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心臟與大腦都是人體的重要器官,它們之間的交流對健康至關重要,這種交流通常依賴神經、血管和免疫系統的復雜作用來進行。例如我們都知道睡眠不足會增加心血管疾病的風險,而這背后的具體機制,是大腦在缺乏睡眠時會通過神經系統來調節血管中的免疫細胞信號,從而影響動脈粥樣硬化的發生。
但反過來,當心臟因心肌梗死等疾病受損時是否也會影響大腦的行為呢?目前科學家仍然不清楚這一問題的答案。不過,許多研究都在透露這一機制是存在的,比如人體心跳過速通常與大腦焦慮樣行為伴隨出現,而針對心肌梗死患者的臨床研究數據顯示,許多患者在恢復期會格外“嗜睡”。
在近期的《自然》雜志上,來自西奈山伊坎醫學院的研究者首次揭示,心臟在受損后會通過免疫系統向大腦發出信號,調節睡眠行為。這種調節機制可以延長心臟病發作患者的睡眠時間,幫助心臟修復。新研究表明心臟病發作后,保持充足睡眠將成為幫助患者痊愈的重要輔助手段。
在小鼠實驗中,作者嘗試在一批小鼠中誘導心臟病發作,然后檢測了它們血液中各類細胞的變化,以及記錄了它們的睡眠狀態。健康情況下,小鼠會隨著光暗轉變有節律地進行睡眠,光照條件下70%的時間以及黑暗條件下20%的時間小鼠會進行睡眠。
但當心臟病發作后,一切都發生了變化,小鼠的睡眠節律完全被打亂,它們在任何條件下都有超過85%的時間會選擇睡覺,小鼠整體活動減少,體溫降低,這些都與睡眠行為增加有關。根據睡眠期間的腦電信號數據,小鼠的慢波睡眠時間也顯著增加,這代表著深度睡眠更多。總體來看,上述變化在心臟病發作后會迅速產生,并且持續大約一周的時間。
▲誘導小鼠心臟病發作后,它們的睡眠時間會顯著增加(圖片來源:參考資料[1])
但是這種心臟受損的信號是如何傳遞至大腦,并操控個體主動選擇更多睡眠的呢?作者對大腦細胞組成進行了細致分析,他們發現免疫細胞承擔了這一任務。在心臟受損后,小鼠大腦中出現了大量的單核細胞,這些免疫細胞會隨著循環系統逐步進入大腦,尤其是在丘腦活躍并釋放出腫瘤壞死因子(TNF),這種細胞因子會作為信號分子刺激丘腦神經元并增加個體睡眠行為。作者發現這種變化最快可以在心臟病發作的數小時后就發生。
除了小鼠,研究還發現人類也有著類似的表現,比如心臟病發作患者的血液中單核細胞水平會顯著增加。另外,這些患者在恢復期間如果擁有更好的睡眠,那么預后就要越好。在心臟病發作后的一周時間內睡眠差,不僅患者預后更差,還會提升患其他心血管疾病的風險。這些結果表明充足的睡眠對于心臟病發作患者康復有著重要作用,尤其是病發后的一周內的睡眠質量格外關鍵。
研究者指出,新研究揭示了一條全新的心臟與大腦的交流方式。在未來,提升心臟病發作患者的睡眠質量應該成為臨床治療需要考慮的范疇。
參考資料:
[1] Huynh, P., Hoffmann, J.D., Gerhardt, T. et al. Myocardial infarction augments sleep to limit cardiac inflammation and damage. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08100-w
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