睡眠

出处:按学科分类—医药、卫生 中山大学出版社《临床人体解剖生理学》第674页(2273字)

睡眠(sleep)与觉醒(wakefulness)是人体昼夜交替进行的两个既对立而又统一的正常生理过程。成年人每天需要睡眠7~9小时,婴儿则需要18~20小时,儿童需要12~14小时,而老年人只需5~7小时。机体处于觉醒状态时,能迅速适应环境变化,积极主动地与外界环境发生联系,进行生产、劳动、生存竞争等活动。机体通过睡眠既能消除疲劳,又能恢复体力与精力,有利于保持良好的觉醒状态。因此,睡眠的重要的生理意义及其与临床的关系日益受到重视。

(一)睡眠的时相

根据人睡眠时脑电图的特点,可将睡眠分为两种时相,即慢波睡眠(slow wave sleep,SWS)和快波睡眠(fast wave sleep,FWS)

(1)慢波睡眠又称为正相睡眠(orthodox sleep)。在此时相中,脑电图表现为同步化(synchronization)慢波。人睡眠处于该时相时,生理功能有如下明显的改变:①视、嗅、听、触等感觉功能减退;②骨骼肌的肌紧张(muscle tonus)下降,腱反射(tento reflex)消失;③一系列自主神经系统(autonomic nervous system)功能的改变,其中以副交感神经系统(parasympathetic nervous system)活动占优势,主要表现为瞳孔缩小、心率减慢、血压下降、呼吸变慢、代谢率降低、体温下降、消化管运动和消化腺分泌活动增强(但唾液腺分泌减少)等。此时相中汗腺分泌活动亦增强。

(2)快波睡眠又称为异相睡眠(paradoxical sleep)。在此时相中,脑电图表现为去同步化(desynchronization)低幅度的快波。各种感觉功能和肌紧张进一步降低,并出现阵发性的眼球快速运动(rapid eye movement)、部分肢体抽动、心率加快、血压升高、呼吸加快而不规则。因此,该时相又称为快速眼球运动睡眠(rapid eye movement sleep),眼球沿左右方向进行快速摆动,摆动频率可达每分钟50~60次。值得注意的是具有心血管疾病的人有时在该时相中出现心绞痛,有呼吸功能障碍者会在此时相中出现呼吸衰竭。此外,快波睡眠的另一特点是人入睡后做梦的时期正好是处于快波睡眠时相中。若将入睡者在此时相中唤醒,大多数人往往能讲述他的梦境。

成年人一般以慢波睡眠(slow wave sleep)开始入睡,持续80~120分钟后即转入快波睡眠(fast wave sleep)并持续20~30分钟后又转入慢波睡眠。因此,整个睡眠过程中,两个时相是反复相互转换的。通常在整个睡眠过程中,这种转换大约要进行4~5次,越接近睡眠后期,快波睡眠的持续时间也越长。在成年人,慢波睡眠与快波睡眠均可直接转为觉醒,但由觉醒状态不能直接转入快波睡眠。

(二)睡眠发生的机制

过去认为睡眠(sleep)只不过是觉醒的终结,是一个被动过程(passive process)。但经过现在大量的研究证明,睡眠是中枢神经系统内发生的一个主动过程(active process)。例如在动物实验中,如果用低频电刺激来刺激脑干尾端(caudal brain stem),则可使脑电波趋于同步化(synchronization)而引起慢波睡眠。由此可见,脑干尾端存在着引起慢波睡眠的中枢(center for SWS)。该中枢可通过上行抑制系统(ascending inhibitory system)或延髓抑制系统(medullary inhibitory system)拮抗脑干网状结构的上行激动系统(ascending excitatory system),从而共同调节睡眠与觉醒的相互转换。另外,电刺激脑桥网状结构(pontine reticular formation),则可引起脑电波趋于去同步化(desynchronization)而引起快波睡眠。

中枢神经递质(neurotransmitters)是中枢间相互联系和相互作用的物质基础。脑干中缝核上部的5-HT能神经元对慢波睡眠的发生和维持具有重要的作用;而中缝核下部的5-HT能神经元则可作用于蓝斑下部而引发快波睡眠。在动物实验中,选择性破坏中缝核上部,慢波睡眠就明显减少;若破坏中缝核下部或蓝斑下部,则快波睡眠明显受抑制,而慢波睡眠所受的影响较小。给动物注射5-HT合成的抑制剂对氯苯丙氨酸(parachlorophenylalanine,PCPA),可使动物脑内5-HT合成减少,因此可导致慢波睡眠时间减少;相反,若注射5-HT的前体物质5-羟色胺酸(5-hydroxy tryptophan,5-HTP),使动物脑内5-HT合成增加,则可使慢波睡眠得到恢复。由此可见,中枢5-HT在睡眠中起非常重要的作用。应该指出的是:上述与睡眠、觉醒有关的中枢递质机制,大部分是在等动物身上进行实验得到的结果。人的情况有的可能是相反的,有人报告NE可抑制去同步睡眠,而5-HT则可促进去同步睡眠。

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