研究結果為心血管疾病的更有效治療開辟了令人興奮的可能性,例如在一天中的適當時間提供藥物等。
在當今社會,熬夜已成為許多年輕人的新常態。經常熬夜會給身體帶來非常大的危害,例如熬夜會引起免疫功能失調、皮膚粗糙、人體生物鍾紊亂等,更嚴重的是,長期熬夜還會引發猝死。
生物鍾,已得到科學家的廣泛研究。晝夜節律賦予了人類行為和生理學的時間模式,使身體內在與外在環境的預期變化保持一致,被擾亂的晝夜節律會對健康產生影響。早期研究表明,熬夜會增加代謝紊亂、心血管疾病、精神疾病和癌症的風險。
熬夜為什麼會引發猝死呢?
2021年10月15日,英國劍橋大學MRC分子生物學實驗室的研究人員在" Nature Communications "期刊上發表了一篇題為" Compensatory ion transport buffers daily protein rhythms to regulate osmotic balance and cellular physiology "的研究論文。
該研究表明,熬夜會導致的心髒細胞生物鍾與大腦生物鍾不同步,從而使心髒生物鍾不能預測身體的日常需求,當晝夜節律被打亂時,心血管係統可能無法應對工作生活中的日常壓力,會增加不良事件的風險,如心律失常和心源性猝死。
眾所周知,心髒細胞和其他組織中都存在生物鍾,通常與荷爾蒙信號同步,使我們的日常節奏與晝夜循環保持一致。
在該研究中,研究人員首次證明,心髒細胞通過細胞內鈉離子和鉀離子水平的日常變化來調節它的晝夜節律,心髒細胞內外不同水平的鈉離子和鉀離子允許電脈衝引起它們的收縮並驅動心跳。
細胞離子濃度通常被認為是穩定的,但研究人員發現心髒細胞實際上會在白天和黑夜改變其內部鈉和鉀的水平,以適應我們的日常需求,讓心髒在我們活躍時更好地適應和維持增加的心率。
在小鼠分離的細胞和心髒組織中,研究人員發現,鈉和鉀的這些每日節律的發生是為了讓細胞蛋白質發生變化,離子被泵出,為蛋白質水平的日常增加“騰出空間”。驚人的是,鈉/鉀的水平變化高達30%,這使離體心髒細胞的電活動產生了驚人的兩倍變化。
2021年4月,發表在 Nature Communications 的另一項研究表明,心率和電活動的晝夜節律在小鼠和人類中都很明顯,而且行為習慣或睡眠模式的突然變化會擾亂這些正常的心律。
綜上所述,研究表明,熬夜可能會導致心髒細胞內的晝夜節律與我們的行為脫鉤,從而使心髒生物鍾不能預測機體日常需求的波動,而對大多數人來說,需求波動在白天會更高。當晝夜節律被打亂時,這會增加不良事件的風險,如心律失常和心源性猝死。
研究人員說到,許多危及生命的心髒問題都發生在一天中的特定時間,而且更多的發生在熬夜人身上。我們認為,當心髒的生物鍾與大腦的生物鍾不同步時,我們的心血管係統可能無法應對工作生活中的日常壓力。這可能使心髒更容易出現功能障礙。
研究人員表示,心髒功能晝夜變化的方式比以前認為的更複雜。而有助於心率的離子梯度在每天的周期中變化,這可能有助於心髒在白天應對不斷增加的需求,而白天活動和心輸出量的變化要比我們平時睡覺時大得多。
研究結果為心血管疾病的更有效治療開辟了令人興奮的可能性,例如在一天中的適當時間提供藥物等。
原始出處:
Stangherlin, A., Watson, J.L., Wong, D.C.S. et al. Compensatory ion transport buffers daily protein rhythms to regulate osmotic balance and cellular physiology. Nat Commun 12, 6035 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-25942-4.
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