Unen keskeinen rooli sydämen toipumisessa

Tutkimukset osoittavat, kuinka uni vähentää sydämen tulehdusta ja nopeuttaa toipumista sydänkohtauksen jälkeen säätelemällä immuuni- ja hermostollisia reittejä.

Nature-lehdessä julkaistussa tuoreessa tutkimuksessa tutkijat tarkastelivat unen vaikutuksia tulehdukseen ja sydänkohtauksen jälkeiseen toipumiseen. Hiirillä ja ihmisillä unen havaittiin vähentävän sydämen tulehdusta rekrytoimalla monosyyttejä aivoihin ja rajoittamalla sympaattista hermostoaktiivisuutta sydämessä.

Yhteys aivojen ja sydämen välillä

Aivot ja sydän ovat läheisesti yhteydessä toisiinsa ja vuorovaikuttavat immuunisignaalien ja hermoyhteyksien kautta ylläpitääkseen terveyttä. Uni on erityisen tärkeää sydän- ja verisuoniterveydelle, sillä huono unenlaatu ja unenpuute voivat lisätä sydänkohtausten riskiä.

Nykytutkimukset viittaavat siihen, että aivot säätelevät sydämen terveyttä unen aikana monimutkaisten hermostollisten ja immuunireittien kautta. Esimerkiksi hypotalamuksen signaalit vaikuttavat immuunisolujen aktiivisuuteen ja sydän- ja verisuonitautien etenemiseen.

Sydämestä happea kuljettavat verisuonet ovat myös välttämättömiä sydämen fysiologisen tilan välittämiseksi aivoihin. Huolimatta merkittävästä määrästä sydänsairauksia sairastavien potilaiden unihäiriöitä koskevaa tutkimusta, sydänvaurion vaikutukset uneen sekä muutosten aiheuttaman unen vastavuoroiset vaikutukset sydämen toipumiseen ovat edelleen suurelta osin selvittämättä.

Ihmisillä tehdyssä tutkimuksessa tutkijat analysoivat aivokudosta luovuttajilta, jotka olivat saaneet sydäninfarktin kahden viikon sisällä kuolemasta. Analyysistä suljettiin pois henkilöt, joilla oli ollut neurodegeneratiivisia sairauksia, aivovamma, syöpä tai aivohalvaus. Ihmiskudosnäytteet värjättiin CCR-2:n (CC-kemokiinireseptori) ja CD68:n (erilaistumisklusteri 68) varalta.

Unen arvioimiseksi tutkijat tarkastelivat 78 potilasta, jotka olivat osa saksalaista akuuttia sepelvaltimo-oireyhtymää sairastavien tutkimusta. Potilaat, joille oli määrätty unilääkkeitä tai joilla oli unihäiriöitä, suljettiin pois analyysistä.

Ryhmälle tehtiin sepelvaltimoiden varjoainekuvaus ja ejektiofraktion mittaukset sydämen kaikukuvauksella. Potilaiden unenlaatua arvioitiin myös Pittsburgh Mini-Sleep Scale -asteikolla, joka mittaa unen kestoa, latenssiaikaa, unihäiriöitä ja yleistä unenlaatua.

Satunnaistettu, kontrolloitu vaihtovuoroinen tutkimus tehtiin myös kroonisen unenpuutteen vaikutuksen immuunisolujen ohjelmointiin selvittämiseksi. Osallistujia altistettiin riittäville ja rajoitetuille uniolosuhteille kuuden viikon ajan, minkä jälkeen heiltä kerättiin verinäytteitä analyysia varten.

Hiirille aiheutettiin sydäninfarkti sitomalla etummainen laskeva sepelvaltimo nukutuksessa. Kun hiiret toipuivat sydäninfarktista, ne sijoitettiin unifragmentaatiokammioon. Hiiriin asennettiin myös aivosähkökäyrä (EEG) ja elektromyografia (EMG) seurantaa varten.

Hiiriltä otettiin luuydin-, veri-, sydän- ja aivonäytteet virtaussytometriaa ja immunovärjäystä varten. Sydämen ja aivojen toimintaan liittyvät plasman biomarkkerit ja kudosproteiinit mitattiin immunomäärityksillä ja RNA-analyysillä, mukaan lukien kvantitatiivinen polymeraasiketjureaktio (qPCR) ja yksisolu-RNA-sekvensointi (scRNAseq).

Sydän- ja verisuonivauriot, kuten sydäninfarkti, pidentää hitaan aallon unen kestoa hiirillä, mikä häiritsee niiden luonnollisia unirytmejä, mikä viittaa yhteyteen unen säätelyn ja sydäntapahtumien jälkeisten immuunivasteiden välillä.

Sydän- ja verisuonivaurioista kärsivillä hiirillä oli pidempiä hidasaaltoisia unijaksoja ja vähemmän REM-unta. Sydäninfarktin tapauksessa pidentynyt unen kesto kesti yli viikon, ja samalla aktiivisuustaso laski ja ruumiinlämpö oli alhaisempi.

Veren immuunisignaalit aktivoivat aivojen mikrogliaa sydäninfarktin jälkeen. Kohonneet interleukiini-1β:n (IL-1β) pitoisuudet aktivoivat mikrogliaaktiivisuutta ja aiheuttavat tehostetun kemokiinivasteen, mikä lisää immuunisolujen rekrytointia aivoihin.

Virtaussytometria-analyysi osoitti myös monosyyttien virtausta eri aivoalueille, kuten suonikalvon plexukseen, kolmanteen kammioon ja talamukseen, 24 tunnin kuluessa sydäninfarktista. Nämä monosyytit voivat vapauttaa signaaleja, jotka lisäävät hidasaaltoista unta, jonka on osoitettu tukevan paranemisprosessia.

Monosyyttien pääsyn estäminen aivoihin CCR2-antagonisteilla esti hiirillä unen muutoksia. CCR2:lla on siis ratkaiseva rooli immuunivasteessa, joka vaikuttaa siihen, miten aivot ja keho säätelevät unta sydäntapahtuman jälkeen.

Sydäninfarktiin liittyvät monosyytit ilmensivät tuumorinekroositekijän (TNF) ominaisuutta, jota ei ollut normaaleissa monosyyteissä veressä. Lisäksi TNF:n aktiivisuuden estäminen aivoissa palautti normaalit unirytmit.

Tutkimuksen tulokset osoittavat, että sydäninfarktin jälkeen monosyyttien tuottaman TNF:n kautta välittyvät immuunisignaalit aktivoivat tiettyjä talamuksen hermosoluja, mikä pidentää hitaan aallon unen kestoa. Nämä havainnot tarjoavat uutta näyttöä siitä, miten sydäntapahtumien jälkeiset immuunivasteet voivat vaikuttaa unirytmiin, jotka haittaavat paranemista ja toipumista.