睡眠:跨越物种的古老DNA修复与神经元保护机制

编辑者: Elena HealthEnergy

Nematostella vectensis

近期發表於2026年的科學研究,將睡眠的生物學功能提升至一種演化上被保留下來的關鍵防禦系統,其核心作用在於細胞修復、遺傳物質保護以及維持神經系統的結構韌性。此項深入的理解確立了規律且充足的睡眠,是保障長期生理健康與認知功能穩定的基石策略。

科學界的主流觀點現已聚焦於睡眠的普遍性,即它在包括簡單生物在內的廣泛物種中皆已演化出來,主要目的在於保護遺傳物質DNA,並抵禦日常累積的細胞損傷,特別是在神經元層面。以色列巴伊蘭大學團隊的研究進一步證實了睡眠的古老根源,即使是缺乏複雜大腦結構的刺胞動物,如水母和海葵,也展現出保守的睡眠樣態,它們的睡眠時間約佔全天三分之一,這強烈暗示睡眠是一種跨越物種的普世保護機制。

這些刺胞動物的研究發現,清醒狀態與睡眠剝奪會導致神經元DNA損傷增加,而自然或誘導的睡眠則能有效減少此類損傷。研究指出,當外部壓力源導致DNA損傷增加時,生物體會以增加睡眠時長來進行代償,這表明睡眠可能演化為一種直接應對清醒狀態下細胞應激的機制。睡眠作為一個關鍵的修復窗口期,對於修復由紫外線輻射和代謝壓力等因素在日常活動中累積的DNA損傷至關重要,因為DNA修復途徑在睡眠期間的活性會顯著增強。

調節睡眠-清醒週期的褪黑激素,同時扮演著強效抗氧化劑的角色,積極對抗會損害DNA的氧化應激。針對夜班工作者的研究顯示,在白天睡眠前補充褪黑激素,能夠提升氧化性DNA損傷的修復能力,這可透過測量尿液中生物標記物8-OH-dG的水平增加來佐證。對水母和海葵的研究亦證實,透過褪黑激素促進睡眠,能降低這些基礎生物的DNA損傷水平,確立了褪黑激素在維持細胞健康方面的必要性。

除了細胞層面的修復,睡眠對於維持神經元結構的穩定性亦不可或缺,這涉及記憶鞏固和學習所需的同步重組與修復過程。台灣林口長庚醫院透過「健康老化研究計劃」的數據分析,證實了高齡長者睡眠品質與腦淋巴系統的代謝清除功能、大腦結構連結及記憶力之間存在密切關聯,睡眠干擾會導致大腦「清道夫」功能下降,加速神經退化。數十年來睡眠時長不一致的習慣,已被證實與晚年認知衰退的風險增加有關,再次強調了維持一致且健康的睡眠習慣的迫切性。

此次研究的價值在於,它將睡眠的認知從單純的休息,轉變為一個全面的生物安全保護傘,使得有意識地關注睡眠品質,成為維護公共衛生永續發展的戰略性步驟。國際研究亦指出,睡眠不足或過量睡眠均與心血管疾病、代謝症候群及心理健康風險相關,全球失眠盛行率持續上升,凸顯此公共衛生議題的嚴峻性。專家建議,成年人每日應確保至少七小時的睡眠,以達到最佳的修復效果。

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來源

  • RayHaber | RaillyNews

  • Nature Communications

  • Vertex AI Search

  • Futura

  • RaillyNews

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