Нарушение сна приводит к клеточному старению у мышей

Новый препринт предполагает, что постоянное нарушение сна может вызвать проблемы со здоровьем из-за повышенного клеточного старения в висцеральной жировой ткани [1].

Сон и здоровье

До недавнего времени влияние сна на здоровье человека в значительной степени игнорировалось, в том числе для медицинских работников, которые работают сверхурочно. Теперь ученые начинают понимать, что нарушение качества сна приводит к множеству заболеваний, в том числе возрастных. Среди прочего, это связано с метаболической дисфункцией. [2]гипертония [3]системное воспаление [4]и деменция [5].

В этом исследовании, автором которого выступила группа ученых, в том числе Джудит Кампизи и Эрик Вердин из Института Бака, и опубликованным в виде препринта, который еще не прошел рецензирование, исследователи исследовали роль сна в одной из основных проблем. процессы старения, клеточного старения.

Повышенные маркеры старения

Исследователи создали модель нарушения качества сна, которая существенно не влияет на продолжительность сна: мышей, помещенных в круглый вольер, аккуратно будили примерно три раза в минуту с помощью вращающегося стержня. Учитывая, что мыши спят пятиминутными интервалами (и засыпают практически мгновенно), это примерно соответствует пробуждению человека дважды в час. Исследователи подтвердили нарушение сна, измерив уровни провоспалительного цитокина IL-6, которые были значительно выше в исследуемой группе.

В конце 30-дневного периода исследования мышей среднего возраста умерщвляли, а ткани анализировали на уровни экспрессии двух маркеров старения, белков p16 и p21, а также нескольких факторов SASP. В головном мозге, сердце, семенниках и печени уровни этих маркеров не изменились по сравнению с контрольной группой, но были значительно повышены в висцеральной жировой ткани (ВЖТ). Этот жир более опасен, чем кожный жир, и связан с такими состояниями, как системное воспаление. [6]. Затем исследователи повторили эксперимент с более молодыми мышами и получили аналогичные результаты, предполагая, что молодой фенотип не защищает от вредных последствий нарушения сна.

Исследователи провели несколько других тестов, в том числе с популярным маркером старения β-галактозидазой. Этот маркер повышался в тканях мышей с нарушением сна (SD) даже раньше, чем другие маркеры старения, что позволяет предположить, что β-галактозидаза может быть полезна для обнаружения старения на ранних стадиях. Старение также было обусловлено изменениями в морфологии ядра.

Что является причиной этого?

Старение может быть вызвано несколькими стрессорами. Исследователи исследовали возможность того, что в этом случае виновниками были разрывы ДНК и окислительный стресс. Маркеры обоих типов стресса были повышены у мышей SD, а это означает, что эти пути действительно могут способствовать усилению старения.

Ожирение также связано со старением клеток. В то время как предыдущие исследования лишения сна на мышах давали противоречивые результаты в отношении увеличения веса, вероятно, в зависимости от типа нарушения сна и других аспектов дизайна эксперимента, в этом новом исследовании не было зарегистрировано никакого увеличения веса. Напротив, мыши SD изначально немного теряли вес, после чего он стабилизировался. Эта потеря веса произошла, несмотря на увеличение потребления пищи мышами SD.

Очевидно, что нарушение сна может вызвать стресс, который может способствовать старению. Исследователи исследовали эту возможность, измеряя уровень кортикостерона, известного маркера стресса. Однако это существенно не отличалось между основной и контрольной группой. Исследователи также установили, что повышенные маркеры старения не были вызваны проникновением в ткани p16-положительных иммунных клеток. Иммунные клетки в НДС имели одинаковые уровни р16 в обеих группах, а неиммунные клетки способствовали более высокому старению в исследуемой группе.

Нарушение сна характерно для современного общества и вызвано многими социальными обстоятельствами, такими как сменная работа, уход за новорожденными и хронический стресс. Наше исследование устанавливает новую связь между социальным детерминантом здоровья и старением. Эти данные закладывают основу для изучения влияния стареющих клеток на людей с частыми нарушениями сна. Например, хроническое воспаление усугубляется накоплением стареющих клеток и является ключевым фактором риска многих возрастных заболеваний, таких как болезни сердца. Более того, диабет 2 типа у людей связан со старением жировых клеток. Мы обнаружили потенциальную цель, которая может смягчить системное воздействие потери сна, поскольку удаление стареющих клеток может улучшить восстановление эндотелия и метаболическую дисфункцию.

Литература

[1] Тимонина, Д., Хормазабаль, Г.В., Хекенбах, И., Андертон, Э., Хаки, Л., Флоро, А., Райли, Р., Квок, Р., Бреслин, С., Ингл, Х., Тивари , Р., Бельска О., Шайби-Кнудсен М., Каслер Х.Г., Кампизи Дж., Уолтер М. и Вердин Э. (2023). Хронически нарушенный сон вызывает старение висцеральной жировой ткани мышей C57BL/6. биоРxiv, 2023-10.

[2] Ким, Т.В., Чон, Дж.Х., и Хонг, Южная Каролина (2015). Влияние сна и циркадных нарушений на гормоны и обмен веществ. Международный эндокринологический журнал, 2015.

[3] Готлиб, DJ, Редлайн, С., Ньето, Ф.Дж., Болдуин, CM, Ньюман, AB, Резник, HE, и Пенджаби, Нью-Мексико (2006). Связь обычной продолжительности сна с гипертонией: исследование здоровья сердца во сне. Сон, 29(8), 1009-1014.

[4] Дзержевски, Дж. М., Донован, Е. К., Кей, Д. Б., Саннес, Т. С., и Брэдбрук, К. Э. (2020). Непостоянство сна и маркеры воспаления. Границы неврологии, 11, 1042.

[5] Спира, А. П., Чен-Эдинборо, Л. П., Ву, Миннесота, и Яффе, К. (2014). Влияние сна на риск снижения когнитивных функций и деменции. Текущее мнение в психиатрии, 27(6), 478.

[6] Ю, JY, Чой, WJ, Ли, HS и Ли, JW (2019). Связь между маркерами воспаления и висцеральным ожирением у взрослых корейцев с ожирением и избыточным весом: обсервационное исследование. Медицина, 98(9).