第三节　睡眠的功能

在过去几十年中，人们越来越多地探索睡眠及其对健康的影响。睡眠不足会对生活质量、情绪、认知功能和健康产生负面影响。失眠和睡眠困难也是普遍存在的问题，35%的人承认在生命周期中的某个阶段受失眠影响。睡眠可以影响免疫、新陈代谢和炎症。失眠与情绪不佳、医疗资源使用增加、生活质量下降以及可能的心血管危险因素和疾病有关。研究表明，在睡眠剥夺的健康受试者和慢性失眠受试者中，皮质醇水平升高，免疫力降低，交感神经活动标志物增加。文献还表明，慢性失眠患者和睡眠时间缩短患者一致的主诉，与糖尿病、高血压和心血管疾病的发生有关。各种睡眠障碍，如阻塞型睡眠呼吸暂停（obstructive sleep apnea，OSA）和失眠，都与各种健康问题和生活质量受损有关。长期睡眠不足会导致警觉和表现受损，认知过程减慢，情绪低落，注意力不集中。

一、睡眠的生理功能

睡眠具有十分重要的生理功能，可以帮助大脑处理各种信息，使肌肉和关节得到休息和恢复，并将蛋白质补充到身体的各个部位，从而促进人体组织、细胞和器官的生长和修复。这些功能的正常发挥有赖于良好的睡眠质量、充足的睡眠时间和完整的睡眠结构。

（一）保存能量

慢波睡眠期人体各种生命活动降到最低程度。基础代谢维持在最低水平，耗能最少，此时副交感神经活动占优势，合成代谢加强，有助于能量的储存。研究发现，睡眠中大脑大量合成ATP有助于细胞的合成代谢，表明睡眠能帮助大脑补充能量。

脑糖原是大脑的主要能量储备物。随着觉醒时间延长，脑糖原水平逐渐降低。睡眠剥夺时，脑糖原水平会进一步降低。睡眠后，脑糖原水平恢复。但有研究指出，通过睡眠提高脑糖原水平可能并不是睡眠保存能量的主要方式，因为其储备仅可维持脑功能活动4～5分钟。

与觉醒状态相比，睡眠时体温主动调节到一个较低水平。在温度不高或寒冷环境下，可观察到成人睡眠启动时直肠温度的降低和皮肤温度的升高。水分蒸发、战栗和皮肤血流量等体温调节方式在睡眠过程中发生相应的变化。在温暖环境中，睡眠启动时会出现出汗速率的增加。NREM睡眠1、2期比3、4期出汗的速率要高。人的温度调节反应在REM睡眠时受到强烈抑制。在温暖环境下，在REM睡眠开始后，蒸发失水快速降低至最低水平，在REM睡眠终止时，则又迅速升高。在寒冷环境下睡眠时，战栗仅出现于NREM睡眠的1、2期而不会出现在NREM睡眠的3、4期或REM睡眠期。当机体准备入睡时，外周血管舒张程度可增加30%～40%。

（二）促进代谢产物排出

睡眠时大脑可高效清除白天大脑内积累的代谢产物，从而恢复脑活力。觉醒期间，细胞代谢产生的废物积聚在细胞间液，睡眠时，脑脊液沿着动脉周隙流入脑内组织，与脑内组织间液不停交换，并将细胞间液体的代谢废物带至静脉周隙，随即排出大脑。研究者发现，正常睡眠和麻醉时细胞间隙的体积分别占全脑体积的60%和23%，而觉醒时仅占14%，因而显著增加了脑脊液的流动；觉醒时脑脊液的流动局限于脑的表层，而睡眠和麻醉时其流动扩张到脑组织深层，这使得觉醒期脑脊液的流动只有睡眠和麻醉时脑脊液流动的5%。这种差异使得脑内产生的β- 淀粉样蛋白（amyloid β-protein，Aβ）在睡眠时能高效地清除出脑。

（三）增强免疫功能

充足的睡眠有助于从感染中康复。睡眠状态下免疫系统的生理功能变化通常用睡眠剥夺的方式来研究。长期睡眠剥夺对宿主防御能力的影响很显著。若持续剥夺80%的睡眠，2～3周后大鼠就会死亡，从其血液样本中检测到更多的致病菌。部分剥夺睡眠也会在肠系膜淋巴中检出活菌。此外，正常人的血浆细胞因子水平与睡眠和觉醒周期相关。Moldofsky等首先揭示了白细胞介素 -1（interleukin-1，IL-1）活性与慢波睡眠的起始相关。而后又发现体内肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）和IL-1β的峰值均位于慢波睡眠期。睡眠剥夺后48小时淋巴细胞DNA合成降低；剥夺后72小时会有吞噬细胞功能降低；一夜睡眠剥夺后，CD4、CD16、CD56、CD57淋巴细胞受抑制等。因此，正常的睡眠对于保障机体的免疫系统功能正常十分重要。

（四）促进生长发育功能

良好的睡眠是保证生长发育的关键。研究表明，REM睡眠在进化进程中出现较晚，并非与NREM睡眠同时出现。REM睡眠的进化体现了物种对环境的适应，不仅仅表现在身体和行为特征的良好调节，而且涉及调节后代的数量和幼崽的成熟时间。大量的调查指出，40%～65%的REM睡眠疾病患者会患上神经退行性疾病，提示REM睡眠与神经元的发育高度相关。与此类似，若早期剥夺REM睡眠可造成大脑功能的永久性损伤或发育障碍。同时，研究提示，婴儿早期REM-NREM睡眠结构异常对其日后神经系统发育状况有预测作用，可能是神经系统发育落后的早期表象。Arditi-Babchuk H等人的研究也从反面支持了这一观点，足月前觉醒或哭闹多而REM睡眠较少的早产儿，其6月龄时的智力发展指数较低。但上面所述睡眠与发育之间的因果关系还需要进一步探讨。

（五）增强学习记忆

实验证实，如果努力学习一段时间后，立即进入睡眠状态，对于所学的内容和记忆有加强作用。因此，记忆巩固依赖于学习后的睡眠。各种睡眠剥夺实验也证实睡眠对记忆长期巩固的关键影响。综合动物及人的行为学研究，可以得出结论，无论慢波睡眠还是REM睡眠都对记忆巩固有作用，且作用各不相同。有关人的研究支持了慢波睡眠对于外显记忆（依赖海马）更为重要，而REM睡眠对于内隐记忆（不依赖海马）更为重要。同时，动物研究表明了慢波睡眠在依赖海马的空间记忆中的重要作用，而对于不依赖海马的程序记忆任务，慢波睡眠和REM睡眠都是必需的。慢波睡眠和REM睡眠可能激活了记忆巩固过程的不同成分，对于一个给定任务的记忆都有或多或少的贡献。在婴儿中枢神经系统发育的决定性阶段，REM睡眠能帮助婴儿更好地获得新的运动和认知功能。

二、睡眠的心理功能

睡眠的好坏与精力、体力、情绪、注意力等心理状况密切相关，睡眠和不良情绪之间常互为因果关系。焦虑、愤怒、抑郁、兴奋等不良情绪会影响睡眠，而失眠又会加重不良情绪，影响人的工作和生活，形成恶性循环。

大多数人对睡眠不足的短期影响都有着深切的体会和感受。如果睡眠不足，个体的情绪、注意力、对外界的警觉性及记忆力就会变得很不稳定，创造力和决策能力也会大大减弱。所有这些都将渗透到日常生活中的方方面面，如人际关系和工作。一个不眠之夜可以对一个人的情绪和注意力造成短期负性影响，长期睡眠不足很可能会导致更严重的心理障碍。已经有大量研究表明，长期的睡眠问题与抑郁、焦虑、压力和精神损害之间存在关联。英国伦敦大学学院进行了一项研究，要求受试者每晚仅睡4个小时，这样的情况持续几天后，受试者表现出乐观情绪和社交能力的持续降低。在一项类似的研究中，睡眠少于4个小时的受试者称自己感到严重的悲伤、紧张、愤怒，并有心力交瘁的感觉。值得注意的是，当受试者恢复到正常的睡眠模式后，上述的所有症状都得到了显著改善。

许多研究都集中在睡眠时间与精神和身体障碍之间的关系，Ford和Kamerow在1989年揭示失眠增加了精神障碍的风险，Sharma和Kavuru将现代社会描述为一个睡眠不足的社会，他们指出，现代社会的平均睡眠时间是6.8小时，而一个世纪前是9小时。在现代社会，由于体育、媒体使用等相互竞争的利益，睡眠往往不被优先考虑。有些人认为，如果能获得高质量的睡眠，他们就能缩短睡眠时间。Matricciani等人的研究发现，近年来成年人睡眠问题中，呈下降趋势的不是睡眠时长，而是睡眠质量。

睡眠不足可能也是潜在的导致过度肥胖的重要因素，英国拉夫堡大学进行的研究发现，每晚睡眠时间少于 6个小时的人，其身体质量指数（body mass index，BMI，简称体重指数）更有可能高于平均水平，而那些睡眠时间为8个小时的人的体重指数最低。这是因为睡眠不足被认为会影响瘦素和胃促生长素的分泌，这两种激素控制着我们的食欲，由此导致体重增加。瘦素（leptin）是一种能产生饱腹感的激素，它从脂肪细胞中释放，并向大脑的下丘脑发送信号，有助于抑制饥饿感并调节能量平衡，当我们的身体不再需要能量时身体就不会触发饥饿感。胃促生长素（ghrelin）通常被称为饥饿激素，由胃释放以刺激食欲，从而增加食物摄入量，促进脂肪存储。研究表明，睡眠不足会减少瘦素的分泌，并增加胃促生长素的分泌，这就解释了某些研究揭示的过度肥胖与睡眠不足之间的相关性。同时，睡眠不足也会导致困乏和疲劳，这可能会妨碍一些人坚持锻炼身体和健康饮食的动力，最终影响体重。