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中国科大/上海交大:熬夜党警钟!睡眠不足让大脑变成「疼痛放大器」

丁香学术  · 公众号  ·  · 2024-05-29 10:30

正文


导读


中国社会科学院先前发布的《2023 中国健康睡眠白皮书》再次让国人的睡眠问题引发关注,报告指出,超过 60% 的受调者存在睡眠类症状,早在 2021 年就有调查显示 超过 3 亿人存在睡眠障碍 [1] 。在现代社会,由于生活节奏加快和娱乐活动增多,主动睡眠剥夺(ASD)现象变得普遍。这种非压力性的睡眠缺失,如长时间社交、运动、阅读、游戏或其他娱乐活动,已被证明会导致痛阈值降低,从而增加疼痛敏感性。


近日,华盛顿大学研究团队在 柳叶刀 子刊发表研究论文表明,相比而言, 女性可能遭遇更多非致命性健康状况的影响,排名前三分别是腰痛、抑郁障碍和头痛障碍 ,长期慢性疾病和疼痛可能影响睡眠质量,从而加重疼痛进入恶性循环 [2] 。然而,睡眠缺失如何通过神经回路影响疼痛感知的具体机制,之前并不完全清楚。


2024 年 5 月 28 日,中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)麻醉科王迪博士研究团队和生命科学学院张智教授、晋艳副教授与上海交通大学医学院附属仁济医院骆艳丽强强合作,在 Current Biology 上发表研究论文,探讨了由睡眠缺失引起的痛觉过敏的神经机制。研究发现,主动睡眠剥夺(ASD)能够通过激活从蓝斑核(LCNA)到后肢初级体感皮层(S1 HLGlu)的去甲肾上腺素能通路,引发小鼠的痛觉过敏。换句话说, 当你睡眠不足,大脑就像是一个变得更加敏感的疼痛接收器,即使是轻微的疼痛信号也能被放大感受到。 这项研究不仅扩展了我们对痛觉处理中多系统相互作用的基本理解,还强调了这种相互作用在传递痛觉信息中的重要性。


图 1. 摘要图(图源: Current Biology


具体研究内容


1. 痛觉过敏与睡眠剥夺紧密联系


研究人员通过非压力的方式在小鼠中建立了主动睡眠剥夺(ASD)模型。他们通过在小鼠尝试睡眠时提供新物体,成功地减少了小鼠的睡眠时间。经过 9 小时睡眠剥夺的小鼠显示出显著降低的疼痛阈值,表明它们对疼痛更加敏感,即出现了痛觉过敏。利用逆行和顺行追踪技术,确定了从蓝斑核(LCNA)到后肢初级体感皮层(S1HL Glu )的神经通路,并发现这一通路在睡眠剥夺后变得异常活跃。


图 2. 主动睡眠剥夺导致小鼠疼痛敏感性增强(图源: Current Biology


2. ASD 模型小鼠 S1HL Glu 神经元活性增强,激活 LCNA/S1HL Glu 通路


ASD 小鼠的后肢初级体感皮层(S1HL Glu )神经元活动增强,表现为 S1 HL 区域的 c-Fos 信号的显著提升,以及这些神经元自发放电率的增加。通过逆行和顺行追踪技术,向神经元中特定地表达光敏感离子通道 ChR2,然后利用光刺激精确地激活这些神经元。通过实验结果显示,光刺激诱导的 LCNA 神经元活动能够引起 S1HL Glu 神经元的显著反应。使用钙离子成像技术,实时监测了 S1HL Glu 神经元对轻微机械刺激的反应。在睡眠剥夺的小鼠中,这些神经元的钙信号显著增强,表明它们的兴奋性增加。


图 3. 在 ASD 处理的小鼠中,S1HL Glu 神经元被激活(图源: Current Biology


3. LCNA / S1HL Glu 环路在 ASD 痛觉敏化中的功能作用


研究者通过化学遗传学手段精确操控这一通路的活动,当 LCNA/S1HL Glu 通路被抑制时,ASD 引起的痛觉敏化得到了缓解;相反,当这一通路被激活时,即便是未经历睡眠剥夺的小鼠也表现出痛觉敏化的现象。这一发现证实了 LCNA/S1HL Glu 通路在痛觉敏化中的功能作用,并且这种作用是可逆的。此外,研究者们还排除了焦虑样行为或睡眠/觉醒行为对痛觉敏化影响的可能性,通过一系列行为测试和生理监测来证明激活 LCNA/S1HL Glu 通路并不影响小鼠的焦虑样行为或睡眠/觉醒行为。确保了痛觉敏化效应的特异性与 LCNA/S1HL Glu 通路的直接关联。


图 4.LCNA / S1HL Glu 通路介导 ASD 诱导的疼痛敏化(图源: Current Biology


总结:


这项研究强调了充足睡眠对于维持我们身体正常疼痛阈值的重要性。它提醒我们,长期的睡眠剥夺可能会导致慢性疼痛,对于慢性疼痛患者,改善睡眠质量可能有助于减轻疼痛感。所以,为了减少不必要的疼痛和保持身体健康,今晚就早点关掉手机,好好睡一觉吧。


作者简介

晋艳 博士,中国科学技术大学 副教授,主要研究:慢性疼痛及其与情绪共病发生的神经机制。代表性研究成果主要有:发现了不同类型疼痛产生的丘脑-皮层神经环路机制;疼痛与情绪相互作用的神经环路基础。主持国家自然科学青年基金项目、中国博士后科学基金面上项目、中国博士后科学基金特别资助项目,及中国科大青年创新基金项目,并作为课题骨干参与科技部 973 以及基金委重大研究计划等项目。


张智 博士,教授、博士生导师,国家高层次海外引进人才,国家杰出青年基金获得者,国家重点基础研究发展计划(973 计划)首席科学家,科技创新 2030(中国脑计划)首席科学家。中国科学技术大学生命科学学院教授,主要从事疼痛与情绪以及不同感觉系统相互作用的分子和神经环路研究,致力于临床的转化和应用。兼任安徽省神经科学学会理事长、中科院脑功能与脑疾病重点实验室副主任。


骆艳丽 医学博士,主任医师,博士生导师,仁济医院心理科主任。从事临床工作二十余年,擅长睡眠障碍、焦虑症、抑郁症、慢性疼痛等常见心理问题的诊治 2015 年在美国马萨诸塞大学医学院(UMASS)访学。现兼任中华医学会精神病学分会青年委员,上海市医学会精神医学专科委员会委员,上海市医学会疼痛学专科委员会委员,上海市医学会精神医学专科综合医院学组委员,《中国疼痛医学杂志》编委等。







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