PNAS Nexus：长期摄入咖啡因或会改变机体的睡眠模式并增加大脑的血流量

在整个睡-醒周期（sleep-wake cycle）中，咖啡因会对机体的神经血管活性和行为产生重大影响。近日，一篇发表在国际杂志PNAS Nexus上题为“Effects of chronic caffeine on patterns of brain blood flow and behavior throughout the sleep-wake cycle in freely behaving mice”的研究报告中，来自加州大学洛杉矶分校David Geffen医学院等机构的科学家们通过研究发现，长期摄入咖啡因或许会对小鼠机体的睡眠模式和大脑血流量产生惊人的影响效应，同时在睡眠过程中还会增加其大脑的血流量。

这项研究中，研究人员使用了一种微创的芯片和视频记录系统进行研究，该系统能促使小鼠保持自由活动，同时还能长时间记录其生理和行为参数，其记录时间从几周到数月不等，这或许就能促使研究人员分析长期摄入咖啡因对睡眠时间（包括快速眼动睡眠，REM睡眠）以及觉醒和睡眠状态下大脑血流量的影响效应。

研究者发现，小鼠在清醒阶段的后半段会持续“午睡”（siesta），每天摄入咖啡因或许就会消除这种午睡并能巩固清醒阶段的觉醒状态，同时还会促使睡眠（尤其是REM睡眠）的开始时间相对于明暗循环改变长达2小时，有趣的是，清醒时摄入咖啡因的小鼠会睡得更踏实，其机体非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠的总量并不会因为其睡得更晚而发生变化。

研究人员发现，大脑血流量一般与活动相关，其会导致清醒状态下大脑血流量较高，而睡眠状态下血流量则较低，这种模式的例外就是快速眼动睡眠，在这一时期，大脑的血流量就会在没有任何运动的情况下大幅增加；而长期摄入咖啡因也会对机体在清醒和睡眠状态下的大脑血流量产生显著影响，从而导致清醒状态下大脑血流量的减少，而在睡眠状态下大脑血流量显著增加。

长期摄入咖啡因或会改变机体的睡眠模式并增加大脑的血流量。

图片来源：PNAS Nexus (2023). DOI:10.1093/pnasnexus/pgad303

这些研究结果具有非常重要的意义；这些小鼠（或许还有一些人类）或许能被遗传编码从而在觉醒状态下发生“午睡”。小鼠会通过睡得更踏实和睡懒觉来补偿睡眠开始时的延迟，由于大多数小鼠实际上无法通过睡懒觉来补偿睡眠开始的延迟，这或许就能解释咖啡因会降低睡眠质量的观点。

快速眼动睡眠与大脑血流量的急剧增加有关，而咖啡因则会增加大脑的血流量，在摄入咖啡因期间大脑的血流量会在非快速眼动睡眠期间发生增加。研究者表示，这些效应或许表明，咖啡因所产生的神经保护效应（尤其是抵御诸如帕金森疾病等人类神经变性疾病）或许与睡眠期间的到血流量增加有关，也会帮助清除大脑的代谢废物。

综上，本文研究结果或为阐明咖啡因对机体睡-醒周期的生物学特性的影响提供了新的视角，长期摄入咖啡因会增加睡眠期间大脑的血流量，这或许与咖啡因通过大脑废弃物清除的血管机制来产生潜在的神经保护性效应有关。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Kimiya Aframian, Dmitri Yousef Yengej, Sinifunanya Nwaobi, et al. Effects of chronic caffeine on patterns of brain blood flow and behavior throughout the sleep-wake cycle in freely behaving mice, PNAS Nexus (2023). DOI:10.1093/pnasnexus/pgad303