心臓の回復における睡眠の重要な役割

研究により、睡眠は免疫経路と神経経路を調整することで心臓の炎症を軽減し、心臓発作後の回復を早めることがわかっています。

ネイチャー誌に掲載された最近の研究で、研究者らは睡眠が心臓発作後の炎症と回復に及ぼす影響を調査しました。マウスとヒトにおいて、睡眠は脳への単球の動員と心臓への交感神経活動の抑制によって心臓の炎症を軽減することが示されました。

脳と心のつながり

脳と心臓は密接につながっており、免疫シグナルと神経経路を介して相互作用することで健康を維持しています。睡眠は心血管の健康にとって特に重要です。睡眠の質の低下や睡眠不足は心臓発作のリスクを高める可能性があります。

現在の研究では、脳が睡眠中に複雑な神経経路と免疫経路を介して心臓の健康を制御していることが示唆されています。例えば、視床下部からの信号は免疫細胞の活動や心血管疾患の進行に影響を与えます。

心臓から酸素を運ぶ血管は、心臓の生理状態を脳に伝える上でも不可欠です。心臓病患者の睡眠障害に関する研究は数多く行われているものの、心臓損傷が睡眠に及ぼす影響、そして睡眠の変化が心臓の回復に及ぼす相互影響については、ほとんど解明されていません。

ヒト研究のために、研究者らは、死後2週間以内に心筋梗塞を発症したドナーの脳組織を解析した。神経変性疾患、脳損傷、癌、または脳卒中の既往歴のある者は解析から除外した。ヒト組織サンプルは、CCR-2（CCケモカイン受容体）およびCD68（分化クラスター68）の染色が行われた。

睡眠を評価するため、研究者らは急性冠症候群患者を対象としたドイツの研究に参加していた78人の患者を調査した。睡眠薬を処方されていた患者や睡眠障害のある患者は分析から除外された。

被験者は冠動脈造影検査と心エコー検査による駆出率測定を受けた。また、睡眠時間、睡眠潜時、睡眠の乱れ、全体的な質を測定するピッツバーグ・ミニ睡眠スケールを用いて患者の睡眠の質を評価した。

慢性的な睡眠不足が免疫細胞のプログラミングにどのような影響を与えるかを調べるため、ランダム化比較クロスオーバー試験も実施されました。参加者は6週間にわたり、十分な睡眠と制限された睡眠の条件に置かれ、その後、血液サンプルが採取され、分析が行われました。

麻酔下で前下行枝冠動脈を結紮することにより、マウスの心筋梗塞を誘発した。心筋梗塞から回復したマウスは、睡眠断片化チャンバー内に置かれた。また、モニタリングのために脳波（EEG）と筋電図（EMG）も埋め込まれた。

マウスから骨髄、血液、心臓、脳のサンプルを採取し、フローサイトメトリーおよび免疫染色分析を行いました。心臓および脳機能に関連する血漿バイオマーカーおよび組織タンパク質は、免疫測定法およびRNA分析（定量的ポリメラーゼ連鎖反応（qPCR）および単一細胞RNAシーケンシング（scRNAseq）を含む）を用いて測定しました。

心筋梗塞などの心血管障害により、マウスの徐波睡眠の持続時間が長くなり、自然な睡眠パターンが乱れることから、心臓発作後の睡眠調節と免疫反応の間に関連があることが示唆されます。

心血管損傷を受けたマウスでは、徐波睡眠の期間が長くなり、レム睡眠が減少しました。心筋梗塞を発症したマウスでは、睡眠時間の増加は1週間以上続き、活動レベルの低下と体温の低下も見られました。

心筋梗塞後、血中の免疫シグナルが脳内のミクログリアを活性化します。インターロイキン-1β（IL-1β）レベルの上昇はミクログリアの活動を活性化し、ケモカイン反応の増強を引き起こし、脳への免疫細胞の動員を増加させます。

フローサイトメトリー解析では、心筋梗塞後24時間以内に、脈絡叢、第三脳室、視床など様々な脳領域への単球の流入が示されました。これらの単球は徐波睡眠を増加させるシグナルを放出することができ、これが治癒プロセスを促進することが示されています。

CCR2拮抗薬を用いて単球の脳への侵入を阻害することで、マウスの睡眠の変化が抑制されました。このように、CCR2は心臓発作後の脳と体の睡眠調節に影響を与える免疫反応において重要な役割を果たしています。

心筋梗塞関連単球は、血液中の正常単球には見られない腫瘍壊死因子（TNF）の発現を示しました。さらに、脳内のTNF活性を阻害することで、正常な睡眠パターンが回復しました。

本研究の結果は、心筋梗塞後、単球が産生するTNFを介した免疫シグナルが視床の特定のニューロンを活性化し、徐波睡眠の持続時間を延長させることを示しています。これらの観察結果は、心臓発作後の免疫反応が、治癒と回復を阻害する睡眠パターンにどのように影響するかを示す新たな証拠となります。