睡不了整觉？这大概是每个经历过夜晚辗转反侧的人都能深刻体会的烦恼。每次满怀希望地闭上眼睛，心中默念：“这次一定能一觉到天亮吧。”然而，没过多久，又在半梦半醒间睁开了眼。这样的夜晚，一次两次或许无妨，但若成为常态，那真是让人遭罪！
长期的碎片化睡眠不仅让人白天精神萎靡、注意力难以集中，更可怕的是，它会对我们的身体健康造成深远的影响——从记忆力减退、情绪波动到头痛频发，甚至还会损害身体的代谢能力。
那有没有什么缓解的办法呢？
近日，一项来自四川大学华西医院的研究发现，长期具有碎片化睡眠的小鼠葡萄糖代谢和认知能力受损，而醋酸盐可缓解碎片化睡眠小鼠的血糖紊乱、认知障碍和炎症。该研究题为“Acetate enables metabolic fitness and cognitive performance during sleep disruption”，发表在Cell Metabolism杂志。
图1：标题
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。
为了研究 SF 对认知和代谢的影响，作者构建了睡眠碎片化 (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，作者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
为了研究乙酸盐在睡眠碎片化 (SF) 中的功能性作用，作者给 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，作者构建SF小鼠模型，并额外口服乙酸盐 14 天。作者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
总之，这项研究揭示了睡眠中断期间血糖和认知控制的新机制，即下丘脑中的乙酸盐水平在睡眠碎片化（SF）期间自适应性增加，并对由SF引起的血糖紊乱和认知障碍起到了保护作用。这些发现不仅加深了我们对睡眠与代谢及认知之间复杂关系的理解，更为寻找改善睡眠质量和代谢健康的策略提供了新的视角。对于那些饱受碎片化睡眠困扰的人来说，这无疑是一线曙光。
那么，在日常生活中，我们如何通过简单的手段来补充乙酸盐呢？
其实，很多常见的食物中都含有丰富的乙酸盐来源。例如，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。此外，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。
当然，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
来源 | 生物谷
撰文 | Cathy
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睡不了整觉？这大概是每个经历过夜晚辗转反侧的人都能深刻体会的烦恼。每次满怀希望地闭上眼睛，心中默念：“这次一定能一觉到天亮吧。”然而，没过多久，又在半梦半醒间睁开了眼。这样的夜晚，一次两次或许无妨，但若成为常态，那真是让人遭罪！
长期的碎片化睡眠不仅让人白天精神萎靡、注意力难以集中，更可怕的是，它会对我们的身体健康造成深远的影响——从记忆力减退、情绪波动到头痛频发，甚至还会损害身体的代谢能力。
那有没有什么缓解的办法呢？
近日，一项来自四川大学华西医院的研究发现，长期具有碎片化睡眠的小鼠葡萄糖代谢和认知能力受损，而醋酸盐可缓解碎片化睡眠小鼠的血糖紊乱、认知障碍和炎症。该研究题为“Acetate enables metabolic fitness and cognitive performance during sleep disruption”，发表在Cell Metabolism杂志。
图1：标题
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。
为了研究 SF 对认知和代谢的影响，作者构建了睡眠碎片化 (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，作者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
为了研究乙酸盐在睡眠碎片化 (SF) 中的功能性作用，作者给 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，作者构建SF小鼠模型，并额外口服乙酸盐 14 天。作者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
总之，这项研究揭示了睡眠中断期间血糖和认知控制的新机制，即下丘脑中的乙酸盐水平在睡眠碎片化（SF）期间自适应性增加，并对由SF引起的血糖紊乱和认知障碍起到了保护作用。这些发现不仅加深了我们对睡眠与代谢及认知之间复杂关系的理解，更为寻找改善睡眠质量和代谢健康的策略提供了新的视角。对于那些饱受碎片化睡眠困扰的人来说，这无疑是一线曙光。
那么，在日常生活中，我们如何通过简单的手段来补充乙酸盐呢？
其实，很多常见的食物中都含有丰富的乙酸盐来源。例如，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。此外，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。
当然，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
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