陆军军医大学揭秘褪黑素助眠新机理
陆军军医大学揭秘褪黑素助眠新机理
近日,陆军军医大学觉醒睡眠研究团队在《当代生物学》和《先进科学》发表系列研究成果,揭示了褪黑素促进睡眠的新机制。这一发现不仅为失眠和睡眠质量低下等问题的治疗提供了新思路,也为开发新型助眠药物奠定了科学基础。
褪黑素与睡眠调控
褪黑素是松果体释放的一种体液调控因子,在睡眠调节中扮演重要角色。研究团队发现,丘脑室旁核(PVT)在调控觉醒睡眠过程中扮演重要角色。当褪黑素作用于PVT时,可以抑制PVT神经元的活性,增加非快速眼动睡眠(NREM)时间,从而有利于入眠。
研究团队进一步揭示了褪黑素通过影响PVT调控NREM的作用机制。他们发现,PVT神经元上存在褪黑素1型和2型受体,当褪黑素与其结合时,可以关闭PVT这一“开关”,使大脑更容易进入休息状态。相反,如果阻断了PVT内褪黑素与其受体的结合,NREM睡眠的时间就会减少,清醒的时间则变长。
此外,研究还发现褪黑素受体表达具有节律性,其数量会随着白天黑夜的更替而变化。当夜晚来临时,褪黑素开始分泌并作用于PVT神经元,大脑将更容易进入休息状态。这一发现提示我们,褪黑素主要起到睡眠引导作用,因此在使用褪黑素辅助治疗失眠时,不能将其当成单纯的安眠药使用,保持规律作息对于维持良好的睡眠至关重要。
褪黑素与神经元回缩
研究团队还发现了一个令人惊喜的新功能——褪黑素在睡眠期促进神经元形体结构回缩。睡眠神经元稳态理论认为,在觉醒时新信息不断输入大脑,神经元体积会增大以适应信息传递需求。而在睡眠期间,神经元会发生形态结构回缩,以便更好地应对次日醒后的任务。
研究团队观察到,进入睡眠后,褪黑素会激活其3型受体,降低记忆神经元兴奋性,从而促进睡眠期神经元的树突棘形态结构回缩。具体来说,4小时的睡眠可使树突棘密度减少28%,而剥夺睡眠则可导致树突棘密度增加78%。
进一步研究发现,在睡眠期时,内嗅皮层中的褪黑素水平明显升高,并且内嗅皮层记忆神经元高度表达褪黑素3型受体。如果在睡眠期抑制褪黑素3型受体,将显著引起记忆神经元树突棘形态结构回缩障碍。
综合这些发现,研究团队提出,当觉醒转入睡眠时,褪黑素分泌水平升高,其通过脑脊液途径到达PVT,利用PVT内的褪黑素1型和2型受体发挥促进睡眠的作用。在进入睡眠期后,褪黑素将进一步分泌,通过褪黑素3型受体促使记忆神经元形态结构回缩。
这一系列发现不仅揭示了褪黑素在睡眠调控中的新机制,还为治疗失眠和睡眠质量低下提供了新的药物研发方向。例如,目前临床上已使用的阿戈美拉汀就是一种激活褪黑素1型和2型受体的药物。未来,如果能够开发联合应用3型受体激动剂,则有望进一步提高人们的睡眠质量并提升记忆能力。