บทบาทสำคัญของการนอนหลับต่อการฟื้นฟูระบบหัวใจ

การวิจัยแสดงให้เห็นว่าการนอนหลับช่วยลดอาการอักเสบของหัวใจและเร่งการฟื้นตัวหลังหัวใจวายได้อย่างไรโดยการควบคุมเส้นทางภูมิคุ้มกันและประสาท

ในการศึกษาวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature นักวิจัยได้ตรวจสอบผลกระทบของการนอนหลับต่อการอักเสบและการฟื้นตัวหลังอาการหัวใจวาย ในหนูและมนุษย์ พบว่าการนอนหลับช่วยลดการอักเสบในหัวใจได้โดยการดึงโมโนไซต์ไปที่สมองและจำกัดกิจกรรมของเส้นประสาทซิมพาเทติกไปที่หัวใจ

การเชื่อมโยงระหว่างสมองกับหัวใจ

สมองและหัวใจมีความเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดและโต้ตอบกันผ่านสัญญาณภูมิคุ้มกันและเส้นทางประสาทเพื่อรักษาสุขภาพ การนอนหลับมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสุขภาพหัวใจและหลอดเลือด เนื่องจากคุณภาพการนอนหลับที่ไม่ดีและการนอนหลับไม่เพียงพออาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดอาการหัวใจวายได้

งานวิจัยปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าสมองควบคุมสุขภาพหัวใจในระหว่างการนอนหลับผ่านทางระบบประสาทและภูมิคุ้มกันที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น สัญญาณจากไฮโปทาลามัสมีอิทธิพลต่อกิจกรรมของเซลล์ภูมิคุ้มกันและความก้าวหน้าของโรคหลอดเลือดหัวใจ

หลอดเลือดที่นำออกซิเจนจากหัวใจยังมีความจำเป็นในการสื่อสารสถานะทางสรีรวิทยาของหัวใจไปยังสมอง แม้ว่าจะมีการวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับการนอนหลับไม่สนิทในผู้ป่วยโรคหัวใจ แต่ผลกระทบของการบาดเจ็บที่หัวใจต่อการนอนหลับ รวมถึงผลกระทบที่เกิดขึ้นจากการนอนหลับไม่สนิทต่อการฟื้นตัวของหัวใจยังคงไม่ได้รับการสำรวจมากนัก

สำหรับการศึกษาในมนุษย์ นักวิจัยได้วิเคราะห์เนื้อเยื่อสมองจากผู้บริจาคที่ประสบภาวะกล้ามเนื้อหัวใจตายภายในสองสัปดาห์หลังเสียชีวิต บุคคลที่มีประวัติโรคระบบประสาทเสื่อม บาดเจ็บที่สมอง มะเร็ง หรือโรคหลอดเลือดสมองจะถูกแยกออกจากการวิเคราะห์ ตัวอย่างเนื้อเยื่อของมนุษย์ถูกย้อมเพื่อหา CCR-2 (ตัวรับคีโมไคน์ CC) และ CD68 (คลัสเตอร์ออฟดิฟเฟอเรนติเอชัน 68)

เพื่อประเมินการนอนหลับ นักวิจัยได้ตรวจดูผู้ป่วย 78 รายที่เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาวิจัยในเยอรมนีเกี่ยวกับผู้ป่วยโรคหลอดเลือดหัวใจเฉียบพลัน ผู้ป่วยที่ได้รับยานอนหลับหรือมีอาการผิดปกติของการนอนหลับจะไม่รวมอยู่ในผลการวิเคราะห์

กลุ่มผู้ป่วยได้รับการตรวจวัดหลอดเลือดหัวใจและเศษส่วนการบีบตัวของหลอดเลือดโดยใช้เอคโคคาร์ดิโอแกรม นอกจากนี้ ผู้ป่วยยังได้รับการประเมินคุณภาพการนอนหลับโดยใช้ Pittsburgh Mini-Sleep Scale ซึ่งวัดระยะเวลาในการนอนหลับ ความล่าช้า ความผิดปกติ และคุณภาพโดยรวม

นอกจากนี้ ยังมีการทดลองแบบสุ่มและควบคุมแบบไขว้เพื่อตรวจสอบว่าการขาดการนอนหลับเรื้อรังส่งผลต่อการเขียนโปรแกรมเซลล์ภูมิคุ้มกันอย่างไร ผู้เข้าร่วมการทดลองได้รับการสัมผัสกับสภาวะการนอนหลับที่เพียงพอและจำกัดเป็นเวลา 6 สัปดาห์ หลังจากนั้นจึงเก็บตัวอย่างเลือดเพื่อวิเคราะห์

ภาวะกล้ามเนื้อหัวใจตายถูกเหนี่ยวนำในหนูโดยการรัดหลอดเลือดหัวใจส่วนหน้าที่ไหลลงภายใต้การดมยาสลบ หลังจากที่หนูหายจากภาวะกล้ามเนื้อหัวใจตายแล้ว หนูจะถูกวางไว้ในห้องแยกส่วนขณะนอนหลับ นอกจากนี้ หนูยังถูกฝังเครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) และคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) เพื่อติดตามด้วย

ตัวอย่างไขกระดูก เลือด หัวใจ และสมองได้รับจากหนูเพื่อวิเคราะห์การไหลเวียนของเซลล์และการย้อมภูมิคุ้มกัน ไบโอมาร์กเกอร์ในพลาสมาและโปรตีนในเนื้อเยื่อที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของหัวใจและสมองได้รับการวัดโดยใช้อิมมูโนแอสเซย์และการวิเคราะห์อาร์เอ็นเอ รวมถึงปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสเชิงปริมาณ (qPCR) และการจัดลำดับอาร์เอ็นเอเซลล์เดียว (scRNAseq)

อาการบาดเจ็บทางหลอดเลือดและหัวใจ เช่น กล้ามเนื้อหัวใจตาย ทำให้ระยะเวลาการนอนหลับคลื่นช้าในหนูเพิ่มขึ้น ซึ่งไปรบกวนรูปแบบการนอนหลับตามธรรมชาติของหนู แสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างการควบคุมการนอนหลับและการตอบสนองของภูมิคุ้มกันหลังจากเหตุการณ์เกี่ยวกับหัวใจ

หนูที่ได้รับบาดเจ็บทางหลอดเลือดและหัวใจจะมีช่วงการนอนหลับคลื่นช้าที่ยาวนานขึ้นและการนอนหลับแบบเคลื่อนไหวตาอย่างรวดเร็ว (REM) ลดลง ในกรณีของกล้ามเนื้อหัวใจตาย ระยะเวลาการนอนหลับที่เพิ่มขึ้นจะคงอยู่นานกว่าหนึ่งสัปดาห์ ร่วมกับระดับกิจกรรมที่ลดลงและอุณหภูมิร่างกายที่ต่ำลง

สัญญาณภูมิคุ้มกันในเลือดกระตุ้นไมโครเกลียในสมองหลังจากกล้ามเนื้อหัวใจตาย ระดับอินเตอร์ลิวคิน-1β (IL-1β) ที่สูงขึ้นจะกระตุ้นการทำงานของไมโครเกลียและทำให้เกิดการตอบสนองของคีโมไคน์ที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้เซลล์ภูมิคุ้มกันเข้าสู่สมองมากขึ้น

การวิเคราะห์การไหลเวียนของไซโตเมทรียังแสดงให้เห็นการไหลเข้าของโมโนไซต์เข้าสู่บริเวณสมองต่างๆ เช่น เพล็กซัสโคโรอิด โพรงสมองที่สาม และธาลามัส ภายใน 24 ชั่วโมงหลังจากเกิดกล้ามเนื้อหัวใจตาย โมโนไซต์เหล่านี้สามารถปล่อยสัญญาณที่เพิ่มการนอนหลับคลื่นช้า ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยสนับสนุนกระบวนการรักษา

การยับยั้งการเข้าสู่สมองของโมโนไซต์โดยใช้สารยับยั้ง CCR2 ช่วยป้องกันการเปลี่ยนแปลงการนอนหลับในหนู ดังนั้น CCR2 จึงมีบทบาทสำคัญในการตอบสนองภูมิคุ้มกันที่ส่งผลต่อการควบคุมการนอนหลับของสมองและร่างกายหลังจากเหตุการณ์เกี่ยวกับหัวใจ

โมโนไซต์ที่เกี่ยวข้องกับกล้ามเนื้อหัวใจตายแสดงลายเซ็นของปัจจัยเนโครซิสเนื้องอก (TNF) ที่ไม่มีอยู่ในโมโนไซต์ปกติในเลือด ยิ่งไปกว่านั้น การบล็อกกิจกรรมของ TNF ในสมองทำให้รูปแบบการนอนหลับกลับเป็นปกติ

ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าหลังจากกล้ามเนื้อหัวใจตาย สัญญาณภูมิคุ้มกันผ่าน TNF ที่ผลิตโดยโมโนไซต์จะกระตุ้นเซลล์ประสาทเฉพาะในธาลามัส ซึ่งทำให้ระยะเวลาการนอนหลับคลื่นช้านานขึ้น การสังเกตเหล่านี้ให้หลักฐานใหม่ว่าการตอบสนองภูมิคุ้มกันภายหลังเหตุการณ์เกี่ยวกับหัวใจอาจส่งผลต่อรูปแบบการนอนหลับที่ขัดขวางการรักษาและการฟื้นตัวได้อย่างไร