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为什么有人每天睡得少却很精神?科学家发现“短睡基因”

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为什么有人每天睡得少却很精神?科学家发现“短睡基因”

为什么有人每天睡得少却很精神?科学家发现“短睡基因”

大多数(dàduōshù)人都清楚充足睡眠是至关重要的,经典观点认为:每晚睡足 8 小时,第二天才能精力充沛地学习、工作,否则就会昏昏沉沉(hūnhūnchénchén),注意力(zhùyìlì)不集中,情绪也容易烦躁。

然而我们有时候却会遇到一些(yīxiē)例外,他们每天仅需(xū)睡 3-6 小时,却依然活力满满,学习工作(gōngzuò)两不误。他们仿佛能多出好几个小时的时间去学习、娱乐或工作。

这群人被称为“自然短睡者(natural short sleepers)”,科学家发现(fāxiàn),他们(tāmen)的秘密就藏在基因里。

揭开“短睡者”的(de)神秘面纱

其实(qíshí),不同生物的睡眠模式本来就不太一样。比如,大象每天(měitiān)仅睡 2-4 小时,而树懒则要睡 15-20 小时。这种差异背后,反应的是物种在长期(chángqī)进化中对生存环境和能量消耗的不同适应策略。人(rén)(rén)类的睡眠同样经历了(le)漫长的演化,而“自然短睡者”的出现,就像一道独特的窗口,帮助(bāngzhù)科学家从遗传和进化的角度,重新审视:人真的一定要睡八小时吗?有些人天生就能少睡也照常运行,他们的大脑和身体到底有什么特别之处?

美国加州大学旧金山分校的科研团队,在 21 世纪初接触到一批每晚睡眠 6 小时(xiǎoshí)或(huò)更少的研究对象,其中一对母女引起了特别关注。研究人员(rényuán)对母女俩的基因(jīyīn)组进行深入分析后,有了重大发现:在调节人体昼夜节律的基因中,存在一个罕见突变。

人体的(de)昼夜节律如同一个精密的时钟,由位于下丘脑的视交叉上核(SCN)控制(kòngzhì)。SCN 通过(tōngguò)接收外界的光线、温度等环境信号,来调整人体的生理节奏。当光线变化时,视网膜会将信号传递给 SCN,SCN 再通过神经和(hé)体液调节,影响(yǐngxiǎng)身体各个(gègè)器官和系统的活动,从而维持“睡眠-觉醒”周期的稳定。而这对母女基因中的突变,很可能干扰了 SCN 的正常功能,进而改变(gǎibiàn)了她们的睡眠需求。

SCN 能够感受光线变化从而调整人体生理节奏(jiézòu)。图片来源(láiyuán):Wikipedia

这个(zhègè)在母女基因中发现的突变,就像是打开睡眠奥秘之门(zhīmén)的一把钥匙。

这一发现吸引了其他有类似睡眠(shuìmián)习惯的(de)人(rén)主动联系实验室进行 DNA 检测。随着(suízhe)研究对象增多,该团队的数据越来越丰富。到目前为止,他们已鉴定出与自然短睡眠特征相关的 4 个基因中的 5 种突变,而且不同家族的突变存在差异,呈现出(chéngxiànchū)家族特异性。这表明,睡眠与基因的关系十分复杂,可能涉及多个基因的协同作用,不同家族的基因突变(jīyīntūbiàn)可能通过不同的途径影响睡眠。

新(xīn)发现:SIK3 基因突变

在探索的道路上,研究团队又有了新突破。他们在自然短睡(shuì)眠(shuìmián)者的 DNA 中发现了新的 SIK3 基因突变。它能影响大脑中一种酶的活性,而这种(zhèzhǒng)酶正是决定我们需要睡多久的关键之一。

巧合(qiǎohé)的是,此前日本研究人员在 SIK3 基因中还发现过另一种突变,这种突变会(huì)导致小鼠异常嗜睡。同一种基因,不同突变却产生相反(xiāngfǎn)效果,让睡眠与基因的关系更加神秘。

为(wèi)深入了解新发现(fāxiàn)的 SIK3 基因突变,研究团队对小鼠进行基因改造,使其携带该突变。

结果令人惊讶(jīngyà),这些小鼠每天(měitiān)睡眠(shuìmián)时间比正常(zhèngcháng)小鼠减少约 31 分钟(小鼠通常每天睡 12 小时左右)。研究还发现,这个突变影响的酶在大脑突触中活性最强,为“睡眠有助于大脑重置”的理论提供了支持。

大脑突触(tūchù)是负责神经元之间传递信息的关键部位,其功能对于学习、记忆(jìyì)和认知等功能至关重要(zhìguānzhòngyào)。“睡眠有助于大脑重置(zhòngzhì)”这一理论认为,睡眠不仅仅是休息,更(gèng)是大脑清理代谢废物(fèiwù)和修复受损神经元连接的时期。携带 SIK3 基因突变的个体,其生产的酶可能让突触的工作效率提高了(le),因而让大脑具备了更高效的“清理修复系统”,使得在较短的睡眠时间内,就能完成这些重要的生理过程,从而满足大脑正常功能的需求。

虽然 SIK3 基因的(de)发现令人兴奋,但科学家们对它(tā)的作用仍有(yǒu)不同看法。美国哈佛医学院的神经学家 Clifford Saper 就(jiù)认为,虽然突变小鼠睡眠(shuìmián)时间减少,但幅度有限,说明 SIK3 突变可能并非降低睡眠需求的主因。另外,从进化(jìnhuà)的角度(jiǎodù)来看,睡眠是一种高度保守的生理行为,在漫长的进化过程中,睡眠模式的形成受到多种因素的综合影响,包括环境压力、能量平衡和生存需求等。单一基因突变不太可能完全决定睡眠需求的变化。

但他也肯定了该(gāi)研究的意义,此次基因突变导致小鼠异常睡眠模式(móshì)的发现,与之前对 SIK3 的认知相符,有助于理解嗜睡(shìshuì)的生物学基础。

嗜睡症是一种常见的睡眠障碍,患者会出现白天过度嗜睡、难以(nányǐ)控制的困倦发作等症状,严重影响生活质量和工作安全。通过研究(yánjiū) SIK3 基因突变与小鼠嗜睡之间(zhījiān)的关系,科学家可以深入了解嗜睡症的发病机制,为开发新的治疗(zhìliáo)方法提供理论依据。

睡眠(shuìmián)调节机制仍在探索

尽管已经发现(fāxiàn)多个与自然短睡眠相关的基因(jīyīn)突变,但关于这些基因及其变异如何普遍影响睡眠的机制,目前还没有明确答案。

研究(yánjiū)发现,“有(yǒu)没有这个基因(jīyīn)”虽然很重要,但是“基因有没有被启动”也同样(tóngyàng)关键。用(yòng)专业术语来说,这与基因的表达调控有关,但是简单来理解就是,每个基因都有一个“开关”,它什么时候打开、打开多大(也就是通过这个基因制造的蛋白质的多少),都会影响睡眠。

而这些“开关”不仅受遗传(yíchuán)影响,还会受到环境因素的调控。

比如长期处于高(gāo)压力工作环境的人群(rénqún),即使本身没有睡眠相关基因突变,也更容易出现睡眠问题,这可能是环境因素(huánjìngyīnsù)“开启”或“关闭”了某些与睡眠相关的基因。此外,饮食、运动等生活方式因素也可能通过影响基因表达,间接(jiànjiē)影响睡眠质量。

如果我们能真正读懂这些睡眠(shuìmián)基因(jīyīn)的运作方式,未来也许真的能实现“定制睡眠”——

对于失眠的(de)人,或许可以开发出调节特定基因表达的药物,不再只是靠存在副作用的传统(chuántǒng)治疗药物;

对于嗜睡症患者,可以通过(tōngguò)修复相关基因,让他们摆脱白天困倦、注意力不集中的痛苦(tòngkǔ);

对于普通人来说,甚至有可能通过基因检测,量身(liàngshēn)定制睡眠方案(fāngàn),最大限度提升休息效率。

在未来,随着研究不断深入,我们有望发现更(gèng)多与睡眠(shuìmián)相关的基因和影响因素。也许有一天,我们真能像科幻电影中那样,通过合理调整基因,拥有更科学(kēxué)的睡眠模式(móshì),在保证充足休息的同时,有更多时间去追求有意义的生活。 但是在那之前(zhīqián),我们仍需依据现有的睡眠科学知识,养成良好的睡眠习惯,呵护自己的身体和大脑。

保持(bǎochí)规律的作息时间、创造舒适的睡眠环境、避免睡前使用电子设备等,这些简单的生活方式调整都有助于提高睡眠质量,为(wèi)我们的生活和工作提供(tígōng)充足的能量。

作者丨花茶 青岛(qīngdǎo)农业大学

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