模拟微重力对睡眠和生理节律的影响

英国萨里大学的一项新研究发现，模拟微重力显著影响人类的节律和睡眠。这种干扰可能会对太空飞行员的生理和表现产生负面影响。

先前的研究表明，暴露于微重力环境中的宇航员，即通过60天恒定卧床休息，头部向下倾斜六度角来模拟微重力，在生理上会出现改变，包括免疫抑制、炎症增加以及肌肉质量和骨密度减少。然而，一个较少被研究的生理方面是微重力对睡眠和生物节律的影响。

该研究的首席作者玛丽亚-安赫莱斯•邦马蒂-卡里翁博士表示："这是第一次从综合的角度评估长达60天头部向下倾斜卧床休息协议中睡眠和各种生物节律。我们相信这些发现将有助于设计新的协议，旨在改善太空中的睡眠和节律稳定性。此外，我们的结果也可以应用于其他过程，如衰老或者持久姿势对睡眠和节律的影响。"

在由欧洲航天局在图卢兹的MEDES太空诊所协调的一项研究中，20名男性完成了为期90天的协议，其中包括两周基线期，之后进行60天头部向下倾斜六度卧床休息，模拟宇航员在太空中经历的微重力影响。协议最后进行了两周的恢复期。

为了评估模拟微重力的影响，研究团队分析了整个90天协议中的手腕皮肤温度、运动活动、光照暴露和白天嗜睡程度。睡眠通过脑电图（EEG）在基线期两天、卧床期三天和恢复期一次的24小时时间序列中进行评估。在这些期间，唾液采样允许测量调节睡眠-清醒周期和皮质醇分泌的主要压力激素的时相和振幅。

研究人员观察到卧床期间温度、活动和嗜睡节律振幅降低。睡眠时长在卧床初期减少，平均来看，参与者整个研究期间晚上的睡眠时间不足6.5小时。研究人员指出，类似程度的部分睡眠剥夺已被发现会导致免疫系统功能和炎症状态的改变，无论是在卧床休息还是太空飞行中。白天睡眠（午睡）的情况则相反，检测到午睡时间增加，特别是在研究开始时。

结果还证实了外周皮肤温度和褪黑激素分泌之间的时间关联，即使在卧床条件下。然而，在卧床期间，外周温度与不同睡眠阶段（随睡眠变得更深时，手腕皮肤温度增加）的关联丢失，这可能表明与睡眠相关的热调节过程出现了紊乱。

英国萨里大学的分子生物学教授西蒙•阿切尔表示：“生物节律被打乱，睡眠受限于太空飞行，这影响了生理和表现。正常姿势周期是生物节律的重要强化信号，在这一协议中被消除，在太空飞行中缺少这一信号可能会导致许多研究中研究的变量的节律振幅减少。这些结果对未来的太空飞行有重要意义，也适用于长期卧床的个体。”

萨里大学睡眠研究中心主任德克-扬•迪克教授表示：“在大型队列中进行的研究，比如英国生物库，先前已经提供了证据，证明24小时节律振幅对未来健康的预测价值。当前数据强调了这一重要的人类生理和行为方面可能会受到长期卧床和太空飞行等条件的影响。”

该研究发表在《npj微重力》杂志上，并获得了生物技术和生物科学研究委员会的资助。该研究的其他与基因表达紊乱相关的结果最近在《iScience》杂志上发表。