睡眠障碍对认知功能的影响.pdf
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1、第 卷第期 年月福建医科大学学报J o u r n a l o fF u j i a nM e d i c a lU n i v e r s i t yV o l N o J u n 睡眠障碍对认知功能的影响唐婷(综述),潘晓东(审校)关键词:睡眠障碍;认知;神经退行性疾病文献标志码:A文章编号:()收稿日期:资助项目:福建医科大学附属第二医院院内苗圃基金(MP )作者单位:福建医科大学 附属第二医院 神经内科,泉州 ;福建医科大学 附属协和医院 神经内科,福州 作者简介:唐婷,女,副主任医师,医学硕士通信作者:潘晓东 E m a i l:p x d c o m随着经济的快速发展和社会竞争压力
2、上升,睡眠障碍发生率逐年提高,其对生活质量的影响逐渐成为 研 究 的 热 点.国 际 睡 眠 障 碍 分 类 第版(i n t e r n a t i o n a l c l a s s i f i c a t i o no f s l e e pd i s o r d e r s e d i t i o n,I C S D )将睡眠障碍主要分为大类,包括失眠症、睡眠相关呼吸障碍、中枢性嗜睡症、昼夜节律睡眠觉醒障碍、睡眠异态和睡眠相关运动障碍(s l e e pr e l a t e dm o v e m e n td i s o r d e r,S RMD).认知功能障碍是累及认知域的一项或
3、多项受损,如记忆、注意或执行功能、语言、视空间、运用及社会认知.睡眠障碍无论发生在任何年龄段,抑或在神经退行性疾病患者中,均可导致认知功能障碍或功能恶化 .研究表明,睡眠障碍作为阿尔茨海默病(A l z h e i m e r sd i s e a s e,A D)等神经退行性疾病的危险因素,可能与睡眠障碍导致的脑类淋巴系统淀粉样蛋白(a m y l o i db e t a,A)清除减少、免疫激活的炎症反应、氧化应激或缺氧等有关.睡眠调控主要受到睡眠发生系统(促睡眠神经元)和觉醒发生系统(促觉醒神经元)的相互抑制性影响.睡眠阶段大致分为:非快速眼动期(n o n r a p i de y e
4、 m o v e m e n t,N R EM)睡 眠、快 速 眼 动 期(r a p i de y em o v e m e n t,R EM)睡眠和觉醒期,受昼夜节律系统的调节.学习和记忆是许多认知功能的必要基础,由神经细胞之间突触联结的强度和结构的可塑性介导,同时还受到神经递质(如多巴胺、乙酰胆碱等)的调控.尽管对睡眠的研究已有近百年的历史,但睡眠对认知功能影响的确切机制尚未明朗.研究发现,R EM睡眠能够加强并维持新生树突棘的形成,这些新生树突棘对学习和记忆存储的神经回路发育和表征重塑至关重要.本研究拟探讨不同类型睡眠障碍对成年患者认知功能的影响,进而探索睡眠障碍与认知功能的潜在关系.
5、失眠症对认知功能的影响研究 发现,失眠是A D发病的危险因素.失眠可分为原发性失眠和继发性失眠.原发性失眠是几乎以失眠为唯一症状的疾病,表现为入睡困难、睡眠维持困难并伴有疲劳等日间功能障碍.原发性失眠的机制可能与大脑过度觉醒状态有关,这种过度觉醒状态可能是“睡眠发生系统”和“觉醒发生系统”之间的不平衡所导致 ,进而损害持续性注意力功能.此外,研究 还发现,注意力和觉醒的维持过程中存在相同的神经介质,如去甲肾上腺素、多巴胺和血清素等参与调控,提示二者可能存在共同的机制,推测这些神经递质的改变可能介导了失眠对认知功能的影响.还有研究 表明,睡眠剥夺减缓胶质细胞清除轴突碎片的速度,进而影响突触结构的
6、可塑性,这可能也是导致认知障碍的机制之一.除了 注 意 力、工 作 记 忆 和 海 马 相 关 学 习 能力,情景记忆也是失眠患者明显受损的认知域,且伴有主观认知下降的失眠患者,注意力和情景记忆认知域受损更明显.在失眠或睡眠被剥夺人群中也存在任务切换缺陷 和记忆错误.继发性失眠是由其他疾病,如精神性疾病、神经系统疾病、内科疾病以及外部因素导致的失眠,其对认知功能的影响可能是由原发疾病引起,也可能是与失眠本身有关.睡眠相关呼吸障碍对认知功能的影响睡眠相关呼吸障碍是以睡眠期间呼吸异常为特征的一组疾病,常出现间歇性缺氧及睡眠片段化,阻塞性睡眠呼吸暂停(o b s t r u c t i v es l
7、 e e pa p n e a,O S A)是其中最常见的疾病.O S A是A D、血管性痴呆的危险因素 .O S A与A D共病率高,二者可能存在共同的发病机制,且经持续正压通气(c o n t i n u o u sp o s i t i v ea i r w a yp r e s s u r e,C P A P)治 疗 的O S A患 者,其A D的 发 生 率 明 显 下 降.CHO等 和K I M等 发现,O S A还是静息性脑梗死、脑白质病变的危险因素,这也在一定程度上能解释福建医科大学学报 年O S A患者血管性痴呆发生率较高.O S A患者存在多个认知域受损,尤其是在注意力、警
8、觉性及信息处理速度方面,而且经C P A P治疗后,受损的认知功能减退的速度也有所减慢.睡眠相关呼吸障碍对认知的损害,可能与缺氧或高碳酸血症本身有关 ,也可能与缺氧导致的睡眠结构紊乱有关,或仅与睡眠结构紊乱有关.昼夜睡眠节律障碍对认知功能的影响昼夜睡眠节律障碍常发生在轮班工作、跨时区的长距离飞行、夜间光线干扰等情况中,可导致不规则、延迟或提前的睡眠觉醒模式,进而出现睡眠节律紊乱.睡眠节律紊乱对认知功能的影响也是当前睡眠研究的热点.昼夜节律调节中心位于下丘脑视交叉上核,参加睡眠觉醒调节的重要递质神经元有背内侧下丘脑核和下丘脑外侧区的食欲素神经元、基底前脑的胆碱能(c h o l i n e r
9、g i c)神经元、谷氨酸(g l u t a m i ca c i d,G l u)能 神 经 元 和氨 基 丁 酸(a m i n o b u t y r i ca c i d,GA B A)能神经元,睡眠节律紊乱可导致多种认知功能受损,如警觉性、注意力、记忆力以及高级执行功能,可能与这些神经递质紊乱有关.研究 表明,夜班工作人员的持续注意力、信息处理和视觉运动表现均明显有损.此外,研究 还发现,睡眠节律紊乱是A D发病的危险因素.然而,睡眠节律紊乱对认知功能影响的具体机制尚不清楚,有可能与内源性大麻素信号传导通路有关,还有可能与肠道屏障功能受损及褪黑素失调有关 .S RMD与认知功能睡眠
10、相关的节律性运动障碍是一种与睡眠相关的以身体多部位反复刻板样动作为表现的综合征,临床较常见的症状是不宁腿综合征(r e s t l e s sl e g ss y n d r o m e,R L S)和周期性肢体运动,可导致睡眠碎片化、入睡困难和日间嗜睡.有研究 发 现,S RMD患者痴呆发生风险增高,其中血管性痴呆风险稍高于A D,可能与脑内多巴胺系统受累有关.暂未发现R L S患者存在广泛性的认知功能受损,R L S患者的认知功能障碍主要表现为注意力和词语流畅性及部分执行功能下降 .然而,S RMD对认知功能影响的相关临床研究和机制研究较少,还有待进一步深入探讨.异态睡眠与认知功能异态睡眠
11、是发生在睡眠期间的异常行为,主要分为N R EM相关的异态睡眠,如睡行症、睡惊症和睡眠相关性进食障碍,以及R EM相关的异态睡眠,如快速 眼 动 睡 眠 行 为 障 碍(R EM s l e e pb e h a v i o rd i s o r d e r,R B D)、孤立性睡瘫等.目前认为,R B D是神经退行性疾病(尤其是帕金森病、路易体痴呆等突触核蛋白病)的危险因素,特别是在R B D与失眠同时发生时.如前所述,R EM睡眠能够加强并维持突触形成,对学习和记忆巩固有重要作用,因此,R B D患 者 存 在 认 知 障 碍 的 风 险 性 较 高.然而,新近的研究 发现,R B D症状
12、并不能很好地预测神经退行性疾病的严重程度.虽然R B D患者存在明显的睡眠结构紊乱,如睡眠脑电节律紊乱、睡眠觉醒 转 换 障 碍、出 现 异 常 的 睡 眠 纺 锤 波,但R B D对认知功能影响尚存在争议.有研究 发现,R B D患者的语言记忆等认知功能并无明显障碍,可能与较高的认知储备有关.但也有研究 表明,R B D患者的认知功能受损,可能与广泛大脑区域的功能和代谢变化有关.R B D是否造成认知功能障碍可能与R B D的起病年龄有关,起病年龄越大,认知障碍的症状越明显.年龄较大的R B D患者有更高的风险进展为路易体痴呆.换言之,年龄可能是R B D患者认知障碍的重要影响因素,可能与基
13、因组不稳定、线粒体功能障碍等导致衰老的复杂生物过程有关.中枢性嗜睡症与认知功能中枢性嗜睡症主要表现为日间过度嗜睡,并且排除了其他原因导致的睡眠障碍,主要包括发作性睡病、K l e i n e L e v i n综合征和特发性嗜睡等.中枢性嗜睡症患者大多存在持续性注意障碍和警觉下降.目前发现K l e i n e L e v i n综合征、发作性睡病存在记忆功能受损 .发作性睡病患者的认知功能障碍可能与食欲素能神经系统有关.由于中枢性嗜睡症属于罕见病,缺乏大规模的临床或基础研究数据,其对认知功能的影响有待进一步研究.结论与展望睡眠障碍是一大类异质性高的临床疾病,睡眠障碍患者存在认知功能受损的比例
14、较高,可累及多个认知域,尤其是持续警觉.睡眠调控与参与认知过程的神经递质也有一定关联.研究 发现,睡眠中认知神经环路的形成过程中,神经递质的平衡发生显著变化,乙酰胆碱水平明显增加并开启了R EM期,而R EM期对学习记忆的巩固至关重要.然而,不同类型的睡眠障碍的共同特点是正常的睡眠结构第期唐婷,等:睡眠障碍对认知功能的影响破坏,而睡眠不足和昼夜节律紊乱则会加剧神经元凋亡 及A在脑内的聚集,进而导致认知功能障碍;睡眠障碍导致的认知功能下降也可能与睡眠纺锤波的减少有关,其病理机制可能与小胶质或星形胶质细胞激活导致T a u蛋白磷酸化、突触退变等相关 .随着睡眠障碍发生率的上升,睡眠障碍作为神经退行
15、性疾病的危险因素,也越来越受到重视.出现认知障碍的神经退行性疾病,如A D,其脑内的异常蛋白聚集,也可导致睡眠结构紊乱,可能在认知障碍的进行性加重中发挥重要的影响,而睡眠障碍与A D之间的这种双向关系(图),可能与睡眠障碍引起的全身炎症有关.因此,睡眠障碍的早期干预对神经退行性疾病的防治有重要意义.今后有待大规模的临床研究以进一步验证睡眠障碍对认知功能的影响及其相关机制.图睡眠障碍与认知障碍相互关系F i g T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns l e e pd i s o r d e r sa n dc o g n i t i v e i m
16、 p a i r m e n t参考文献:B A B I C K IM,P I OT ROWS K IP,MA S TA L E R Z M I GA SAI n s o m n i a,d a y t i m e s l e e p i n e s s,a n dq u a l i t yo f l i f e a m o n g c o l l e g es t u d e n t si n c o u n t r i e sa r o u n dt h ew o r l d:A s t u d yJ JC l i nM e d,():O C HA BJK,S ZWE DJ,O L ESK
17、,e ta l O b s e r v i n gc h a n g e s i nh u m a n f u n c t i o n i n gd u r i n g i n d u c e d s l e e pd e f i c i e n c ya n d r e c o v e r yp e r i o d sJ P L o SO n e,():e K I M DK,L E EIH,L E EBC,e t a l E f f e c t o f s l e e pd i s t u r b a n c eo nc o g n i t i v ef u n c t i o ni n e
18、 l d e r l yi n d i v i d u a l s:A p r o s p e c t i v ec o h o r t s t u d yJ JP e r sM e d,():L U C E YBP,H I C K STJ,MC L E L AN DJS,e ta l E f f e c to fs l e e po no v e r n i g h tc e r e b r o s p i n a lf l u i da m y l o i dk i n e t i c sJA n nN e u r o l,():X I ELL,KAN GH Y,XUQ W,e t a l
19、 S l e e pd r i v e sm e t a b o l i t ec l e a r a n c e f r o mt h ea d u l tb r a i nJ S c i e n c e,():Z AGAR I A A,L OMB AR D OC,B A L L E S I OAL o n g i t u d i n a la s s o c i a t i o nb e t w e e ns l e e pd i s t u r b a n c ea n di n f l a mm a t i o n,a n dt h e r o l eo fp o s i t i v
20、e a f f e c tJ JS l e e pR e s,():e KA B E S H I TY,A D A C H IH,MA T S U S H I T A M,e ta l S l e e pd i s t u r b a n c e sa r ek e ys y m p t o m so fv e r ye a r l ys t a g eA l z h e i m e rd i s e a s ew i t hb e h a v i o r a l a n dp s y c h o l o g i c a l s y m p t o m s:AJ a p a nm u l t
21、i c e n t e r c r o s s s e c t i o n a l s t u d y(J B I R D)J I n tJG e r i a t rP s y c h i a t r y,():B O R BL YAA,D AANS,W I R Z J U S T I C EA,e t a l T h e t w o p r o c e s sm o d e l o fs l e e pr e g u l a t i o n:Ar e a p p r a i s a lJ JS l e e pR e s,():L IW,MAL,YAN G G,e ta l R EMs l e
22、 e ps e l e c t i v e l yp r u n e sa n dm a i n t a i n sn e ws y n a p s e s i nd e v e l o p m e n ta n dl e a r n i n gJN a tN e u r o s c i,():B E N E D I C TC,B Y B E R GL,C E D E R N A E SJ,e ta l S e l f r e p o r t e ds l e e pd i s t u r b a n c ei sa s s o c i a t e dw i t hA l z h e i m
23、e r sd i s e a s er i s ki nm e nJA l z h e i m e r sD e m e n t,():ROEHR ST A,ROTH THy p e r a r o u s a l i ni n s o m n i aa n dh y p n o t i cd o s ee s c a l a t i o nJ S l e e pM e d,:MA R QU E SDR,G OME SA A,C L EME N T EV,e ta l H y p e r a r o u s a l a n df a i l u r et oi n h i b i tw a k
24、 e f u l n e s si np r i m a r yi n s o m n i a:B i r d s o f a f e a t h e r?J S l e e pB i o lR h y t h m,():M I T T N E R M,B O E K E L W,TU C K E RA M,e t a l Wh e nt h eb r a i nt a k e sab r e a k:Am o d e l b a s e da n a l y s i so fm i n dw a n d e r i n gJ JN e u r o s c i,():S MU C NYJ,O
25、L I N C Y A,E I C HMAN LS,e ta l N e u r o n a le f f e c t so f n i c o t i n e d u r i n ga u d i t o r y s e l e c t i v e a t t e n t i o nJ P s y c h o p h a r m a c o l o g y(B e r l),():T I AN MK,S C HM I D TEF,L AMB EEK S e r o t o n e r g i c s u p p r e s s i o no fm o u s ep r e f r o n t
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