Сон долгое время считался лучшим тонизирующим средством после периода чрезмерной работы, стресса, болезни или других физических нагрузок. Он влияет на иммунитет и воспалительные пути, тем самым защищая от сердечно-сосудистых заболеваний, нейродегенеративных состояний, таких как болезнь Альцгеймера и рак.

Новое исследование показывает, что сон делает гораздо больше, регулируя нормальное производство клеток крови. Это открытие подчеркивает, насколько важен здоровый режим сна для нормальной жизни. 

Введение

Более половины взрослых слишком мало спят. Это было связано с более высоким содержанием миелоидных клеток в крови у людей. У крыс одним из результатов хорошего сна является то, что гемопоэтические стволовые клетки и клетки-предшественники (HSPC) не могут циклически перемещаться в гемопоэтическом костном мозге (BM), предотвращая накопление избыточного количества лейкоцитов в крови. Моноциты и нейтрофилы также уменьшаются в количестве, препятствуя их проникновению в стенку сосуда и тем самым уменьшая размеры атеросклеротических бляшек.

Характеристики сна значительно различаются в течение жизни, причем у пожилых людей они значительно снижаются. Даже молодые и здоровые взрослые имеют периоды хорошего сна, чередующиеся с неадекватным сном, на которые влияют факторы образа жизни, а также окружающая среда и генетические механизмы, регулирующие время.

Многие исследования показали, что догоняющий сон не может полностью нейтрализовать неблагоприятные последствия недосыпа — так называемый недосып. В текущем исследовании, опубликованном в Журнале экспериментальной медицины , рассматривалось влияние фрагментации сна (SF) и восстановительного сна на эпигенетическую реструктуризацию HSPC, изменение иммунных реакций и исходов заболевания. Меры включали клональное разнообразие и гемопоэтическое генетическое старение.

Что показало исследование?

Результаты первоначального исследования на мышах показали, что SF влияет на гемопоэз в течение длительного периода времени. Мышей будили каждые две минуты после их отдыха. Это привело к большему количеству переходов сон-бодрствование в течение периода отдыха, но не изменило медленноволновый сон (МСС), быстрое движение глаз (БДГ) или время бодрствования в течение светового периода.

И наоборот, они показали увеличение SWS и уменьшение времени бодрствования во время активного периода, но только в течение первых двух часов.

Когда SF продолжался в течение 16 недель, но с 10 неделями восстановительного сна, у мышей продолжало демонстрироваться повышенное число приступов бодрствования в течение всего периода SF и первых двух недель восстановительного сна, но затем оно нормализовалось. 

Производство клеток крови увеличилось с более высокими уровнями миелоидного колониестимулирующего фактора (M-CSF), но не гранулоцитарного CSF (G-CSF). SF также повышал интерлейкин- (IL) 6. В костном мозге пролиферировала подгруппа клеток, называемая клетками LSK, вызывая увеличение моноцитов Ly6Chi в крови в течение периода покоя. Эти изменения сохранялись даже после четырех недель восстановительного сна, возвращаясь к норме только через десять недель.

Thorne Research, Magnesium Citramate, добавка с магнием, 90 капсул

Таким образом, SF, по-видимому, влияет на качество сна и выработку лейкоцитов дольше, чем ожидалось. Когда эта гипотеза была проверена с использованием экспериментов по трансплантации клеток у мышей, они обнаружили, что клетки LSK от мышей SF пролиферировали на более высоких уровнях и составляли более 60% от общего числа лейкоцитов и моноцитов в течение 24 недель после трансплантации.

« Эти результаты указывают на стволовые внутренние механизмы, которые регулируют пролонгированную SF-опосредованную гемопоэтическую активность ».

SF также вызывает эпигеномные изменения в гемопоэтических клетках-предшественниках в BM, которые сохранялись после десяти недель восстановительного сна для 70% изменений, оставляя остальные. Затем они представляют потенциальный эпигенетический отпечаток, включающий старение клеток как часть реструктуризации эпигенома, связанной с SF. Вероятный результат смещен в сторону миелоидной пролиферации со сниженной лимфоидной дифференцировкой, поскольку стволовые клетки по своей природе регулируют гены коммитирования линии.

Дальнейшие эксперименты показали, что, как и ожидалось, эпигенетические изменения LSK изменили ответ этих клеток на иммунные вызовы. У мышей SF наблюдались гипервоспалительные реакции даже после восстановительного сна с увеличением моноцитов и LSK BM, более высокими уровнями цитокинов, включая IL-6 и TNFα, и более быстрой пролиферацией LSK. Это было связано с более низкой клинической оценкой и более низкой выживаемостью.

Сон также поддерживает клональное разнообразие гемопоэтических клеток. Установлено, что потеря разнообразия в таких клетках является частью клонального кроветворения (КГ) — распространенного возрастного предракового заболевания, обусловленного накоплением соматических мутаций. Они влияют в основном на эпигеном Tet2 и Dmnt3a.

CH связан с более быстрым появлением эпигенетических маркеров старения на HPSCs, удвоением риска сердечно-сосудистых заболеваний и смерти от всех причин. SF связан с CH, обогащенным мутациями Tet2. В результате более быстрой пролиферации HSPC мутантные клоны разрастаются, а их частоты колеблются случайным образом из-за случайной потери и самообновления HSPC — явление, называемое нейтральным дрейфом, которое происходит быстрее, когда клетки быстро размножаются. Сон ограничивает этот дрейф, уменьшая оборот клеток и поддерживая клональное разнообразие.

Эти эффекты наблюдались и у людей с более высокой гемопоэтической активностью костного мозга и увеличением количества моноцитов при ограничении сна в течение шести недель. Сон предотвратил эти изменения, способствуя сбалансированному производству клеток крови и гомеостатическим эпигенетическим изменениям HPSC.

Каковы последствия?

Наблюдение, что снижение качества и продолжительности сна может привести к эпигенетическим модификациям HSPC, уменьшая их клональное разнообразие и, возможно, нарушая иммунную функцию, подчеркивает необходимость хорошей гигиены сна даже в современных обществах, когда ночь уже не время, когда все отключается. . Необходимо обратить внимание на вездесущие причины нарушения сна, будь то нарушение биоритмов, бессонница, обструктивное апноэ во сне или SF.

Более ранние исследования показали эпигенетическую модификацию клеточной функции с различными типами нарушений и нарушений сна. Текущее исследование предоставляет доказательства того, что эпигенетический импринтинг HSPC происходит в течение длительного периода после нарушения сна. Это частично сохраняется даже после длительных периодов восстановительного сна и вызывает гипервоспалительные реакции кроветворной системы при столкновении с иммунной проблемой.

Однако клетки LSK возвращаются к норме во время восстановительного сна, несмотря на наличие сохранной эпигенетической сигнатуры. Это может быть связано с другими эпигенетическими изменениями, происходящими одновременно, и с огромным количеством генов, действующих в клеточном цикле для регуляции пролиферации.

Исследование также предполагает, что факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний, которые усиливают кроветворение, ускоряют появление клонов HSPC, нейтральных и мутантных, делая человека более восприимчивым к заболеванию. Различные типы нарушений сна оказывают сходное влияние на продукцию клеток крови и количество моноцитов в периферической крови, что указывает на общий путь.

« Эти данные имеют важное значение для воспалительных заболеваний, таких как сепсис, сердечно-сосудистые заболевания и рак, и могут свидетельствовать о том, что поведение сна в раннем возрасте определяет тяжесть заболевания в будущем ». Плохой сон влияет на иммунологическую функцию устойчивым образом, который не полностью устраняется восстановительным сном.