一项基因或决定睡眠是否真正影响大脑健康:阿尔茨海默病风险或因人而异

睡眠一直被认为是维持大脑健康的重要因素。过去大量研究表明,睡眠不足不仅会影响注意力、记忆力和学习能力,还可能增加阿尔茨海默病等神经退行性疾病的风险。

不过,最新发表于《阿尔茨海默病与痴呆》(Alzheimer’s & Dementia)期刊的一项研究指出,睡眠与脑健康之间的关系远比人们想象得更加复杂。研究团队发现,同样是睡眠质量差,不同人的大脑受到的影响可能截然不同,而关键因素之一,就是每个人携带的AQP4基因版本。

大脑也需要“夜间清洁”

研究人员介绍,当人进入睡眠状态后,大脑并不会停止工作,而是启动一套被称为“脑淋巴系统”(Glymphatic System)的清除机制。

这一系统会利用脑脊液不断冲刷脑组织,将代谢过程中产生的废物带走,其中包括与阿尔茨海默病密切相关的β-淀粉样蛋白。如果这些废物长期无法被有效清除,就可能逐渐在脑内堆积,最终诱发神经细胞损伤。

AQP4基因负责制造一种叫做水通道蛋白4(Aquaporin-4)的蛋白质。这种蛋白位于脑细胞周围,控制水分在脑组织中的流动,相当于脑部排水系统的重要“阀门”。研究人员认为,AQP4的工作效率可能直接影响睡眠期间大脑的清洁能力。

研究追踪351名阿尔茨海默病高风险老人

本次研究使用的数据来自澳大利亚长期开展的“澳大利亚影像、生物标志物与生活方式研究(AIBL)”。

研究团队选取了351名认知功能仍然正常的老年参与者,他们平均年龄约75岁,其中男性略多于女性。虽然这些人尚未出现阿尔茨海默病症状,但脑内已经检测到β-淀粉样蛋白沉积,因此属于未来患病风险较高的人群。

为了评估睡眠情况,所有参与者都完成了匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)问卷。该问卷会记录睡眠持续时间、入睡速度、夜间醒来的次数以及整体睡眠质量等信息,不过所有数据均来自参与者自我报告,而不是实验室睡眠监测。

与此同时,研究人员还利用脑部扫描持续观察受试者脑组织体积、脑室大小以及β-淀粉样蛋白变化,并进行了多项记忆力和思维能力测试。此外,他们还分析了AQP4基因上的13种不同遗传变异,希望寻找基因与睡眠之间的关联。

睡眠不足是否伤脑,还要看基因

分析结果显示,部分AQP4基因变异与脑健康之间存在直接联系。

例如,一种编号为rs162007的基因变异,与参与者综合认知测试成绩存在一定关联,不过研究人员表示,目前尚不清楚这种联系背后的具体生物学机制。

真正引起研究人员关注的是睡眠与基因共同作用后的影响。

其中,一种名为rs151245的基因变异表现得尤为明显。携带这种变异的人如果长期睡眠时间较短,大脑皮层萎缩速度明显更快;而没有这种变异的人,则没有观察到同样的趋势。

研究人员表示,这意味着相同的睡眠时长,对不同基因背景的人来说,可能意味着完全不同的大脑健康风险。

不同基因对应不同的大脑变化

研究还发现,大脑内部充满脑脊液的脑室区域也受到基因影响。

对于携带rs7240333特定变异的人来说,入睡所需时间越长,其脑室体积通常越大。脑室扩大通常被认为与脑组织流失有关,是脑老化过程中较常见的一种表现。

另外,另一种编号为rs2339214的基因变异,则与睡眠质量较差时脑室扩张速度加快有关。

这些结果说明,不同AQP4基因版本可能通过不同机制影响脑组织变化,而睡眠状况则进一步放大或削弱了这些影响。

有些结果甚至出乎研究人员意料

研究还观察到一个比较特殊的现象。

对于携带某些较少见AQP4基因变异的人来说,即使睡眠障碍更加严重,他们在认知测试中的下降速度反而较慢。

不过,研究人员强调,这并不能理解为睡不好觉反而具有保护作用。

他们认为,这些结果更可能说明AQP4基因的作用机制十分复杂,其影响受到多种因素共同调节,目前尚无法解释其中的具体原因,还需要更多研究进一步验证。

与β-淀粉样蛋白没有发现明显关系

令人意外的是,本次研究没有发现AQP4基因变异与脑内β-淀粉样蛋白水平之间存在明显联系。

研究人员推测,这可能与受试者的选择有关。由于所有参与者在研究开始时已经存在β-淀粉样蛋白沉积,因此如果AQP4确实影响蛋白积累,这种作用很可能早在更年轻的时候就已经发生,而不是在本次研究阶段才出现。

改善睡眠仍然重要,但还不能证明能够预防疾病

研究团队指出,睡眠属于少数可以主动改善的生活方式因素,而遗传背景则无法改变。因此,如果未来能够进一步确认AQP4与睡眠之间的作用机制,或许可以帮助医生针对不同人群制定更加精准的睡眠干预方案。

不过,他们也提醒,目前这项研究只能证明两者之间存在关联,并不能证明改善睡眠一定能够减缓脑萎缩或降低阿尔茨海默病风险。要回答这一问题,还需要开展随机对照临床试验。

总体来看,这项研究进一步说明,阿尔茨海默病并不是由单一因素决定的疾病,而是遗传、生活方式以及大脑自身生理机制长期共同作用的结果。未来,AQP4基因或许能够帮助科学家识别哪些人更容易受到睡眠不足的影响,并为阿尔茨海默病的早期预防和个体化治疗提供新的研究方向。

原文:https://studyfinds.com/genes-poor-sleep-alzheimers-risk