最新研究：碎片化睡眠损害认知代谢，补充醋酸盐或能改善
最新研究：碎片化睡眠损害认知代谢，补充醋酸盐或能改善
最新研究发现，长期的碎片化睡眠不仅会影响认知能力，还会损害身体的代谢功能。四川大学华西医院的研究团队在《细胞代谢》杂志上发表了一篇重要论文，揭示了碎片化睡眠对小鼠葡萄糖代谢和认知能力的损害，并发现补充醋酸盐可以缓解这些不良影响。
研究背景
睡眠是维持整体健康至关重要的基本生理过程，但现代生活方式导致睡眠质量差或睡眠不足的现象增多，从而引发各种健康问题。睡眠碎片化 (SF) 的特点是睡眠结构紊乱，在阻塞性睡眠呼吸暂停 (OSA)、衰老和神经退行性疾病等疾病中普遍存在。
大脑在调节代谢生理和认知功能方面发挥着核心作用。下丘脑的室旁核 (PVN) 已成为能量平衡的关键介质。睡眠中断、下丘脑功能和代谢紊乱之间相互作用的具体分子机制仍然难以捉摸。
越来越多的研究强调了代谢物作为信号分子在调节代谢和认知功能中的作用。微生物衍生的代谢物，如乙酸盐，通过大脑和肠道之间的双向相互作用调节各种途径。先前的一项临床研究发现，重度饮酒者补充乙酸盐可以支持大脑代谢，并可能缓解戒断症状。
实验设计与结果
为了研究 SF 对认知和代谢的影响，研究团队构建了睡眠碎片化 (SF) 小鼠模型。在光照阶段使用轨道转子诱导 SF，持续 2 周，并使用植入电极进行了基于脑电图 (EEG)/肌电图 (EMG) 的睡眠/觉醒分析。
结果发现，睡眠碎片化 (SF) 小鼠表现出明显的血糖异常，包括血糖水平升高和葡萄糖不耐受，以及胰岛素抵抗。与葡萄糖代谢紊乱一致，SF 小鼠表现出认知能力受损，表现为在 Morris 水迷宫测试中行进距离更短、花费时间更少、穿过目标象限的次数减少，以及新物体识别能力显著下降。
图2：SF 小鼠表现出认知障碍
此外，SF 导致血浆蛋白质发生显著变化，与对照组相比，有 65 种蛋白表达上调，35 种蛋白表达下调。这些蛋白质主要与葡萄糖稳态有关，这表明 SF 会破坏小鼠的葡萄糖代谢。
图3：SF 小鼠表现出葡萄糖代谢降低
为了进一步研究睡眠碎片化 (SF) 小鼠的代谢变化，研究团队对小鼠的血浆样本进行了代谢组学分析。结果发现，SF 小鼠血浆中有 39 种代谢物上调，7 种代谢物下调。值得注意的是，SF 小鼠血浆中的短链脂肪酸 (SCFA) 水平（包括乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐）显著升高。在水平调节差异最大的代谢物中，SF 小鼠血浆中的乙酸盐浓度逐渐增加。
图4：SF 小鼠循环系统中乙酸盐含量增加
醋酸盐的作用机制
为了研究乙酸盐在睡眠碎片化 (SF) 中的功能性作用，研究团队给 SF 小鼠口服乙酸盐（1.0 mg/g/天，每天一次），连续 14 天。结果发现，醋酸盐持续逆转了 SF 引起的认知障碍，证据是增加了在目标象限中行进的距离和时间，并提高了对新物体的识别能力！这些结果共同表明，SF 期间醋酸盐的积累对 SF 小鼠的代谢功能障碍和认知障碍具有保护作用。
图5：醋酸盐输注可改善 SF 小鼠模型中的血糖控制、胰岛素敏感性和认知能力
在蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症患者中发现血液乙酸盐升高，这与更健康的代谢状况有关，包括较低的身体质量指数、减少的脂肪百分比和较低的空腹甘油三酯水平。同时，乙酸盐水平在 2型糖尿病患者中趋于升高，其代谢影响仍不清楚。
为了测试乙酸盐在代谢和认知功能障碍发展后是否有益，研究团队构建SF小鼠模型，并额外口服乙酸盐 14 天。研究团队观察到乙酸盐输注改善了 SF 小鼠的葡萄糖稳态和认知表现。这些结果表明，醋酸盐可作为与代谢和认知障碍相关的睡眠-觉醒紊乱的治疗干预措施。除了 SF 之外，醋酸盐还改善了高脂饮食治疗的肥胖小鼠和糖尿病小鼠的葡萄糖代谢和胰岛素敏感性。
图6：醋酸盐改善小鼠葡萄糖代谢的验证以及人类醋酸盐与葡萄糖稳态之间关系的证据
日常补充建议
研究结果表明，醋酸盐可能成为改善睡眠质量和代谢健康的潜在干预手段。在日常生活中，我们可以通过以下方式补充乙酸盐：
- 苹果醋：是一种非常受欢迎的选择，不仅口感独特，还富含乙酸盐，适量饮用可以为身体带来益处。
- 发酵食品：如酸奶、泡菜等也是乙酸盐的良好来源。它们不仅能帮助改善肠道健康，促进消化吸收，还有助于提升身体的整体代谢水平。
需要注意的是，任何补充都应该适度，建议在专业人士的指导下进行，以确保安全有效地利用这些自然馈赠，为我们的健康保驾护航。
参考文献：
He Q, Ji L, Wang Y, et al. Acetate enables metabolic fitness and cognitive performance during sleep disruption. Cell Metab. 2024;36(9):1998-2014.e15. doi:10.1016/j.cmet.2024.07.019