
一项发表于国际顶尖科学期刊《自然》的最新研究揭示,睡眠时长与人体器官的生物学衰老之间存在显著的U型关联。研究指出,无论是睡眠过少还是过多,都可能加速全身几乎所有器官的衰老进程,这进一步强调了睡眠在维持协调的脑-体网络(包括代谢平衡和健康的免疫系统)中对器官健康的重要性。
该研究的领导者,哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院放射学助理教授Junhao Wen表示:“此前的研究已发现睡眠与大脑的衰老及病理负担密切相关。我们的研究更进一步,表明睡眠过少和过长都与几乎所有器官的加速衰老有关,支持了睡眠在维持协调的脑-体网络(包括代谢平衡和健康的免疫系统)中对器官健康至关重要的观点。”
生物学时钟揭示器官衰老机制
科学家们正日益利用“衰老时钟”来评估一个人的生物学年龄是否比其实际年龄更快或更慢。这些工具通常依赖于机器学习和生物学信息(例如,通过微创血液测试获得的蛋白质数据)来计算与衰老相关的模式。
许多现有的衰老时钟提供的是针对整个身体的单一衡量标准。然而,不同器官的衰老速度可能存在差异。一个常见的例子是卵巢功能的衰退,它影响着与女性生育能力相关的生物学时钟。
Wen教授及其同事一直在致力于开发专注于个体器官的衰老时钟。他们的目标是提供更详细、更具个性化的健康信息。“每个人都对这些衰老时钟及其预测疾病和死亡风险的能力感到兴奋,”Wen教授说,“但对我来说,更令人兴奋的问题是,我们能否将衰老时钟与可及时调整以减缓衰老的生活方式因素联系起来?”
寻找最佳睡眠时长
睡眠为研究人员探索这一问题提供了理想的切入点,因为越来越多的证据表明睡眠在健康中扮演着重要角色。Wen教授本人也对这个问题抱有个人兴趣,他坦言:“我也是一个浅睡眠者,曾担心这对自身健康的影响。”
为了构建这些器官特异性衰老时钟,Wen教授利用了来自英国生物银行(UK Biobank)约50万名参与者的数据。研究团队应用机器学习技术,识别出与不同器官衰老相关的生物学特征。
研究人员通过多种类型的信息构建了衰老时钟,包括医学影像的结构测量数据、与特定器官相关的蛋白质以及血液中检测到的分子。“例如,在肝脏中,我们有一个基于蛋白质数据构建的衰老时钟,一个基于代谢数据构建的衰老时钟,以及一个基于影像数据构建的衰老时钟,”Wen教授解释道,“这使我们能够观察睡眠是否与来自多个组学和分子层面的衰老时钟存在独特的关联。”
随后,研究团队将参与者报告的睡眠时长与覆盖17个器官系统的23个衰老时钟所估算的生物学年龄进行了比较。
睡眠过少或过多均加速衰老
研究结果在全身范围内呈现出清晰的U型模式。报告睡眠时间过短(少于6小时)和过长(超过8小时)的人群,往往表现出更快的生物学衰老。而每日睡眠时间介于6.4至7.8小时的人群,其衰老水平最低。
重要的是,这些发现并非表明睡眠时长本身直接导致器官加速或减缓衰老。相反,它们提示睡眠过少或过多可能预示着全身健康状况不佳。
睡眠时长与全身疾病广泛关联
研究结果还揭示了睡眠、大脑与身体其他部分之间的广泛联系。
睡眠过短与抑郁发作和焦虑症显著相关,这与早期研究中将睡眠不足与心理健康问题联系起来的结论一致。
此外,睡眠过短还与肥胖、2型糖尿病、高血压、缺血性心脏病和心律失常等疾病相关。
而睡眠过短和过长均与慢性阻塞性肺病和哮喘有关。它们还与多种消化系统疾病相关,包括胃炎和胃食管反流病。
Wen教授指出:“这种广泛的脑-体模式非常重要,因为它告诉我们睡眠时长是我们整个生理机能中根深蒂固的一部分,对全身健康具有深远的影响。”
睡眠、衰老与晚年抑郁症
器官特异性衰老时钟还有助于科学家理解睡眠如何与个体疾病相关联。Wen教授及其同事通过研究晚年抑郁症探讨了这种可能性。
研究人员未能直接确定睡眠时长的差异是否导致了晚年抑郁症,或者抑郁症本身是否改变了人们的睡眠时长。
为了进一步探究,研究团队采用了“中介分析”方法,以检验生物学衰老是否能帮助解释睡眠过短或过长与晚年抑郁症之间的关系。
结果表明,睡眠过短可能与晚年抑郁症的负担更直接相关。相比之下,睡眠过长可能通过大脑和脂肪组织衰老时钟所反映的途径影响抑郁症。
Wen教授总结道:“这对未来的睡眠管理和治疗具有重要意义。我们的研究表明,睡眠过长和过短的人群可能存在不同的生物学途径,最终导致相同的结局——晚年抑郁症,因此我们不应以相同的方式对待他们。”