如果把人體比作一塊可充電電池,那么清醒和睡眠便是放電和充電的過程。深夜疲憊的身軀可以通過睡一個好覺重獲“新生”,而睡眠不足則會讓人感覺電量耗盡,身體被掏空。
這一套耗電充電的過程也可以體現在我們大腦神經元的DNA上。研究發現,人體神經元中的DNA會不斷斷裂損傷,良好的睡眠可以幫助DNA更好地修復。
DNA:我裂開了
從清醒到睡眠
是神經元DNA損傷到修復的過程
人在清醒時大腦運轉需要消耗大量的能量,中樞神經元網絡是一個對代謝要求極高的系統,成人的中樞神經系統氧消耗量大約占總基礎氧消耗量的20%左右。
大腦具備高度發達的線粒體網絡,線粒體氧化磷酸化可以給大腦提供大部分的能量以維持運作,高度代謝負荷會使大腦環境產生高水平的活性氧和活性氮。這些因素導致大腦會持續發生氧化損傷,比如DNA雙鏈斷裂 (DSB),這種斷裂損傷在清醒或大量用腦時尤為明顯。
除了清醒和用腦,紫外線光照、吸煙等都會造成不同程度的DNA斷裂
不同于身體大多數細胞的凋零和替換,大腦中的神經元DNA只能通過不斷修補來恢復正常功能。
人腦在清醒時神經元活動過于豐富,斷裂的DNA太多,修補工作遠遠趕不上DNA損傷。如同修路一樣,想要修補坑坑洼洼的公路,最好的時間不是車輛嘈雜的白天,而是沒人沒車的深夜,所以DNA的修補工作一般在睡眠中進行。
研究發現,睡眠可以減少大腦的代謝需求,在修復清醒時導致的DNA損傷方面起著關鍵作用。不僅如此,睡眠還可以幫助清除大腦中積累的代謝廢物,比如錯誤折疊的蛋白質和蛋白水解副產物。
2019年香港一項針對49名夜間值班醫生的研究顯示,與沒有通宵工作的人相比,通宵值班的醫生在急性睡眠剝奪后血液中的DNA修復基因表達降低了,DNA斷裂的次數也有所增加。
睡眠剝奪會誘發持續的氧化應激,導致DNA的斷裂損傷增加或修復減少。
換句話說,白天清醒的代價就是深夜睡眠時大腦還在默默地工作,修復白天活動時造成的損傷。這可能也是為什么睡眠會將我們最脆弱的一面暴露在環境中,但我們仍離不開睡眠的原因。
睡眠不足導致
DNA無法修復的危害
DNA雙鏈斷裂在維持機體正常活動中是一個再正常不過的過程,比如神經元DNA損傷的累積對于睡眠來說是一個穩態驅動因素。
研究人員發現,當DNA斷裂損傷達到一定水平,大腦中的Parp1通路會感知到細胞損傷的壓力,并發出“電量耗盡,該睡覺啦”的信號,催促我們快點進入睡眠,并輔助DNA的修復和重組。
多虧了細胞斷裂和Parp1通路,我們才能睡個好覺
斷裂損傷雖然正常,但是如果不及時修復,很可能會給身體帶來負面影響。
DNA雙鏈斷裂被認為是最具有細胞毒性的一種DNA損傷,可能增加癌癥基因突變、神經系統疾病發生的機率,也有可能加速衰老。研究發現,睡眠剝奪是神經系統疾病中細胞應激和損傷的驅動因素。
當然,這還是睡眠不足造成負面影響中的其中一種。關于睡眠不足可能造成的健康危害,目前的研究已經很成熟了,日常睡眠時間不足會導致:
日間嗜睡、易激怒、注意力下降或缺失、警覺性降低、注意力分散、積極性不足、疲勞、不適、精力不足、煩躁不安、
甚至還會長胖。
如何睡個好覺Tips
要保持最佳的身體健康狀態、免疫功能、精神健康和認知功能,必須有充足的睡眠。
美國睡眠醫學研究院和睡眠研究協會的共識指出,為了獲得最佳睡眠,18-60歲的成人每晚常規需要≥7小時的睡眠時間。嬰幼兒、兒童和青少年比成人需要更多的睡眠。
充足的睡眠很重要,但對于大多數人來說,睡個好覺是一件難事,不論是被迫失眠還是主動熬夜。
如何睡個好覺,科學公園為大家總結了一些小Tips:
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固定睡覺和起床的時間,即使是在周末,每天保持規律的晝夜節律可以使人更容易入睡和起床
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適度鍛煉可以改善睡眠質量
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建立睡眠儀式,比如提早兩個小時將燈調暗
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給自己安排上舒適的床和枕頭
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對于淺覺,半夜容易醒的人來說,嘗試使用遮光窗簾、耳塞、眼罩等創造最佳的睡眠環境
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晚上不要喝咖啡、吸煙或吃太多東西。喝酒可能會降低睡眠質量,不要用酒精來助眠
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如果睡不著,不要一次次看時間。去另一個房間做些放松的事,直到感覺有足夠的睡意,再回到床上睡覺。
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睡前進行一些舒緩的活動可以促進睡眠,比如在柔和的光線下讀書,睡前30分鐘可以將手機放遠。
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如果晚上入睡困難,白天不要小睡,如果白天實在困得不行,可以睡個20分鐘內的短覺。
愿大家都能睡個好覺,在每個熟睡的深夜,受傷的DNA都能得到妥善修復。
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注:封面圖以及文中插圖來源網絡
參考文獻:
[1]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30675716/
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[3]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34798058/
[4]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1087079222000296
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來源:科學公園
編輯:荔枝果凍