四川大学华西医院李涛教授团队揭秘：乙酸如何改善碎片化睡眠导致的代谢和认知异常
四川大学华西医院李涛教授团队揭秘：乙酸如何改善碎片化睡眠导致的代谢和认知异常
四川大学华西医院李涛教授团队在《细胞代谢》期刊上发表的一项突破性研究揭示了碎片化睡眠对人类健康的深远影响。这项研究首次发现了肠道微生物代谢产物乙酸在改善睡眠碎片化导致的代谢和认知异常中发挥的关键作用，为治疗睡眠障碍相关疾病提供了新的理论依据。
研究背景与发现
睡眠是生存最基本的生理需求，对维持机体健康至关重要。然而，在现代社会中，睡眠质量差或睡眠不足已成为普遍现象，由此引发的健康问题日益凸显。李涛教授团队的研究聚焦于碎片化睡眠（即睡眠被多次打断、分成多个短时间段）对葡萄糖代谢稳态和认知功能的影响，首次揭示了乙酸在这一过程中的重要作用。
实验设计与关键发现
研究团队通过使用慢性碎片化睡眠（Sleep fragmentation, SF）小鼠模型，发现睡眠碎片化显著损害了小鼠的葡萄糖代谢，包括葡萄糖耐受性降低和胰岛素敏感性下降。此外，认知测试结果表明，经历睡眠碎片化的小鼠在空间学习和记忆方面表现不佳。
进一步的代谢组学分析显示，睡眠碎片化显著提高了小鼠循环和下丘脑中的乙酸水平。研究人员发现，乙酸通过激活下丘脑星形胶质细胞中的丙酮酸羧化酶（PC），促进糖酵解和三羧酸循环，从而改善葡萄糖代谢和认知功能。
乙酸的作用机制
研究团队通过多种实验手段，包括口服补充乙酸、三脑室乙酸盐微量泵注等，发现补充乙酸可以显著改善睡眠碎片化导致的血糖代谢问题，增加胰岛素敏感性，并提升认知表现。
更深入的机制研究揭示了乙酸通过特定的氨基酸结合序列激活丙酮酸羧化酶，进而促进星形胶质细胞中的葡萄糖摄取和代谢。这种代谢增强效应改善了因睡眠碎片化导致的葡萄糖代谢障碍。
临床意义与应用前景
为了验证乙酸在葡萄糖代谢中的潜在治疗作用，研究人员分别对睡眠碎片化小鼠、高脂饮食诱导的肥胖小鼠和db/db糖尿病小鼠进行乙酸钠处理。结果显示，乙酸盐显著改善了这些小鼠的血糖稳态和胰岛素敏感性，同时恢复了认知功能。
此外，通过全基因组关联分析（GWAS），研究团队发现乙酸水平与人群葡萄糖代谢相关表型存在负遗传相关性，进一步证实了乙酸与人类葡萄糖代谢稳态的密切联系。
结论与展望
李涛教授团队的这项研究首次揭示了乙酸在睡眠碎片化期间维持糖代谢稳态和认知功能的重要作用，系统阐明了乙酸通过激活下丘脑星形胶质细胞丙酮酸羧化酶，促进糖酵解和TCA循环，从而维持代谢稳态和认知功能的关键机制。这一发现不仅深化了我们对睡眠与代谢关系的理解，更为治疗与睡眠障碍相关的代谢和认知功能障碍提供了新的理论依据和潜在治疗策略。
该研究作为当期《细胞代谢》的封面文章，其重要性不言而喻。正如封面图片所寓意的那样，乙酸如同一杯能改善睡眠紊乱患者健康状态的“茶”，为解决睡眠问题带来的健康隐患带来了新的希望。