睡眠的生理意义

顾汉现

睡眠的生理意义

（转帖）

(2007-4-18)

    睡眠对生命是必不可缺少的，人不能没有睡眠。在中世纪有一种刑法叫“不准入睡”，有一个法国人被国王判处死刑，处死的方法就是不准入睡，稍有睡意，就被看守用酷刑折磨。临死时这个人说：情愿早死，不愿受这种痛苦。所以，睡眠被称为人和动物的救星，就连最机灵的长颈鹿，每夜还要睡25分钟。具体他说，睡眠的生理意义主要有以下几点：
第一，睡眠能促进人体生长发育。

    据研究，促使人体生长发育的“生长素”，只有在睡眠时才大量分泌。所以，儿童的生长速度在睡时要比醒时快3倍，俗话说：“能睡的孩子长得快”，就是这个道理。故要使儿童身高增长，就应当保证睡眠多，够时间和质量。过去认为老人瞌睡少，这是误解，最能睡的老人才有希望登上寿山。因为老人的生理机能减退，易疲劳，更应多睡。

第二，睡眠能消除疲劳、恢复体力。

    “积劳成疾”不只是一句成语，而且反映了生活经验和医学上的事实。疲劳通常与各种劳动（体力、脑力）的强度。速度及持续的时间有关，速度越快、强度越大、疲劳出现越早，持续时间越长越容易疲劳，疲劳是机体生理功能将接近最高限度的信号，这时非常需要适当休息，而最好的休息方式是睡眠。因为睡眠时，人体一方面把体内蓄积的代谢废物和二氧化碳、尿素等继续分解排泄出去，另一方面又使自身获得充分的休息。在睡眠时，人体各种生理普遍减低。表现在：

    （1）几乎所有的骨骼肌都舒张，肌肉的紧张度普遍降低、甚至消失，身体不能维持自主的姿势。运动神经的反射，随同肌肉紧张度的降低一起减弱。

    （2）心跳每分钟减慢10～30次，血压降低10～20毫米汞柱；随着睡眠加深，血压还可以降低更多些。

    （3）呼吸次数减少，吸气明显延长。在睡眠浅时，呼吸运动是有节律的，而睡眠深沉时，常可显示无规律及周期性变化。肺的通气量可减少25%。

    （4）唾液分泌明显减少，胃液分泌轻度增加或无变化；胃的运动持续进行，还可能增加；胃排空及消化时间一般与清醒时相同。

    （5）尿分泌减少，但尿的浓度却增加；泪液分泌减少，汗液分泌增加。

    （6）深睡时，基础代谢率可降低10%一20%。体温略有降低，通常于清晨2～4时最低。脑组织葡萄糖需要量减少，体内糖元含量增加。这表明，睡眠时人体的合成代谢占优势。

第三，睡眠能保护脑力，使精神充沛。

    因为睡眠对人的神经系统来说，是一种不可缺少的保护性措施。睡眠和清醒交替进行，是正常生理过程的必要转换，没有这种交替转换人就会发生疾病。如上所述，睡眠时人体处于相对静止状态，人体大多数功能降低，合成代谢大于分解代谢，有利于营养供给，弥补损耗，储存能量，解除疲劳。人体大脑的皮质细胞具有高度的反应性和复杂的功能活动，它需要丰富的营养，但本身又缺乏储备营养物质的能力，所以特别脆弱。而睡眠能保护大脑皮质的神经细胞，维护皮质这种高度分化的组织功能，有利于防止遭受严重的损伤。

    我们都知道，人体有各种各样的生物电活动，如心电图可以记录心脏的电活动，肌电图可以反映肌肉的电活动，脑电图可以通过记录脑内的异常放电来诊断癫痫，人类对睡眠的深入认识也得益于脑电记录技术的发展。

    脑电记录常常通过在头皮上粘贴导电性能很好的片状电极来综合反映脑内神经细胞的电活动。由于脑电变化很微弱，采集到的信号需经放大器即脑电图机的放大系统放大后才能输入到计算机或记录到纸上进行分析。人们的研究还发现单纯记录脑电图还不能全面地反映睡眠情况，必须借助于肌电图及眼电图的帮助，才能准确地了解人的睡眠结构。肌电图可以反映睡眠过程中肌肉的电活动情况，眼电图主要反映睡眠过程中眼球的运动变化。

    人类的脑活动分为3种状态：即清醒状态（Wake）、非快眼动睡眠状态（Non-Rapid Eye Movement Sleep，NREM Sleep）、快眼动睡眠状态（Rapid Eye Movement Sleep，REM Sleep），正确的睡眠分期是进行多导睡眠图结果分析的第一步。

    非快速眼动睡眠的特点是脑电波呈睡眠表现，肌肉活动较清醒时减弱，不伴剧烈的眼球运动。NREM可分为四个阶段，即I、II、III、IV四期，其中I、II期称为“浅睡眠”，III、IV期称为“深睡眠”（慢波睡眠）。

l       刚入睡时，脑电波中的波逐渐消失，出现一些不规则波形并混有小振幅波，此时即进入第一阶段睡眠，相当于平常的磕睡期或朦胧期，持续时间因人而异，此期称I期非快眼动睡眠。

l       进入第二阶段睡眠即II期非快眼动睡眠，脑电图的最大特点就是不时地出现一种特殊的纺锤波，波幅先由小到大，再由大到小，形似纺锤，频率每秒12-14次。此期睡眠最长，占总睡眠时间的50％左右。

l       进人第三阶段即III期非快眼动睡眠，脑电波频率明显变慢，每秒4-7次，波幅增高，呈每秒0．5-3次的极慢波即γ波，此期占总睡眠时间的3％-8％。

l       睡眠最深的要数第四阶段即IV期非快眼动睡眠，此期占总睡眠时间的10％-15％。第Ⅲ、IV阶段又合称慢波睡眠（Slow Wave Sleep，SWS）或δ睡眠，因为睡眠程度很深，所以又叫深睡眠，是十分有意义的睡眠阶段。

    较为特殊的快眼动睡眠即REM睡眠期，虽然它仍属于睡眠阶段，但与非快动眼睡眠的差别不亚于睡眠与醒觉的差别。

    正常人一般先从非快速眼动睡眠（NREM）开始，在入睡90分钟后进入快眼动睡眠期（REM），REM约持续30分钟，此后NREM期和REM期交替出现，每夜睡眠中反复出现4-5次，每次持续约半小时左右。进入REM睡眠时眼球快速运动，全身肌肉张力极度降低，肌电活动明显减弱，不时伴有肢体或身体其它部位的局部运动，而脑电呈第一阶段睡眠期的特点，如果此时叫醒病人，绝大多数的人会说自己正在做梦，梦多发生在此睡眠期中。

    需要说明的是，睡眠过程的发展是一个渐进的过程，而且会随著年龄的改变，睡眠结构及脑电波形均会发生变化。人不仅要有足够长的睡眠时间，而且各期睡眠所占的比例也要适当，即睡眠的结构要合理，反之，就会出现睡眠紊乱，引起各种疾病，危害健康。

    综上所述，睡眠包括非快眼动睡眠及快眼动睡眠，非快眼动睡眠期又可分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期睡眠。

l       睡眠时先进入非快眼动睡眠期。

l       快眼动睡眠期与非快眼动睡眠期大约90分钟变换一次。

l       前半夜主要为非快眼动睡眠，后半夜快眼动睡眠出现较多。

l       入睡后醒觉时间不应该超过总睡眠时间的5％。

l       I期非快眼动睡眠一般占2％-5％。

l       Ⅱ期非快眼动睡眠一般占45％-55％。

l       Ⅲ期非快眼动睡眠一般占3％-8％。

l       Ⅳ期非快眼动睡眠一般占10％-15％。

l       非快眼动睡眠总共占整个睡眠期的75％-80％。

l       快眼动睡眠占睡眠期的20％-25％，每夜出现4-6次。

顾汉现

睡眠是怎么一回事？


在有人类存在以来的漫长历史长河中，绝大多数时间内，人们都是日出而作，日落而息，睡眠是生理必需的，是司空见惯的一种现象，受科学技术水平的限制，绝少有人对睡眠本身作深入思考和研究。直到12世纪，才有美国科学家对睡眠开始进行科学研究，之后许多国家的科学家也加入这一领域的研究。
简单说来，人的大脑皮层神经细胞，当由于不断地工作而疲劳时，就由兴奋状态进入抑制状态，抑制从局部逐渐向周围扩散，当抑制达到一定范围时，就进入了睡眠状态。具体地说，在脑干的中央部位，有许多散在的神经细胞，它们通过神经纤维相联接，交织如网，称为网状结构。它的功能是激动整个大脑皮层，维持大脑皮层的兴奋水平，使机体处于觉醒状态。当它向上的冲动减少时，大脑皮层神经细胞的活动水平就降低，由兴奋转入抑制，人就处于安静或进入睡眠状态。


    睡眠的机制目前还不清楚。自从1957年美国的两位科学家开始采用记录脑电波变化的方法研究睡眠后，根据对正常人在睡眠过程中脑电图的观察，发现睡眠过程中有两种相互交替出现的状态，先是一种表现为振幅大、频率慢的波，称为慢波睡眠。此时呼吸深慢而均匀，脉搏血压较稳定，脑垂体分泌的生长素增加，促进身体的合成代谢，使体力得到恢复，因而也有人称之为身体的睡眠。之后脑电图上出现频率快的波，称为快波睡眠。这时，眼球快速运动，脑血管扩张，脑血流量比慢波睡眠时多30%～50%，脑细胞代谢旺盛，使脑力得到恢复，因而有人称之为脑的睡眠。这两个过程大约需要2个小时。之后，再重复出现这两个过程，两者反复交替，一夜中大约4～5次。在不同的年龄阶段，快波睡眠和慢波睡眠所占的时间比例不同，成人快波睡眠的时间约占整个睡眠过程的四分之一，老年人睡眠时间减少，快波睡眠时间所占的比例也减少，而儿童期快波睡眠时间的比例可达二分之一，因而对大脑发育有利。