睡眠剝奪對(duì)動(dòng)物腸黏膜屏障的影響

姜小寒,牛婉瓏,張艷香,陳耀星,曹 靜,董玉蘭,王子旭

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，北京 100193)

睡眠是一種生理現(xiàn)象,睡眠質(zhì)量能夠影響動(dòng)物機(jī)體的健康狀況。研究發(fā)現(xiàn)，睡眠時(shí)間不足的煤礦職工往往患有功能性消化不良(functional dyspepsia,FD)[1]。隨著時(shí)代步伐的不斷加快，無(wú)法滿足自身正常睡眠需求的人群越來(lái)越多，隨之造成的腸道疾病已明細(xì)威脅公眾健康，需要人們關(guān)注。

睡眠剝奪(sleep deprivation,SD)是指由于環(huán)境刺激或自身原因而不能滿足正常睡眠的狀態(tài)，并常伴有生理功能的改變。腸黏膜屏障是抵御病原菌和外來(lái)物質(zhì)入侵的第一道防線，是防止病原菌感染、預(yù)防炎癥的關(guān)鍵組成成分，對(duì)維持和調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)有重要意義[2]。

國(guó)內(nèi)外研究表明，睡眠剝奪可通過(guò)損傷腸道黏膜屏障，進(jìn)而引起各種炎癥性腸病(Inflammatory bowel disease，IBD)。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究者發(fā)現(xiàn)，經(jīng)睡眠剝奪后的果蠅和小鼠的腸道中有活性氧(reactive oxygen species,ROS)以及氧化性應(yīng)激效應(yīng)的積累，從而導(dǎo)致動(dòng)物機(jī)體死亡[3]。睡眠剝奪與胃腸道反應(yīng)之間的關(guān)系及睡眠剝奪對(duì)動(dòng)物腸黏膜屏障的影響值得我們深入探討。本文將主要闡述睡眠剝奪對(duì)腸道黏膜屏障產(chǎn)生的影響并對(duì)相關(guān)干預(yù)與治療手段進(jìn)行展望。

1 睡眠剝奪對(duì)腸黏膜機(jī)械屏障的影響

腸黏膜機(jī)械屏障結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要由覆蓋在上皮細(xì)胞表面的黏液層、腸上皮細(xì)胞 (intestinal epithelial cells,IEC)、上皮細(xì)胞間緊密連接 (tight junctions,TJ) 共同構(gòu)成，是腸黏膜屏障的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[4]。睡眠剝奪可通過(guò)影響腸絨毛高度、隱窩深度和細(xì)胞間連接結(jié)構(gòu)等來(lái)影響腸黏膜機(jī)械屏障。

1.1 睡眠剝奪對(duì)腸絨毛高度的影響

腸黏膜位于腸道管壁的最內(nèi)層，其表面的指狀絨毛是由黏膜上皮和固有膜突入腸腔而形成。高婷等[5]研究表明，睡眠剝奪可導(dǎo)致小鼠的小腸絨毛高度降低。腸絨毛高度可作為評(píng)價(jià)腸黏膜屏障損傷程度的指標(biāo)，如果腸黏膜屏障損傷嚴(yán)重，超出自我恢復(fù)的范圍，就會(huì)引起腸絨毛高度下降，腸黏膜機(jī)械屏障通透性增加。因此，睡眠剝奪通過(guò)改變小腸絨毛形態(tài)損傷腸黏膜屏障，使得致病菌和內(nèi)毒素等有害物質(zhì)更易于侵入機(jī)體，導(dǎo)致小腸消化吸收功能受到影響。

1.2 睡眠剝奪對(duì)隱窩深度的影響

在正常情況下，隱窩底部的干細(xì)胞不斷分化并遷移到絨毛的末端，形成具有吸收能力的腸上皮細(xì)胞，以補(bǔ)充正常脫落的腸絨毛上皮細(xì)胞，脫落的細(xì)胞自噬死亡，并被周圍細(xì)胞吞噬[6]。腸道隱窩中細(xì)胞增殖和死亡的失衡，自噬增加和有絲分裂活性降低，可導(dǎo)致腸道腺細(xì)胞增殖減弱[7]。隱窩深度(crypt)可用來(lái)說(shuō)明腸上皮細(xì)胞的生成率，腸隱窩深度與腸上皮細(xì)胞成熟度成反比。隱窩深度越淺，說(shuō)明腸上皮細(xì)胞成熟度越高，對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的吸收程度越高。睡眠剝奪降低腸上皮細(xì)胞生成率的具體表現(xiàn)為減少細(xì)胞增殖和增加細(xì)胞自噬。

1.2.1 睡眠剝奪減少腸上皮細(xì)胞的增殖 小腸黏膜的所有上皮細(xì)胞來(lái)源于隱窩干細(xì)胞，隱窩干細(xì)胞的發(fā)生、分化、增殖、分布等過(guò)程，直接影響腸黏膜的完整性和功能特異性[8]。研究發(fā)現(xiàn)睡眠剝奪下調(diào)了增殖細(xì)胞核抗原(proliferative cell nuclear antigens,PCNA)在小腸中的表達(dá)。PCNA可通過(guò)參與小腸細(xì)胞增殖過(guò)程,誘導(dǎo)小腸黏膜上皮細(xì)胞由絨毛底部隱窩處開(kāi)始不斷地分裂增殖,并逐漸向絨毛上方遷移分化成熟[9]。PCNA量的變化與DNA合成一致，其在細(xì)胞中的表達(dá)可用作評(píng)估細(xì)胞增殖狀態(tài)的指標(biāo)[10]。綜上所述，睡眠剝奪影響腸上皮細(xì)胞增殖，隱窩干細(xì)胞堆積，腸上皮自然脫落的細(xì)胞無(wú)法得到補(bǔ)充，腸黏膜完整性受損，其功能減弱。

1.2.2 睡眠剝奪增加腸上皮細(xì)胞的自噬 細(xì)胞自噬必須要有ATG5和BECLIN-1這兩種自噬相關(guān)蛋白質(zhì)參與才能完成。ATG5通過(guò)使膜聚集以形成新的自噬體，BECLIN-1通過(guò)與凋亡抑制蛋白質(zhì)結(jié)合抑制正常情況下細(xì)胞自噬的發(fā)生，而當(dāng)細(xì)胞生存環(huán)境異常時(shí)，BECLIN-1與凋亡抑制蛋白質(zhì)解離，誘導(dǎo)自噬發(fā)生[11]。高婷等[6]評(píng)估了睡眠不足小鼠的小腸上皮細(xì)胞自噬水平，發(fā)現(xiàn)睡眠剝奪顯著上調(diào)了自噬蛋白(ATG5和Beclin1)的表達(dá)，增加細(xì)胞的自噬并促進(jìn)細(xì)胞的自噬過(guò)程，加速腸絨毛上皮細(xì)胞的脫落，不利于維持小腸的正常發(fā)育和消化吸收。睡眠剝奪引發(fā)的自噬功能異常不僅能夠影響腸道的功能，還可能會(huì)成為慢性腸道炎癥的誘因，從而導(dǎo)致更嚴(yán)重的腸道結(jié)構(gòu)損傷。

1.3 睡眠剝奪對(duì)緊密連接蛋白表達(dá)的影響

相鄰細(xì)胞間的連接結(jié)構(gòu)包括自上而下排列的緊密連接、黏附連接和橋粒3種結(jié)構(gòu)。緊密連接是腸黏膜上皮細(xì)胞之間的主要連接方式,主要由咬合蛋白(occludin)、閉合蛋白(claudin)及閉合小環(huán)蛋白(ZO-1、ZO-2和ZO-3)等組成[12]。緊密連接復(fù)合物的完整性是上皮屏障調(diào)節(jié)腸屏障功能及通透性的關(guān)鍵。首先，作為物理屏障，可阻止腸腔內(nèi)細(xì)菌、毒素等有害物質(zhì)經(jīng)細(xì)胞旁間隙滲漏至黏膜下組織；其次，作為選擇性過(guò)濾器，可允許營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及水分子通過(guò)[13]。高婷等[14]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明睡眠剝奪會(huì)導(dǎo)致occludin、claudin-1和ZO-1表達(dá)下調(diào)。這些緊密連接蛋白的數(shù)量變化直接影響腸黏膜的完整性和通透性，導(dǎo)致腸黏膜的相對(duì)損傷，并破壞機(jī)械屏障，降低腸的消化吸收能力。

2 睡眠剝奪對(duì)腸黏膜化學(xué)屏障的影響

腸黏膜化學(xué)屏障由腸黏膜上皮細(xì)胞分泌的黏液、消化液和腸道寄生菌產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)等構(gòu)成。

杯狀細(xì)胞合成的分泌型黏蛋白 (mucin 2,MUC2)主要參與構(gòu)成腸道黏液，可起到潤(rùn)滑腸黏膜、協(xié)助益生菌定植、隔離腸道微生物與宿主上皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞的接觸以有效防止腸道過(guò)度炎性反應(yīng)等作用，對(duì)維持腸黏膜穩(wěn)態(tài)具有重要意義。高婷等[14]研究發(fā)現(xiàn)，睡眠不足可導(dǎo)致杯狀細(xì)胞數(shù)量減少進(jìn)而使MUC2的表達(dá)下調(diào)。

研究表明，MUC2參與構(gòu)成的腸道黏液層與腸上皮細(xì)胞、微生物群和宿主免疫防御之間呈動(dòng)態(tài)相互作用，對(duì)維持腸黏膜穩(wěn)態(tài)具有重要作用，而MUC2的缺陷使黏液屏障功能減弱和腸黏膜滲透性增加，引起腸黏膜細(xì)胞的炎癥和損傷[15]。綜上所述，睡眠剝奪可通過(guò)引起黏蛋白MUC2表達(dá)下調(diào)進(jìn)而影響腸黏膜化學(xué)屏障的功能。

3 睡眠剝奪對(duì)腸黏膜免疫屏障的影響

胃腸道結(jié)構(gòu)和功能輔以龐大的腸黏膜面積構(gòu)成了強(qiáng)大的黏膜免疫系統(tǒng)，是動(dòng)物體內(nèi)最大的免疫器官，在維持腸道微生物穩(wěn)態(tài)，抑制炎癥因子，參與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮重要作用。在小腸上皮細(xì)胞中，其表面的黏膜層和潘氏細(xì)胞分泌的抗菌肽共同構(gòu)成了腸道黏液屏障；結(jié)構(gòu)完整、排列緊密的腸上皮細(xì)胞構(gòu)成黏膜免疫的第二道防線，產(chǎn)生多種細(xì)胞因子及免疫球蛋白，在免疫過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

3.1 睡眠剝奪對(duì)腸上皮細(xì)胞抗菌肽分泌的影響

腸道抗菌肽是一種防御性肽類活性物質(zhì)，可以用于對(duì)抗外源性病原體致病作用?？咕淖鳛樘烊幻庖呦到y(tǒng)的一部分在機(jī)體對(duì)抗感染及炎癥中發(fā)揮重要作用。

有研究報(bào)道，睡眠剝奪可影響抗炎細(xì)胞因子水平的下調(diào)、腸道菌群的失衡等，從多方面導(dǎo)致結(jié)腸黏膜損傷，最后引起結(jié)腸炎[16]。劉偉等[17]的試驗(yàn)結(jié)果提示一旦腸道中發(fā)生細(xì)菌感染和炎癥反應(yīng)時(shí)，其抗菌肽的表達(dá)量均發(fā)生不同程度的變化。

腸道上皮細(xì)胞可提供啟動(dòng)和調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)的早期信號(hào)并分泌抗菌肽，可作用于神經(jīng)元表達(dá)的G蛋白偶聯(lián)受體發(fā)揮免疫作用[18]，也可以直接作用于腸道內(nèi)的病原菌，從而共同維持腸道健康。如果某一環(huán)節(jié)抗菌肽表達(dá)減少，則會(huì)導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)或易位，使得腸上皮屏障功能減弱，從而引起相應(yīng)腸道疾病。

睡眠剝奪對(duì)動(dòng)物體內(nèi)防御素、溶菌酶等的抗菌肽表達(dá)量及活性的直接影響研究方面還存在許多空白，有待進(jìn)一步研究。然而，近年來(lái)越來(lái)越多的研究報(bào)道了不同的外源性抗菌肽對(duì)腸道上皮屏障功能的調(diào)節(jié)作用，甚至有望取代抗生素，這也為解決睡眠剝奪造成的動(dòng)物健康問(wèn)題提供了新思路。

3.2 睡眠剝奪對(duì)腸黏膜免疫球蛋白分泌的影響

分泌型免疫球蛋白(secretory immunoglobulin A,sIgA)是腸黏膜免疫的主要免疫球蛋白，不僅可以阻止抗原進(jìn)入上皮組織，還可以保護(hù)正常菌群免受先天免疫和系統(tǒng)免疫反應(yīng)的影響。

sIgA通過(guò)與病原體表面抗原的結(jié)合起到抑菌劑的作用，同時(shí)也有利于黏液對(duì)病原體的捕捉及抗菌肽發(fā)揮殺菌作用。王景杰等[19]的研究表明睡眠剝奪對(duì)胃腸道黏膜免疫功能有顯著的影響，隨著睡眠剝奪時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，大鼠胃腸道 sIgA 水平逐漸下降，sIgA 的缺乏會(huì)導(dǎo)致腸道正常菌群過(guò)量生長(zhǎng)移位，導(dǎo)致異常的免疫系統(tǒng)反應(yīng)。

潘氏細(xì)胞具有轉(zhuǎn)運(yùn)和分泌sIgA的功能，主要位于腸黏膜固有層。陶凱忠等[20]研究發(fā)現(xiàn)72 h睡眠剝奪使小鼠潘氏細(xì)胞功能減弱，從而影響sIgA的分泌。充足的睡眠具有整體保護(hù)作用，睡眠不足會(huì)增加感染的易感性，使腸道免疫屏障功能受損，對(duì)腸道單層上皮細(xì)胞造成損害，并影響腸黏膜免疫機(jī)制，sIgA分泌減少，還可能導(dǎo)致胃腸道黏膜的損傷及炎癥性腸病。

3.3 睡眠剝奪影響腸黏膜免疫細(xì)胞發(fā)揮作用

3.3.1 睡眠剝奪對(duì)腸黏膜淋巴細(xì)胞增殖活力的影響 大多數(shù)免疫細(xì)胞在夜間的免疫反應(yīng)性最高，而在早晨的反應(yīng)性最低，睡眠時(shí)段的變化是否可能會(huì)影響免疫功能的調(diào)節(jié)呢？Wilder-Smith A等[21]研究發(fā)現(xiàn)，睡眠剝奪會(huì)導(dǎo)致 T 淋巴細(xì)胞亞群平衡失調(diào)，這可能與睡眠不足導(dǎo)致機(jī)體抗感染能力下降有關(guān)。

機(jī)體免疫活動(dòng)中的抗感染途徑主要由腸相關(guān)淋巴樣組織完成，包括組織性淋巴組織和彌散分布的淋巴細(xì)胞，組織性淋巴組織由派伊氏結(jié) (Peyer patch,PP) 、腸系膜淋巴結(jié)及孤立淋巴濾泡等組成，是腸黏膜免疫的誘導(dǎo)位點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)抗原的攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)；彌散分布的淋巴細(xì)胞包括腸黏膜固有層淋巴細(xì)胞(lamina propria lymphocytes,LPL)和腸上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞(intraepithelial lymphocytes,IEL)，是腸黏膜免疫系統(tǒng)的效應(yīng)位點(diǎn)，在此被抗原激活的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生免疫球蛋白和各種免疫因子[22]。

有研究報(bào)道隨著睡眠剝奪時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，大鼠胃腸道黏膜IEL和LPL的增殖逐步趨于低活力狀態(tài)[19]，LPL中的CD4+T細(xì)胞的活化性強(qiáng)、增殖率低且受到分裂原刺激時(shí)能產(chǎn)生更多的細(xì)胞因子，IEL主要由CD8+T細(xì)胞組成，在維持腸道上皮屏障的完整性方面有著重要作用，這進(jìn)一步佐證了睡眠剝奪會(huì)影響腸黏膜淋巴細(xì)胞增殖活力，導(dǎo)致T淋巴細(xì)胞平衡失調(diào)。

3.3.2 睡眠剝奪對(duì)腸黏膜細(xì)胞因子分泌水平的影響 黏膜免疫系統(tǒng)的特點(diǎn)是有大量免疫細(xì)胞和免疫分子彌散在黏膜上皮內(nèi)以及黏膜下，通過(guò)特殊的共刺激信號(hào)、黏附分子和效應(yīng)分子將腸道黏膜系統(tǒng)的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)緊密聯(lián)系在一起，其中細(xì)胞因子的表達(dá)、分泌對(duì)黏膜免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用具有重要意義。

Tang Y M等[23]在一項(xiàng)研究中對(duì)患有結(jié)腸炎的小鼠進(jìn)行睡眠剝奪，結(jié)果表明急性和慢性睡眠剝奪都導(dǎo)致結(jié)腸炎惡化，并可能繼發(fā)性地引起炎癥的細(xì)胞因子，如IL-6和TNF-α的分泌增加[24]，其中IL-6由Th2輔助細(xì)胞分泌，主要通過(guò)刺激B細(xì)胞生長(zhǎng)和分化，參與體液免疫反應(yīng)過(guò)程[25]，因此，降低血漿 IL-6、TNF-α 水平對(duì)改善睡眠質(zhì)量、緩解睡眠剝奪的損傷有重要意義。

此外，也有研究發(fā)現(xiàn)被剝奪睡眠3 d的小鼠皮質(zhì)醇分泌增加，反映下丘腦-垂體-腎上腺(hypothalamic pituitary adrenal,HPA)軸被激活，說(shuō)明睡眠剝奪可作為一種應(yīng)激原。睡眠剝奪會(huì)導(dǎo)致活性氧(reactive oxygen species,ROS)的積累和隨之而來(lái)的氧化應(yīng)激，特別是引起腸道的氧化應(yīng)激[3]，使得NF-κB通路被激活，抑制炎癥因子表達(dá)下調(diào)，誘導(dǎo)炎性細(xì)胞因子如TNF-α和IL-1β產(chǎn)生，最終導(dǎo)致炎癥反應(yīng)，使小腸黏膜損害，影響小腸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收[14]。

睡眠剝奪不僅影響機(jī)體消化能力，而且會(huì)引起腸黏膜免疫功能的變化，影響淋巴細(xì)胞的增殖活力、細(xì)胞因子分泌水平，造成腸道黏膜免疫功能的損害，誘發(fā)一系列氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)，且據(jù)以上研究推測(cè)，淋巴細(xì)胞及細(xì)胞因子的改變與炎癥反應(yīng)的發(fā)生二者之間存在一定的正反饋?zhàn)饔脵C(jī)制。

4 睡眠剝奪對(duì)腸黏膜生物屏障的影響

腸道內(nèi)正常共生菌對(duì)病原菌的定植抵抗作用及其菌間聚集構(gòu)成了生物屏障，在腸黏膜保護(hù)中發(fā)揮重要作用，腸道內(nèi)正常共生菌可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)病原菌的黏膜位點(diǎn)定植、競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)攝入以及產(chǎn)生代謝物抑制病原菌、促進(jìn)上皮細(xì)胞增殖分化或激活腸道黏膜免疫等方式抑制腸道內(nèi)病原菌的過(guò)度繁殖和易位，降低炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激[26]。睡眠剝奪可通過(guò)引起細(xì)菌易位、造成腸道細(xì)菌紊亂使得腸黏膜生物屏障損傷，從而影響其發(fā)揮保護(hù)作用。

4.1 睡眠剝奪引起細(xì)菌易位

腸道細(xì)菌易位是指腸道內(nèi)細(xì)菌或其產(chǎn)物(內(nèi)毒素)突破腸黏膜屏障進(jìn)入腸系膜淋巴結(jié)或門靜脈系統(tǒng),從而遠(yuǎn)離腸道的其他器官。Everson A等[27]發(fā)現(xiàn)，睡眠剝奪所引起的病理變化以細(xì)菌易位較為突出。取經(jīng)過(guò)5 d睡眠剝奪大鼠的回腸、盲腸以及腸系膜淋巴結(jié)等腸外組織進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)，結(jié)果均出現(xiàn)陽(yáng)性。陶凱忠等[20]研究表明，72 h睡眠剝奪即可引起細(xì)菌向腸組織移位，并通過(guò)血液、淋巴途徑向腸外組織擴(kuò)散。

4.2 睡眠剝奪引起腸道微生物群生態(tài)失衡

腸道菌群是指定居在動(dòng)物體胃腸道內(nèi)所有微生物的總稱，由厭氧菌、兼性厭氧菌和需氧菌組成。腸道內(nèi)的細(xì)菌約99%為專性厭氧菌，專性厭氧菌主要分布在深層，因其緊貼在腸黏膜表面，被糖衣包被，比較穩(wěn)定，故能形成膜菌群，從而有效阻止表層具有潛在致病性的需氧菌、外來(lái)菌或腸道中的條件致病菌直接黏附于腸黏膜細(xì)胞[28]。致病菌則以需氧或兼性厭氧菌為主，能引起宿主疾病，正常情況下在腸道無(wú)法長(zhǎng)期定植[29]?？傊?，腸道菌群的組成結(jié)構(gòu)與宿主的健康狀況有著緊密的聯(lián)系，而睡眠剝奪可通過(guò)打破動(dòng)物腸道菌群的生態(tài)平衡進(jìn)而誘發(fā)一系列疾病。

研究表明，厚壁菌門和擬桿菌門的比率是腸道微生物群結(jié)構(gòu)改變的重要指標(biāo)[30]。高婷等[14]研究發(fā)現(xiàn)睡眠剝奪顯著降低了小鼠腸道內(nèi)擬桿菌的相對(duì)豐度并增加了厚壁菌門的相對(duì)豐度，結(jié)腸內(nèi)容物中厚壁菌門與擬桿菌門的比例增加。這說(shuō)明睡眠剝奪破壞了腸道微生物群的正常結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致腸道菌群紊亂。此項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)睡眠剝奪后小鼠腸道內(nèi)的細(xì)菌種群組成也發(fā)生了變化，小鼠結(jié)腸中有益細(xì)菌(阿克曼氏菌、擬桿菌和糞桿菌)的豐度更低，而有害細(xì)菌(氣單胞菌，屬于變形菌門)的豐度更高。這些有害菌可能會(huì)釋放腸毒素，從而增加腸道的通透性，誘導(dǎo)免疫抑制蛋白的產(chǎn)生，導(dǎo)致免疫功能障礙，破壞腸道上皮細(xì)胞，并影響能量代謝導(dǎo)致腸道炎癥[14]。除此之外，高婷等[14]通過(guò)α-多樣性分析表明，睡眠剝奪性顯著降低小鼠腸道微生物群的多樣性和豐富度。

此外，研究人員對(duì)健康成年人進(jìn)行了40 h的睡眠剝奪，發(fā)現(xiàn)睡眠剝奪會(huì)引起腸道菌群紊亂以及系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)，并通過(guò)糞便菌群移植的方法進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)腸道菌群平衡失調(diào)也會(huì)對(duì)動(dòng)物機(jī)體的腦功能行為產(chǎn)生重要影響[31]。

5 干預(yù)和治療

5.1 外源性補(bǔ)充褪黑素對(duì)腸道的作用

鮮為人知的是褪黑激素其實(shí)是一種有效的抗氧化劑[3]，對(duì)胃腸道系統(tǒng)的代謝紊亂和氧化分子損傷具有保護(hù)作用，這些發(fā)現(xiàn)提示褪黑素可能參與了腸道的調(diào)節(jié)平衡睡眠不足引起的疾病。研究發(fā)現(xiàn)睡眠剝奪的小鼠血漿褪黑激素水平顯著降低，外源性補(bǔ)充褪黑素可通過(guò)抑制NF-κB的活化和抗氧化應(yīng)激來(lái)顯著改善和逆轉(zhuǎn)睡眠剝奪誘導(dǎo)的腸黏膜損傷和腸道菌群失調(diào)[14]。

李瑞盈等[32]研究表明，腦腸軸在疾病病理的機(jī)制過(guò)程當(dāng)中起到一個(gè)非常重要的作用，而褪黑素既產(chǎn)生于松果體，也產(chǎn)生于胃腸道黏膜的腸嗜鉻細(xì)胞。這提示可以通過(guò)探索褪黑素對(duì)腸道的作用機(jī)制及腦腸軸對(duì)腸道炎癥的調(diào)控機(jī)制，使褪黑素能夠被更合理、更安全地運(yùn)用在預(yù)防和治療睡眠剝奪誘導(dǎo)的腸道疾病中。

5.2 攝入小檗堿對(duì)腸道的作用

先前的研究結(jié)果表明，小檗堿能對(duì)腸道菌群產(chǎn)生雙向調(diào)控作用，既提高有益菌的相對(duì)豐度又降低有害菌的相對(duì)豐度。小檗堿還可通過(guò)抑制脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)，影響Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)信號(hào)通路來(lái)減少炎癥因子的分泌，緩解胃腸黏膜的損傷[33]。但小檗堿對(duì)不同生理狀態(tài)下動(dòng)物腸道菌群調(diào)控的作用機(jī)制尚不明確，還有待于進(jìn)一步研究。

5.3 調(diào)節(jié)IEL對(duì)腸道的作用

IEL是最先遇到外源抗原的T淋巴細(xì)胞，可通過(guò)調(diào)節(jié)腸上皮細(xì)胞功能、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)來(lái)維護(hù)腸黏膜免疫屏障。通過(guò)研究如何調(diào)節(jié)IEL以增加IBD患者對(duì)致病菌群的免疫耐受性，進(jìn)而修復(fù)損傷的腸黏膜免疫屏障，也可為腸道炎癥疾病的治療提供新思路。

5.4 糞菌移植對(duì)腸道的作用

此外，人們也嘗試?yán)眉S菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)的方法來(lái)改善動(dòng)物腸道菌群失調(diào)，即通過(guò)將健康動(dòng)物糞便中的功能性菌群移植到患病動(dòng)物腸道內(nèi)以重建具有正常功能的腸道菌群。糞菌移植已在臨床上廣泛應(yīng)用于艱難梭狀芽孢桿菌相關(guān)性疾病、炎癥性腸病、腸易激綜合征和腸道免疫缺陷性疾病等腸道疾病的治療，并取得了良好臨床效果[34]。這說(shuō)明目前糞菌移植已成為治療由睡眠剝奪誘發(fā)的腸道炎癥的一種潛在方法。但目前在臨床實(shí)踐中尚未證實(shí)最佳FMT移植途徑[35]，還有待于進(jìn)一步研究。

6 展望

睡眠對(duì)生物機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，在畜牧養(yǎng)殖業(yè)中，由于各種外界環(huán)境原因?qū)е碌乃邉儕Z，引發(fā)的動(dòng)物健康問(wèn)題也備受關(guān)注。近年來(lái)的研究表明，睡眠剝奪可通過(guò)影響腸黏膜屏障來(lái)影響動(dòng)物的腸道功能，睡眠剝奪對(duì)于腸道的機(jī)械屏障、化學(xué)屏障、免疫屏障、生物屏障均有不同程度的影響。

目前針對(duì)睡眠剝奪對(duì)腸黏膜屏障影響的研究領(lǐng)域還存在許多空白，其分子作用機(jī)制也有待于進(jìn)一步深入研究。此外，人們還應(yīng)加大力度研究修復(fù)或增強(qiáng)胃腸道穩(wěn)態(tài)的方法，可通過(guò)研發(fā)食源性途徑攝入的天然、安全的替代藥物或相應(yīng)的治療手段等，對(duì)干預(yù)和治療睡眠剝奪誘發(fā)的動(dòng)物腸道炎癥均具有廣闊的應(yīng)用前景。