一项针对人体各部位生物衰老过程的新分析表明,睡眠过少和过多都与大脑、心脏、肺部、免疫系统及其他器官的衰老加速有关。这些睡眠模式还被发现与多种疾病有关。
“先前研究表明,睡眠与衰老以及大脑所承受的病理性压力密切相关。我们的研究更进一步,证明睡眠过少和过多都会导致几乎所有器官的衰老加速。 这支持了这样一种观点:在脑与身体协调运作的网络中,睡眠对于维持器官健康至关重要,包括代谢平衡和健康的免疫系统,”该研究的首席作者、哥伦比亚大学瓦格洛斯医学院放射科助理教授温俊浩表示。该研究成果发表于《自然》杂志。
生物钟揭示器官衰老机制
科学家们越来越多地使用衰老时钟来评估一个人的生物学衰老速度是快于还是慢于其实际年龄所暗示的水平。这些工具依赖于机器学习和生物数据(例如,通过微创血液检测获得的蛋白质)来计算与衰老相关的模式。 许多衰老时钟仅提供针对全身的单一指标。然而,不同器官的衰老速度可能各不相同。一个广为人知的例子是卵巢功能的衰退,这构成了与女性生育能力相关的生物时钟的一部分。
Wen及其同事开发了一系列专注于单个器官的衰老时钟。其目标是提供关于个人健康状况的更详细、且可能更具个性化的信息。 “大家对这些衰老时钟及其预测疾病风险和死亡率的能力都感到兴奋,”温说,“但对我来说,更令人兴奋的问题是:我们能否将衰老时钟与某种生活方式因素联系起来,从而及时调整该因素以延缓衰老过程?”
生物年龄的概念与实际年龄不同。例如,两个人可能同为60岁,但他们的器官和代谢过程可能受到不同程度的衰老影响。运动、饮食、吸烟、慢性疾病、压力,甚至睡眠等因素都可能与这些差异有关。 生物衰老时钟试图基于可测量的生物学特征来描绘这些差异。换言之,它并非仅仅显示一个人多大年纪,而是试图评估某些生物学特征在多大程度上已经表现出与年龄相关的变化。在此背景下,对各个器官进行检查尤为引人关注。 例如,大脑的生物学年龄可能与心脏、肺或肝脏不同。因此,一个人整体上可能看起来很健康,但某些器官系统却似乎比其他系统更显老。正是这些差异,衰老时钟能够揭示出来。
寻找最佳睡眠
睡眠为研究人员探索这一问题提供了绝佳契机,因为越来越多的证据表明,睡眠对健康起着重要作用。温对这一课题也有个人兴趣。“我本人睡眠非常浅,逐渐开始担心这对自身健康的影响,”温说道。
为了构建这些衰老时钟,温利用了英国生物样本库中约50万名参与者的数据。研究人员通过机器学习,识别出与各器官衰老相关的生物标志。他们基于多种类型的信息构建了衰老时钟,包括医学影像中的结构测量数据、与特定器官相关的蛋白质,以及血液中检测到的分子。 “以肝脏为例,我们有一个基于蛋白质数据的衰老时钟、一个基于代谢数据的衰老时钟,以及一个基于影像数据的衰老时钟,”温解释道,“这使我们能够确定睡眠是否以特定方式与源自不同组学和分子层面的衰老时钟相关。” 随后,研究团队将睡眠时长(由生物样本库参与者自行报告)与基于23个覆盖17个器官系统的衰老时钟所估算的生物年龄进行了对比。
研究规模是此处的关键因素。凭借约50万名参与者,研究人员得以分析海量数据集,并寻找在规模较小的研究中可能无法检测到的模式。同时,此类分析属于观察性研究。 换言之,参与者并非被随机分配到不同的睡眠时长组别,而是自行报告了通常的睡眠时长。这一点对结果的解读至关重要。如果睡眠极少或极长的人群在生物学上显得更老,这最初仅意味着这两种特征同时存在。但这并不意味着睡眠时长本身就是加速衰老的直接原因。
睡眠过少与过多均与加速衰老相关
研究发现,这种关联在全身各处都呈现出明显的U形曲线。自报睡眠时间较短(少于6小时)和较长(超过8小时)的人,往往表现出更快的生物学衰老速度。而每天睡眠时间在6.4至7.8小时之间的人群,其衰老速度最为缓慢。 这种U形模式尤为耐人寻味。它表明“睡眠时间越长越好”这一规则并不完全适用。相反,研究发现,与最低生物年龄相关的睡眠时长处于适中范围。无论是睡眠时间极短还是极长,都与更高的衰老评分相关。

需要特别指出的是,这些结果并未证明睡眠时长本身会导致器官加速或减缓衰老。相反,它们表明睡眠过少或过多都可能是整体健康状况较差的征兆。因此,特别是关于长睡眠的关联性,必须谨慎解读。 例如,睡眠时间延长可能是既往疾病、精疲力竭或睡眠质量差的结果。在这种情况下,长睡眠时间未必是健康变化的原因。相反,潜在的疾病可能同时影响睡眠和衰老的生物标志物。
睡眠为何对衰老器官至关重要
睡眠不仅仅是身体处于静止状态的时期。在不同的睡眠阶段,大脑活动会发生变化,与此同时,全身的调节过程也在进行。 新陈代谢得到调节,免疫系统调整其活性,激素信号被重新协调。大脑在睡眠期间也会经历一系列与信息处理及其正常功能维持相关的特征性过程。
因此,长期睡眠紊乱或睡眠时间缩短可能会同时影响多个生物系统。如果这种变化持续多年,可以推测它们也会影响各种器官的长期健康。这或许可以解释为什么该研究不仅发现了与大脑生物年龄的关联,还发现了与许多其他器官系统衰老标志物的关联。 睡眠可能充当了各种身体功能的共同调节器。
睡眠时长与全身疾病相关
研究结果还表明,睡眠、大脑与身体其他部位之间存在着深远的联系。睡眠时间过短与抑郁发作和焦虑障碍显著相关,这与此前将睡眠不足与心理健康问题联系起来的研究结果一致。 睡眠时长还与肥胖、2型糖尿病、高血压、缺血性心脏病和心律失常有关。无论是睡眠时间过短还是过长,都与慢性阻塞性肺病和哮喘有关。此外,睡眠时长还与包括胃炎和胃食管反流病在内的多种消化系统疾病相关。

然而,区分相关性与因果关系至关重要。例如,患有糖尿病、心血管疾病或慢性呼吸系统疾病的人,睡眠质量可能较差,或者对睡眠的需求增加。因此,疾病本身可能部分解释了为何某些睡眠模式在这些人群中更为常见。
睡眠、衰老与老年抑郁症
这些器官特异性的衰老时钟还有助于科学家理解睡眠与特定疾病之间的关联。温及其同事以老年抑郁症为案例,对此可能性进行了研究。 研究人员无法确定是睡眠时长的差异导致了老年抑郁症,还是抑郁症本身改变了患者的睡眠时长。为了进一步探究这一问题,研究团队采用“中介分析”方法,考察生物性衰老是否有助于解释睡眠时间过短或过长与老年抑郁症之间的关联。
研究结果表明,短时睡眠可能与老年抑郁症的负担存在更直接的关联。而长时睡眠则可能通过大脑和脂肪组织中的衰老时钟所反映的机制影响抑郁症。 “这对未来的睡眠管理和治疗方法具有重要意义,”温说。“我们的研究表明,长睡眠者和短睡眠者可能存在不同的生物学通路,最终导致相同的结果——老年抑郁症——因此我们不应采用相同的方式对待他们。”
这一区别对未来的研究尤为重要。如果短睡和长睡确实是通过不同的生物机制与抑郁症相关的,那么对这两种睡眠模式采取相同的治疗方式可能并不合理。 例如,对于长期睡眠不足的人来说,睡眠剥夺和睡眠规律紊乱可能是主要问题。相比之下,对于睡眠时间异常长的人,可能需要调查潜在的医疗状况、抑郁症本身或其他与健康相关的因素。 睡眠习惯也可能发生变化,尤其是在老年时期。有些人睡眠变得更浅、醒来的次数更多,而另一些人则因健康问题或药物影响而在床上停留更长时间。因此,不应孤立地看待睡眠时长的变化。
研究结果对健康老龄化的启示
该研究并未提供证据表明特定睡眠时长能够延缓身体的衰老过程。然而,它确实揭示了睡眠与生物年龄之间存在一种有趣的关联,这种关联似乎不仅限于大脑。因此,健康老龄化可能不仅取决于饮食和体育活动,还取决于尽可能保持稳定且充足的睡眠模式。 关键可能并不在于每晚睡眠时长必须完全相同,更重要的是关注自身的睡眠习惯以及任何潜在的长期变化。
任何经常睡眠少于6小时,或突然比以前睡眠时间显著延长的人,都不应简单地将这种变化视为衰老的正常现象。最重要的是,睡眠模式的持久变化可能表明其他健康或心理因素正在起作用。 与此同时,人们也不应因几晚睡眠质量不佳而过于担忧。该研究考察的是大型人群中的长期睡眠模式,而非偶尔睡眠不足一晚的影响。







