫系統(tǒng)有著密切的關(guān)系。一是用黏質(zhì)沙雷氏菌和銅綠假單胞菌對果蠅進行感染,確認實驗組成功被感染后,對實驗組進行睡眠剝奪。結(jié)果顯示,實驗組與未被睡眠剝奪的對照組均出現(xiàn)不同程度的急性睡眠反應(yīng)。因睡眠剝奪組在感染后睡眠時間較長,較對照組存活率反而更高。

二是利用基因手段來操控睡眠。研究人員使用藥物RU486對離子通道表達進行誘導,改變果蠅大腦蘑菇體神經(jīng)元的活動,從而調(diào)節(jié)睡眠模式。結(jié)果顯示,因誘導而導致睡眠時間延長的果蠅存活率更高。睡眠多的果蠅身體可以更快、更有效地清除細菌。這也證明了增加睡眠能夠提高果蠅的免疫能力、抗感染力,同時提高了感染后的恢復率和生存率。

睡眠如何調(diào)節(jié)免疫?

早在50年前,研究人員就開始認為睡眠與免疫系統(tǒng)有著直接的相關(guān)性,但在當時沒有有效的手段來證明。而現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展,讓睡眠與免疫系統(tǒng)的密切關(guān)系得以明晰。

首先,是對自然殺傷細胞(NK細胞)的影響。自然殺傷細胞(natural killer cell,NK)是機體重要的免疫細胞,不僅與抗腫瘤、 抗病毒感染和免疫調(diào)節(jié)有關(guān),而且在某些情況下參與超敏反應(yīng)和自身免疫性疾病的發(fā)生,能夠識別靶細胞、殺傷介質(zhì)。

大量研究證明,睡眠剝奪使白細胞的吞噬能力和NK細胞的殺傷力降低,而且這種降低與睡眠剝奪時間成正比,恢復睡眠后可以逐漸恢復。有研究人員通過對人體睡眠剝奪,發(fā)現(xiàn)長時間失眠致使NK細胞活性降低。這就有力地證明睡眠剝奪與NK細胞的活性存在著一定的相關(guān)性。

同時在臨床試驗中,也發(fā)現(xiàn)健康男性青年被睡眠剝奪24h、48h后,NK細胞較原來分別降低31%和37%,恢復正常睡眠后回到原活性水平。由此可見,NK細胞活性的變化與睡眠剝奪時間呈正相關(guān),恢復睡眠后可逐漸回到正常,這種變化提示著免疫系統(tǒng)與睡眠是相關(guān)的。

其次,關(guān)于睡眠對淋巴細胞的影響研究表明,睡眠剝奪對T淋巴細胞亞群數(shù)量無顯著影響,但使淋巴細胞亞群的功能降低。這種降低與睡眠剝奪時間成正比,恢復睡眠后它們的功能可以逐漸恢復,說明這種免疫變化與睡眠有關(guān)。

通過對人體睡眠剝奪,研究者發(fā)現(xiàn)外周血淋巴細胞對有絲分裂原刺激的增殖反應(yīng)降低,多行核粒細胞的吞噬功能降低,即機體的細胞免疫功能降低。睡眠剝奪可抑制刀豆蛋白(ConA)、脂多糖(LPS)誘導的脾細胞增殖反應(yīng)。ConA誘導的脾細胞增殖反應(yīng)反映T細胞功能,LPS誘導的脾細胞增殖反映B細胞的功能。這也意味著,睡眠剝奪還能夠?qū)е耇細胞和B細胞功能降低,細胞免疫和體液免疫功能下降。

其三,睡眠對細胞因子有重要影響。睡眠剝奪作用于人腦功能,造成神經(jīng)功能障礙。這種改變造成肌體的應(yīng)激反應(yīng),將會激活丘腦-垂體-腎上腺軸,會使糖皮質(zhì)類固醇激素分泌增加。這種激素對人體免疫功能產(chǎn)生強烈的抑制作用,使人體免疫功能下降,而且此激素會導致下丘腦釋放促腎上腺皮質(zhì)釋放因子,活化NK細胞,增強IL-1、IL-2和IL-6等細胞因子的產(chǎn)生。IL-6、TNF-α是系統(tǒng)炎癥的標志,會導致糖尿病、心血管疾病等。

研究表明,13個健康的青年男子連續(xù)5天每晚只睡4小時,這使淋巴細胞活化,也增加了促炎性細胞因子IL-1β、IL-6和IL-17。這些促炎性細胞因子在2天的恢復睡眠期仍然興奮,并伴有心率加快和血清C反應(yīng)蛋白(CRP)增加;CRP在肝臟中合成,受控于促炎性細胞因子IL-6、干擾素-α(INF-α)和IL-1。因此,長期的睡眠剝奪不僅增加IL-17和CRP產(chǎn)物,而且會伴隨心率加快癥狀的出現(xiàn),這些都是導致心血管疾病的危險因素。

最后,是睡眠對免疫球蛋白及補體的影響。研究表明,睡眠剝奪48h后免疫球蛋白IgG、IgM升高,而IgA下降。睡眠剝奪56h后血清免疫球蛋白IgA、IgM均無變化,而IgG和補體C3下降,血清補體CH50也明顯下降,GH缺乏可導致胸腺脾臟萎縮,淋巴細胞數(shù)目減少。

免疫如何調(diào)控睡眠?

除了睡眠對免疫的影響,免疫也在調(diào)控著睡眠,正是睡眠和免疫長期的互相作用,才能維持機體的正常運行。免疫通過在外周產(chǎn)生的促炎信號與中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)的相互作用,來改變中樞神經(jīng)系統(tǒng)活動及調(diào)節(jié)睡眠的過程。

首先,是細胞因子對睡眠的調(diào)控。如IL-1和病原體相關(guān)分子模式(PAMPs),如脂多糖,作用于迷走神經(jīng),迷走神經(jīng)投射到多個參與睡眠調(diào)節(jié)的大腦區(qū)域,包括孤束核、延髓腹外側(cè)核、下丘腦室旁核和視上核以及杏仁核。據(jù)報道,迷走神經(jīng)切斷術(shù)可以阻斷全身細胞因子對睡眠的誘導作用,也可以阻斷系統(tǒng)細胞因子誘導的腦內(nèi)細胞因子mRNAs的表達。

其次,中樞神經(jīng)系統(tǒng)很多部位有表達Toll樣受體(Tol-like Receptor,TLRs)的巨噬細胞。當這些巨噬細胞被PAMPs激活時,會產(chǎn)生諸如IL-1之類的炎性細胞因子,這種細胞因子可以擴散進入大腦。此外,內(nèi)皮細胞表達IL-1受體,這種受體由循環(huán)的IL-1激活,導致局部前列腺素e2的產(chǎn)生,觸發(fā)腦內(nèi)的免疫激活。

其三,血腦屏障(BBB)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主動傳遞多種免疫調(diào)節(jié)分子,這一過程是由中樞神經(jīng)系統(tǒng)主動協(xié)調(diào)的,與無管制滲漏的血腦屏障被動擴散或功能障礙不同。睡眠和晝夜過程調(diào)節(jié)血腦屏障的主動轉(zhuǎn)運機制。此外,由于感染和年齡的增長,BBB的功能也發(fā)生了改變。這可能有助于IL-1、IL-6和TNF的主動轉(zhuǎn)運。在這些情況下,睡眠模式的改變進一步增加了炎癥介質(zhì)在血腦屏障的運輸。

最后,當免疫細胞(通常為單核細胞)活化時,它們可以與大腦的脈管系統(tǒng)及其他脈管系統(tǒng)相連。外周炎癥信號刺激小膠質(zhì)細胞產(chǎn)生CCL2(MCP1),進一步吸引單核細胞到大腦。由細胞因子刺激的星形膠質(zhì)細胞也可以產(chǎn)生CCL2以吸引免疫細胞到大腦。

睡眠對人體的重要性已被科學證實。睡眠不僅對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)有影響,也對人體的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生重要的影響。

睡眠剝奪會在各方面削弱人體的免疫能力,長期的缺乏睡眠甚至會導致人體免疫力永久性的降低。白細胞吞噬能力和NK細胞活性的降低,同時也會降低淋巴細胞的活性而致使人體對外界抵抗力下降。但如果能夠重視睡眠對人體的保護作用,就有可能很好地利用睡眠來促進疾病的康復和保持身體的健康。

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