对人类全身生物钟的全面分析表明,睡眠不足和睡眠过多都与几乎所有器官系统的加速衰老相关。研究表明,睡眠时长与生物年龄之间存在协调的"U型"关系。研究结果表明,睡眠不仅是大脑为中心的活动,还是维持协调的脑-体网络的关键因素,影响17个器官系统的代谢平衡和免疫健康。
关键研究发现
- "U型"模式:睡眠过短(少于6小时)和睡眠过长(超过8小时)均与更快的生物衰老相关。延缓衰老的"最佳点"为每天6.4至7.8小时的睡眠时长。
- 器官特异性衰老时钟:利用机器学习和英国生物银行的数据,研究人员构建了23个针对17个器官的专门时钟,使用医学影像、蛋白质和分子数据。这揭示了器官以不同速率衰老,并对睡眠模式有独特的敏感性。
- 脑-体网络:睡眠过短与心理健康障碍(抑郁症、焦虑症)以及包括肥胖、2型糖尿病、高血压和心律失常在内的全身性身体状况显著相关。
- 呼吸和消化影响:睡眠过短和过长均与慢性阻塞性肺病(COPD)、哮喘以及胃炎和胃食管反流病等消化问题相关。
- 晚发性抑郁症的途径:中介分析表明,睡眠过短可能直接作用于晚发性抑郁症的疾病负担,而睡眠过长可能通过影响大脑和脂肪组织时钟的途径影响抑郁症。
来源:哥伦比亚大学
对人类全身生物钟的分析表明,睡眠时间过少——以及过多——可能会加速大脑、心脏、肺部和免疫系统的衰老,并与多种疾病相关。
"先前的研究发现,睡眠主要与大脑的衰老和病理负担相关。我们的研究更进一步,表明睡眠过少和过多都与几乎所有器官的加速衰老相关,支持了睡眠在维持器官健康方面的重要性,这体现在一个协调的脑-体网络中,包括代谢平衡和健康的免疫系统,"研究负责人、哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院放射学助理教授温俊豪(Junhao Wen)说。
该研究于5月13日发表在《自然》杂志上。
衰老时钟的力量
衰老时钟正日益流行,用于通过机器学习将一个人比实际年龄衰老更快或更慢的年数数字化,这是基于该人的生物数据(例如,来自微创血液测试的蛋白质)。
尽管大多数衰老时钟测量全身的衰老,但器官以不同速率衰老——这一事实为面临因卵巢快速衰老而产生的生物钟压力的女性所熟知。
温的团队一直处于为身体特定器官构建衰老时钟的前沿,这些时钟可以为患者提供更具体和个性化的信息。
"每个人都对这些衰老时钟及其预测疾病和死亡风险的能力感到兴奋,"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可以修改的生活方式因素联系起来,以便及时减缓衰老?"
衰老时钟与睡眠之间的U型模式
睡眠是完美的测试案例,因为睡眠越来越被认为是健康的重要因素。"我也是一个浅睡者,一直在担心对自己产生的影响,"温说。
为了构建他的衰老时钟,温使用了从英国生物银行50万名参与者收集的数据,并使用机器学习来确定器官衰老的特征。温使用了各种数据源,基于医学图像的结构数据、器官特异性蛋白质和血液中发现的每个器官的分子,创建了衰老时钟。
"例如,在肝脏中,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,"温说。"这使我们能够看到睡眠是否与从多个组学和分子层面派生的衰老时钟有独特关联。"
然后,他评估了一个人的睡眠时长(由每位生物银行参与者报告)与其来自17个器官系统23个衰老时钟的生物年龄之间的关系。
在整个身体中,出现了一个协调的U型模式:在英国生物银行人群中,睡眠过短(少于6小时)和睡眠过长(超过8小时)都与更快的衰老相关,而报告每天睡眠6.4至7.8小时的人衰老程度最低。
这并不意味着睡眠时长本身导致器官衰老更快或更慢,但它表明睡眠不足和睡眠过多可能是全身健康状况较差的标志。
睡眠与疾病的全身联系
睡眠与疾病之间的关系表明,大脑和身体之间存在一种联系,这种联系超出了仅仅影响大脑本身。
在与大脑相关的疾病中,睡眠过短与抑郁发作和焦虑障碍显著相关,这在其他关于睡眠和心理健康的研究所中也可见到。睡眠过短还与肥胖、2型糖尿病、高血压、缺血性心脏病和心律失常相关。
睡眠过短和过长均与慢性阻塞性肺病、哮喘以及包括胃炎和胃食管反流病在内的一系列消化系统疾病相关。
温说:"广泛的脑-体模式很重要,因为它告诉我们睡眠时长是我们整个生理学中深深嵌入的一部分,对身体各处都有深远的影响。"
深入研究晚发性抑郁症和睡眠
除了预测疾病外,器官特异性衰老时钟对于确定睡眠如何与特定疾病相关也很有价值,正如温对晚发性抑郁症的检查所例证的那样。
尽管该研究无法最终确定睡眠时长是否导致晚发性抑郁症,或者晚发性抑郁症是否影响睡眠时长,但温的团队对晚发性抑郁症应用了"中介分析",询问衰老时钟是否在睡眠过短和过长与晚发性抑郁症之间的关系中起到中介作用。
分析表明,睡眠过短可能直接作用于晚发性抑郁症的疾病负担,而睡眠过长可能通过影响大脑和脂肪组织时钟的中介途径影响晚发性抑郁症。
"这对未来的睡眠管理和未来治疗具有重要意义,"温说。"我们的研究表明,长睡眠者和短睡眠者可能导致相同结果(晚发性抑郁症)的生物途径可能不同,我们不应该以相同的方式对待它们。"
关键问题解答:
问:周末"补觉"能逆转器官衰老吗?
答:虽然本研究关注的是报告的每日时长,但研究结果强调睡眠是我们生理学中"深深嵌入"的一部分。在6.4至7.8小时窗口内保持一致的睡眠可能比偶尔长时间睡眠更有效地维持器官健康,后者本身与更快的衰老相关。
问:为什么"过多"的睡眠对我的心脏或肺部有害?
答:研究表明,过多睡眠可能是整体健康状况较差的标志,而非衰老的直接原因。长睡眠特别与不同的生物途径相关,例如脂肪组织时钟,这可能会影响全身炎症和疾病。
问:科学家如何计算我的"生物年龄"与实际年龄相比?
答:他们使用由机器学习驱动的"衰老时钟"。通过分析血液测试中的特定蛋白质或医学图像的结构数据,这些模型数字化地显示您的内部器官与您实际年龄相比磨损得更快或更慢。
编辑备注:
- 本文由神经科学新闻编辑编辑。
- 完整审阅了期刊论文。
- 我们的工作人员添加了额外的背景信息。
关于此睡眠和衰老研究新闻
作者:Helen Garey
来源:哥伦比亚大学
联系人:Helen Garey – 哥伦比亚大学
图片:图片归 Neuroscience News 所有
原始研究:开放获取。
"中年和晚年生物衰老时钟的睡眠图表",由 MULTI Consortium, Cliodhna Kate O'Toole, Zhiyuan Song, Filippos Anagnostakis, Zhijian Yang, Ye Ella Tian, Michael R. Duggan, Chunrui Zou, Yue Leng, Yi Cai, Wenjia Bai, Cynthia H. Y. Fu, Michael S. Rafii, Paul Aisen, Gao Wang, Philip L. De Jager, Jian Zeng, Hamilton Se-Hwee Oh, Xia Zhou, Keenan A. Walker, Daniel W. Belsky, Andrew Zalesky, Eleanor M. Simonsick, Susan M. Resnick, Luigi Ferrucci, Christos Davatzikos & Junhao Wen 撰写。《自然》
DOI:10.1038/s41586-026-10524-5
摘要:
最佳睡眠对促进健康衰老和延长寿命起着至关重要的作用。在此,我们提出睡眠图表来评估自述睡眠时长与23个生物衰老时钟之间的关系,这些时钟源自体内成像、血浆蛋白质组学和代谢组学。
首先,在九个大脑和身体系统以及三种组学技术中,睡眠时长与生物年龄差距之间呈现出系统性的U型模式。在英国生物银行(年龄37-84岁)中,样本特定的最低生物年龄差距在6.4至7.8小时的睡眠时长之间实现,因器官和性别而异。
此外,与正常睡眠时长(6-8小时)相比,短睡眠(<6小时)和长睡眠(>8小时)与脑外系统疾病风险增加和全因死亡率相关,遗传相关性和发病时间生存预测提供了证据,例如抑郁症和糖尿病。
最后,长睡眠和短睡眠与晚发性抑郁症相关的途径不同:衰老时钟可能部分中介长睡眠的途径,而短睡眠显示出更直接的联系。虽然孟德尔随机化并未提供强有力的证据表明疾病因果影响睡眠,但它不能完全排除这种反向因果关系。
我们的研究结果表明,睡眠时长与生物衰老时钟之间存在跨器官、多组学的U型关系,强调了优化睡眠以促进健康衰老、降低疾病风险和延长寿命的潜力。
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