Sömnens nyckelroll för hjärtats återhämtning

Forskning visar hur sömn minskar hjärtinflammation och påskyndar återhämtningen efter en hjärtinfarkt genom att reglera immun- och nervbanor.

I en nyligen publicerad studie i tidskriften Nature undersökte forskare effekterna av sömn på inflammation och återhämtning efter en hjärtinfarkt. Hos möss och människor fann man att sömn minskade inflammation i hjärtat genom att rekrytera monocyter till hjärnan och begränsa sympatisk nervaktivitet till hjärtat.

Sambandet mellan hjärnan och hjärtat

Hjärnan och hjärtat är nära sammankopplade och interagerar via immunsignaler och nervbanor för att upprätthålla hälsan. Sömn är särskilt viktigt för hjärt-kärlhälsan, eftersom dålig sömnkvalitet och sömnbrist kan öka risken för hjärtinfarkter.

Aktuell forskning tyder på att hjärnan reglerar hjärthälsan under sömn genom komplexa nerv- och immunvägar. Till exempel påverkar signaler från hypotalamus immuncellsaktivitet och utvecklingen av hjärt-kärlsjukdomar.

Blodkärl som transporterar syre från hjärtat är också viktiga för att kommunicera hjärtats fysiologiska tillstånd till hjärnan. Trots en betydande mängd forskning om sömnstörningar hos patienter med hjärtsjukdom är effekterna av hjärtskada på sömnen, liksom de ömsesidiga effekterna av förändrad sömn på hjärtats återhämtning, fortfarande i stort sett outforskade.

För den mänskliga studien analyserade forskarna hjärnvävnad från donatorer som hade drabbats av hjärtinfarkt inom två veckor före dödsfallet. Individer med en historia av neurodegenerativa sjukdomar, hjärnskada, cancer eller stroke exkluderades från analysen. De mänskliga vävnadsproverna färgades för CCR-2 (CC-kemokinreceptor) och CD68 (kluster av differentiering 68).

För att bedöma sömnen undersökte forskarna 78 patienter som ingick i en tysk studie av personer med akut koronart syndrom. Patienter som ordinerades sömnmedicin eller hade sömnstörningar exkluderades från analysen.

Gruppen genomgick koronarangiografi och mätning av ejektionsfraktion med hjälp av ekokardiografi. Patienternas sömnkvalitet bedömdes också med hjälp av Pittsburgh Mini-Sleep Scale, som mäter sömnlängd, latens, störningar och övergripande sömnkvalitet.

En randomiserad kontrollerad crossover-studie genomfördes också för att undersöka hur kronisk sömnbrist påverkar immuncellernas programmering. Deltagarna exponerades för tillräckliga och begränsade sömnförhållanden i sex veckor, varefter blodprover samlades in för analys.

Hjärtinfarkt inducerades hos möss genom att ligera den främre nedåtgående kransartären under narkos. Efter att mössen återhämtat sig från hjärtinfarkten placerades de i en sömnfragmenteringskammare. Mössen implanterades också med ett elektroencefalogram (EEG) och elektromyografi (EMG) för övervakning.

Benmärgs-, blod-, hjärt- och hjärnprover erhölls från möss för flödescytometri och immunfärgningsanalys. Plasmabiomarkörer och vävnadsproteiner associerade med hjärt- och hjärnfunktion mättes med hjälp av immunanalyser och RNA-analys, inklusive kvantitativ polymeraskedjereaktion (qPCR) och encellig RNA-sekvensering (scRNAseq).

Hjärt- och kärlskador som hjärtinfarkt ökar varaktigheten av långsam sömn hos möss, vilket stör deras naturliga sömnmönster, vilket tyder på ett samband mellan sömnreglering och immunsvar efter hjärthändelser.

Möss med hjärt-kärlskada hade längre sömnperioder med långsamma vågor och minskad REM-sömn (rapid eye movement). Vid hjärtinfarkt varade den ökade sömnlängden i mer än en vecka, tillsammans med minskad aktivitetsnivå och lägre kroppstemperatur.

Immunsignaler i blodet aktiverade mikroglia i hjärnan efter hjärtinfarkt. Förhöjda nivåer av interleukin-1β (IL-1β) aktiverar mikrogliaaktivitet och orsakar ett förstärkt kemokinsvar, vilket ökar rekryteringen av immunceller till hjärnan.

Flödescytometrianalys visade också ett inflöde av monocyter till olika hjärnregioner, såsom choroid plexus, tredje kammaren och talamus, inom 24 timmar efter hjärtinfarkt. Dessa monocyter kan frigöra signaler som ökar långsamma sömnvågor, vilket har visat sig stödja läkningsprocessen.

Genom att hämma monocyters inträde i hjärnan med hjälp av CCR2-antagonister förhindrades sömnförändringar hos möss. CCR2 spelar således en avgörande roll i immunsvaret som påverkar hur hjärnan och kroppen reglerar sömn efter en hjärthändelse.

Hjärtinfarktassocierade monocyter uttryckte en tumörnekrosfaktor (TNF)-signatur som inte fanns i normala monocyter i blodet. Dessutom återställde blockering av TNF-aktivitet i hjärnan normala sömnmönster.

Studiens resultat visar att immunsignaler via monocytproducerad TNF aktiverar specifika neuroner i talamus efter hjärtinfarkt, vilket ökar varaktigheten av långsamma sömnvågor. Dessa observationer ger nya bevis för hur immunsvar efter hjärthändelser kan påverka sömnmönster som hämmar läkning och återhämtning.