作息紊亂:日常節律被打亂會阻礙小鼠的生育能力

睡眠模式被改變的小鼠在受孕和足月妊娠方面遇到更多困難。該研究結果可能對嘗試懷孕的女性具有重要意義

“我的生物鐘在滴答作響。” 這句話通常出現在關於中年女性的電影中,她們希望在絕經使其不可能之前開始組建家庭。但一項於5月23日發表在 PLoS ONE 上的新研究表明,對於嘗試懷孕的女性來說,另一個時鐘也可能很重要:即調節我們清醒和睡眠週期的時鐘。 

大量證據將每日的清醒-睡眠週期與女性的生殖週期聯絡起來。當科學家移除雌性小鼠的視交叉上核時——大腦中調節日常晝夜節律的起搏器——她的動情週期會停止,並且她會變得不育。在人類女性中,上夜班和頻繁跨時區旅行與月經不調、生育能力下降以及更多不良妊娠結果(如低出生體重、早產和流產)有關。

但是,“這些流行病學研究的問題之一,” 西北大學的醫學和博士生凱斯·薩瑪說,“是輪班工作還與其他因素有關,這些因素也可能在起作用。” 例如,上夜班的女性往往睡眠較少。“我們的研究提供了更有力的證據,表明生殖問題是由於晝夜節律紊亂本身造成的,”薩瑪說。


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薩瑪和他的同事將 48 只已授精的雌性小鼠分成三組。然後,他們透過改變籠子裡的照明條件來調整齧齒動物的睡眠模式。對照組小鼠經歷了正常的明暗迴圈:12 小時的“白天”和 12 小時的“夜間”,時間表固定不變。

研究人員改變了另外兩組不太幸運的小鼠的明暗迴圈。在一個籠子裡,早晨的燈光逐漸延遲亮起;小鼠的實驗開始時“白天”為早上 6 點到晚上 6 點,但五天後,研究人員將燈光向前移動了六個小時,因此白天將從中午持續到午夜。這五天的時間讓小鼠在每次時間表再次移動之前適應新的時間表。

在第三個籠子裡,小鼠接受了相反的處理:燈光逐漸提前亮起。對於這些小鼠來說,如果“白天”在第一個五天期間從早上 6 點開始,那麼在下一個期間它將從午夜開始,依此類推。

五天的輪班持續了 25 天。到最後,90% 保持一致明暗迴圈的小鼠足月妊娠。相比之下,暴露於向前移動的白光的小鼠成功妊娠的比例為 50%,而暴露於向後移動的白光的小鼠的成功率為僅為 22%。

“它對生育能力的影響程度令人驚訝,” 澳大利亞阿德萊德大學研究晝夜節律的塔瑪拉·瓦科說,她沒有參與這項研究。“他們僅透過進行相對較小的干預就顯示出非常深遠的影響。” 她和薩瑪都認為,下一步是確定生育能力喪失的確切時間和原因。生育能力

“我們沒有看到晚期流產的證據,這表明影響發生在早期,”薩瑪指出。他認為,晝夜節律紊亂可能阻止了胚胎在子宮壁上的著床。

去年,瓦科的實驗室擾亂了懷孕大鼠的晝夜節律,但沒有觀察到對生育能力的影響。重要的是,瓦科的小組在確認大鼠懷孕後開始調整明暗迴圈,而薩瑪的小組在授精後立即開始。瓦科同意薩瑪觀察到的生育能力喪失可能是由於胚胎著床問題造成的。

“時鐘出現在我們身體的所有組織中,”瓦科解釋說。“有節律的時鐘基因在懷孕和未懷孕的子宮中表達,但我們並不真正知道它們的作用。胎兒還會接觸到許多其他因素,包括來自母親的激素節律。”

那麼,懷孕的母親應該辭去夜班工作,還是停止跨國飛行?彆著急:將動物模型的結果轉化為人類的醫療建議並非易事,馬奇·迪姆斯(該研究的資助者之一)的醫生邁克爾·卡茨說。人類和小鼠的生殖週期相似——兩個物種都有由晝夜節律時鐘引導的動情週期——但存在細微差異。例如,小鼠的動情週期僅持續四天,而且小鼠不會月經來潮。

儘管如此,研究結果表明,“如果一個女性在不尋常的時間工作,並且正在嘗試懷孕但未能成功,也許這是她應該關注的事情,”卡茨說。他說,女性仍然可以上夜班並擁有健康的妊娠——最重要的是保持一致性。

薩瑪同意。“我們可以建議,”他說,“對於那些試圖懷孕的女性來說,保持良好的睡眠週期可能是有益的。她們應該每天在同一時間睡覺,並獲得充足的睡眠。” 並且由於晝夜節律紊亂與許多健康問題有關——包括 肥胖和糖尿病雙相行為抑鬱症——這對於每個人來說可能都是很好的醫療建議。
 

 

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