Neuron | 心血管疾病影响睡眠！丹阳院士团队揭示心血管压力反射回路调节睡眠的机制

从清醒到睡眠的转变与动物的大脑状态和运动活动都发生了深刻的变化。除了躯体运动活动和骨骼肌张力下降外，自主运动活动也强烈减少，导致血压降低、心率减慢和其他生理变化。

众所周知，睡眠障碍与高血压和冠心病等心血管疾病相关。然而，睡眠与心血管健康之间的机制联系仍然知之甚少，尤其是在神经回路水平。

2022年9月27日，加州大学伯克利分校丹阳团队在Neuron杂志在线发表题为“Cardiovascular baroreflex circuit moonlights in sleep control”的研究论文，该研究证明压力反射回路，以前被认为是心血管稳态的基本反馈机制，也有助于睡眠-觉醒大脑状态调节。

睡眠障碍与心血管疾病密切相关。心血管调节的一个重要神经机制是压力反射，这是一个负反馈回路，外周压力感受器感知到的动脉血压升高被传递到孤束髓核 (nucleus of the solitary tract, NST)，从而触发心脏和血管舒缩的代偿性变化活动以降低血压。

压力反射有两条基本途径：从 NST 到疑核 (ambiguous nucleus) （脑神经运动核）的谷氨酸能投射激活胆碱能节前副交感神经元，从而导致心率下降；NST 谷氨酸投射到延髓尾侧腹外侧 (caudal ventrolateral medulla, CVLM) 会激活 GABA 能神经元，进而抑制延髓腹外侧 (rostral ventrolateral medulla, RVLM) 中的交感兴奋性肾上腺素能神经元，从而导致血管舒缩张力和血压降低。

众所周知，压力反射受睡眠-觉醒大脑状态的调节。例如，一些研究表明，在非快速眼动 (non-REM, NREM) 睡眠期间，压力反射设定点显著低于清醒期间，但灵敏度（通过心率下降和血压升高之间的线性回归斜率测量）更高；这两种变化都可能导致血压下降。

大脑状态对压力反射的影响可能是由来自中脑和前脑区域（例如导水管周围灰质和下丘脑）的输入介导的，这两个区域都包含睡眠-觉醒调节神经元。然而，目前尚不清楚专门用于心血管调节的神经回路是否会反过来影响大脑状态。尽管几十年前有一些报道称外周压力感受器的机械或电刺激可以诱发类似睡眠的状态，但这种影响被认为仅限于麻醉条件，并且潜在的电路机制仍然未知。

这项研究表明，心血管压力反射回路对自由活动小鼠的睡眠调节有很大贡献。研究人员通过使用活动依赖性遗传标记，标记了由药理学诱导的血压升高激活的 NST 神经元，并通过光极记录和钙成像证实了它们的压力敏感性。

有趣的是，标记的 NST 神经元的化学遗传学或光遗传学激活除了降低血压和心率外，这些神经元的化学遗传学或光遗传学激活还能促进非快速眼动睡眠。延髓腹外侧尾端 (CVLM) 中的 GABA 能神经元（NST 用于血管舒缩压力反射的下游靶标）也促进非快速眼动睡眠，部分原因是通过抑制延髓头端腹外侧 (RVLM) 中的交感兴奋和唤醒促进肾上腺素能神经元。

研究机制（图源自Neuron ）

总之，这项研究使用活动依赖性基因标记来标记由 PE 引起的血压升高激活的 NST 神经元。除了降低血压和心率之外，这些神经元的化学遗传学或光遗传学激活还能促进 NREM 睡眠。激活它们的目标——CVLM → RVLM 血管舒缩通路和 Amb 心脏通路也促进了 NREM 睡眠。

先前的一项研究表明，被温暖的温度激活的下丘脑神经元会导致体温下降和 NREM 睡眠增加，这表明自主神经和睡眠控制的共同机制。该研究结果表明，负责基本心血管反射的下脑干神经元也是睡眠调节机制的一部分，此外，心血管压力反射回路的关键组成部分同样是睡眠-觉醒大脑状态调节的组成部分。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.08.027

转自：“iNature”微信公众号

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