深度睡眠的腦電波組合可預測血糖控制情況
一項新的研究發現了深度睡眠期間產生的腦電波能夠預測血糖控制的機制。這一發現不僅強調了睡眠在管理糖尿病方面的重要性,而且還提供了一種繪製和預測該疾病的新方法。睡眠質量與許多疾病有關,包括癡呆症和糖尿病。關於糖尿病,以前對人類和動物的研究發現,睡眠不足是血糖調節受損的一個因果因素。相反,良好的睡眠已被證明可以改善葡萄糖的代謝。
通過一項新的研究,加州大學伯克利分校的研究人員在理解為什麼睡眠對血糖控制如此重要方面又前進了一步,這與深度睡眠期間產生的腦電波模式有關。
睡眠階段分為兩大類:快速眼動(REM)和非快速眼動(NREM)睡眠。非快速眼動睡眠有三個階段,你會經歷這些階段,其特點是睡眠越來越深。第三階段非快速眼動睡眠是最深的階段,約佔成年人總睡眠時間的25%,是你醒來後感到休息的需要。
在第三階段非快速眼動睡眠期間,大腦主要產生大的δ波和所謂的慢速振盪,這可能有助於同步δ波和被稱為睡眠主軸的連貫神經活動的爆發。先前的研究表明,慢速振盪和睡眠主軸的耦合會影響學習和記憶,但研究人員關注的是耦合對血糖的影響。
該研究的通訊作者馬修-沃克說:”這些同步的腦電波就像一個手指,撥動了第一張多米諾骨牌,開始了相關的連鎖反應,從大腦到心臟,再到外面,改變身體對血糖的調節。特別是,兩種腦電波的結合,稱為睡眠主軸和慢波,預示著身體對稱為胰島素的荷爾蒙的敏感性增加,從而有利地降低血糖水平。”
在首先檢查了647人的睡眠數據和他們第二天早上的血糖和胰島素測量結果後,研究人員發現,腦波耦合預測了第二天的血糖控制,與年齡、性別、睡眠質量和時間等因素無關。
該研究的主要作者Raphael Vallat說:”深度睡眠腦波的這種特殊耦合比個人的睡眠時間或睡眠效率更能預測血糖。這表明在深度睡眠期間,這些大腦振蕩的電生理質量和協調的芭蕾舞有其獨特之處。”
深入研究後,研究人員發現了一系列的生理步驟,這可能解釋了這些深度睡眠的腦電波如何帶來更好的血糖控制。他們發現,慢波和主軸更強、更頻繁的耦合導致了副交感神經系統(PNS)的激活,該神經網絡在壓力或危險期過後使身體放鬆,這一點通過可變的心率得到了證明。他們還發現,副交感神經系統的激活增加了身體對葡萄糖調節激素胰島素的敏感性,導致細胞從血液中吸收葡萄糖並防止血糖飆升。
兩種腦電波–慢速振盪和睡眠主軸–的結合產生了一種生理效應,預示著身體對胰島素的敏感性增加,從而降低了血糖水平。
Vallat說:”在夜間睡眠的電氣靜態中,有一系列相連的關聯,這樣,深睡眠的腦電波預示著你的神經系統在第二天會重新校準和平靜下來,這種對你的神經系統相當奇妙的相關舒緩作用,然後與你的身體對胰島素的敏感性的重新啟動有關,導致第二天更有效地控制血糖。”
掌握了這些信息後,研究人員在1900人的大樣本上複製了他們的研究。在第二組人群中,NREM睡眠期間的緩慢振盪-紡錘體耦合再次預測了空腹血糖的改善。
“我們在不同的隊列中復制了這些發現,我認為我們實際上開始對這些結果感到更有信心,”Vallat說。”但我要等其他人復制它之後才會真正開始相信;這就是我的英國式懷疑主義。”
有趣的是,雖然該研究預測了深睡眠波對胰島素敏感性的影響,但研究人員發現它並沒有影響胰島β細胞,即分泌胰島素的細胞。
研究人員指出,他們的發現並不與糖尿病和睡眠之間的關聯相矛盾,也不對其作為疾病的風險因素提出挑戰。他們說,相反,測量深睡眠波的耦合可以被看作是提供對糖尿病洞察力的一種額外方式。
研究報告的共同作者Vyoma Shah說:”除了揭示一種新的機制外,我們的結果還表明,這些深度睡眠腦電波可以作為某人第二天血糖水平的敏感標誌,比傳統的睡眠指標更有意義。為了增加這項新發現的治療意義,研究結果還提出了一種新型的、非侵入性的工具–深度睡眠腦電波–用於繪製和預測某人的血糖控制。”
如果不出意外的話,該研究再次強調了在管理糖尿病方面獲得良好睡眠的重要性。
該研究發表在《細胞報告醫學》雜誌上。