【CVIA综述】睡眠剥夺与心律失常

睡眠对人体正常的心理和生理活动至关重要。越来越多的证据表明，睡眠剥夺与各种心律失常的发生、发展和治疗效果不佳有关。睡眠剥夺不仅影响周围神经系统，还影响中枢神经系统，中枢神经系统调节心律失常的发生。此外，睡眠剥夺与凋亡途径、线粒体能量代谢紊乱和免疫系统功能障碍有关。尽管越来越多的研究表明，病理性睡眠模式与各种房性和室性心律失常相关，但仍需进一步研究以确定具体机制并推荐治疗干预措施。

近日，来自哈尔滨医科大学附属第一医院心内科尹德春教授团队在Cardiovascular of Innovations and Applications期刊上发表了题为“The Role of Sleep Deprivation in Arrhythmias“的的文章。本文综述了动物实验和临床研究中睡眠剥夺的发现、当前的挑战以及心律失常领域未来的研究方向。

睡眠是一种对外界刺激的反应减弱，相对不活跃和意识丧失的自然的可逆状态。睡眠每隔一段时间就会发生，而且是动态调节的，也就是说，睡眠的丧失或者延迟会导致随后的睡眠时间延长。“睡眠剥夺”一词源于对连续工作导致的睡眠减少的描述，并逐渐发展成为一个独立的概念，具体指由于环境或个人原因而无法获得所需睡眠量的过程和状态。随着社会的变化、生活节奏的加快和生活压力的增加，人们不断面临各种压力事件，这些事件会导致睡眠障碍，并显著增加睡眠剥夺的发生率，从而影响各种身体系统的生理功能，导致昼夜节律紊乱。因此，睡眠剥夺引起的病理生理变化正逐渐成为一个重大的公共健康和安全问题，并带来高昂的经济和社会成本。

睡眠剥夺与神经调节网络

中枢神经系统通过调节自主神经活动成为心律失常的电生理基础，而自主神经的调节已被用作预防和治疗心律失常的靶点，其方法包括β受体阻滞剂、心脏去交感神经术、去肾交感神经支配术和脊髓电刺激。下丘脑室旁核（PVN）在维持心血管活动中起着关键作用，它可以直接支配交感节前神经元，参与外周交感神经活动的调节；感觉传入纤维也会影响PVN水平并影响交感神经输出。大鼠在睡眠剥夺6小时后，PVN中的神经元放电活动在24小时内显著增加因此，在睡眠剥夺的影响下，心脏自主神经系统可能受到PVN中神经元的调节，从而导致交感神经活动的兴奋和迷走神经活动的减弱，进而影响心率变异性（HRV）的变化。事实上，HRV分析被认为是定量评估自主神经活动的有效指标。心脏自主神经系统中交感神经或迷走神经的过度激活可导致心律失常，甚至心源性猝死。许多文章证实，睡眠剥夺会显著增加大脑中小胶质细胞的活性，从而导致情绪和认知功能的变化。然而，关于心血管疾病，特别是心律失常的研究极为罕见，可能成为未来睡眠剥夺诱发心律失常研究的新方向。

睡眠剥夺与细胞凋亡

细胞凋亡是多细胞生物中由基因调控的一种活跃的细胞死亡过程，它调节机体的发育并维持内部环境的稳定。最近的研究表明，心肌细胞凋亡是包括心律失常在内的各种心脏疾病的主要致病机制。近年来，研究证实，睡眠剥夺大鼠模型中细胞凋亡指数（如Bax/Bcl-2）显著增加。凋亡细胞的形态和生化变化主要由半胱氨酸蛋白酶（caspase）家族的激活引起。在健康细胞中，半胱氨酸蛋白酶家族成员通常以非活性酶原的形式存在，激活后会启动细胞凋亡。根据其在细胞凋亡中的作用，已知的半胱氨酸蛋白酶家族成员可分为起始型半胱氨酸蛋白酶（包括caspase-2、caspase-8、caspase-9和caspase-10）和效应型半胱氨酸蛋白酶（包括caspase-3、caspase-6和caspase-7）。起始半胱氨酸蛋白酶激活效应半胱氨酸蛋白酶，从而导致凋亡中的蛋白水解和DNase激活。因此，睡眠剥夺通过各种作用方式参与细胞凋亡途径，从而形成心律失常发展的潜在结构基础，并诱发包括心房颤动和室性心律失常在内的各种心律失常的发生。

睡眠剥夺与免疫系统功能障碍

研究证实，白细胞中如中性粒细胞、NK细胞和单核细胞，受昼夜节律的影响。当睡眠被剥夺时，体内免疫细胞的水平也会显著波动。此外，在睡眠剥夺期间，炎症反应标记物（如C反应蛋白和白细胞介素）的水平增加。因此，睡眠剥夺可能影响自然杀伤细胞、淋巴细胞、细胞因子以及免疫球蛋白和补体的生成，从而导致免疫系统功能障碍和免疫系统相关疾病。

近年来，睡眠剥夺对免疫系统相关因子水平的影响已被广泛研究。大多数循环免疫因子由单核细胞和中性粒细胞分泌。大多数循环免疫因子由单核细胞和中性粒细胞分泌，睡眠剥夺导致这些细胞因子的数量和功能发生变化，包括肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素家族（如IL-1β、IL-6、IL-8、IL-17和IL-18）和相关急性期反应蛋白（如C反应蛋白）。然而，很少有报道描述IL-17在睡眠剥夺尤其是心律失常心肌中的分子机制，本课题可能是进一步研究睡眠剥夺诱发心律失常机制的一个新领域。

结论

虽然短期睡眠剥夺的大多数心血管影响在睡眠补偿后会恢复，但长期慢性睡眠剥夺可能会导致身体功能的不可逆变化和身体的永久损伤。提高对睡眠剥夺对人群健康影响的认识，对于提高生活质量和保障生命健康至关重要。然而，缺乏对睡眠剥夺与心脏结构和功能变化之间的确切关系和潜在机制的系统研究。因此，需要进行深入研究以阐明不同程度的睡眠剥夺对心脏结构和功能的影响，尤其是心脏电生理可能的潜在机制，并进一步确定防止睡眠剥夺的相关保护措施。

本篇论文中文述评人、北京王府中西医结合医院王浩教授总结道，睡眠剥夺与失眠不同，前者是主动行为而后者是被动行为，睡眠不足往往会给人的健康和认知功能造成不良影响，进而带来工作和生活上的问题。睡眠剥夺可能会扰乱交感神经和迷走神经的自主神经平衡，进而诱发心律失常.2021年9月发表在《JACC》杂志的一篇文章揭示健康的睡眠模式可能与降低心房颤动/扑动和缓慢型心律失常有关。为了评估整体睡眠模式与心律失常风险之间的关系，该研究共纳入403187名参与者，根据作息习惯、晚间睡眠时长，是否失眠，是否打鼾以及白天是否嗜睡五项，计算参与者的健康睡眠综合评分，结果提示参与者的睡眠评分与房颤、缓慢型心律失常呈负相关性，与室性心律失常无显著关联；其次，参与者每多一个健康睡眠行为，其房颤、缓慢型心律失常发生风险分别降低7%，9%。因此，健康的睡眠模式与较低的房颤和缓慢型心律失常风险独立相关，要保持良好的睡眠习惯和生活习惯。

参考文献：

Li X, Zhou T, Ma H, et al. Healthy sleep patterns and risk of incident arrhythmias[J]. Journal of the American College of Cardiology, 2021, 78(12): 1197-1207.

述评人简介：

王浩

王浩，北京王府中西医结合医院主治医师，九三学社社员，ACC-FIT（青年医生和研究者），北京市优秀医师（2022年），主持并完成昌平区卫计委青年课题1项，参与编写学术专著5部，主编《心电解惑》医学专著1部，以第一及通讯作者SCI4篇，其中最高影响因子44.4，以第一及通讯作者发表核心论文5篇，中国医学教育学会心电图分会委员。《Cardiovascular Innovations and Applications》青年编委，北京市抗疫一线，丁香园心血管时间、医脉通、心在线《必杀技》栏目专栏作者，第28届长城心脏病学会《中国好病例》三等奖。

https://www.scienceopen.com/hosted-document?doi=10.15212/CVIA.2022.0013

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