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睡眠原理
睡眠是快速恢復體力、修精養神最好的方式,而好的睡眠質量卻是從睡眠原理出發。
睡眠是一種在濕身卵化、披鱗帶甲等動物中普遍存在的現象。睡眠的程度和大腦是息息相關的,就好比計算機,有睡眠模式,也需要關機休息。關閉程序降低處理器的負擔,使處理器在高度工作之后進行恢復。
睡眠分為三個階段,初期、中期和后期,初期是進入睡眠的預備工作,中期是快速恢復狀態,而后期是緩慢的修復狀態。比如彈簧在松開后,先是快速的收縮,后續以肉眼看不到的程度進行收縮也是一個修復的的過程,可以加強壽命,保持效果。
所以,睡眠一定要質量好、時間夠,才能保持一個良好的狀態,也是養生的關鍵之處。
睡眠是一種自我保護的機制,從睡眠中醒來,亦是一種保護機制,好的睡眠是健康與生存的重中之重。
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哺乳動物的睡眠與其他生物的區別
主要有三種:形式、周期、時間
自然界中,從蟲魚鳥獸到各種哺乳動物,都有其特有的睡眠形式,乃至是植物,也有人說是以種子的形式睡眠?!跋拿摺笔悄承┖Q笊锏乃咝问?,“冬眠”是蟾蜍、蛇類的睡眠形式。而哺乳動物的睡眠以非快速眼動期和快速眼動期交替出現,區別于其他生物的睡眠周期。
生物不同,物種不同,睡眠情況也各不相同。蝙蝠和負鼠一天可以睡18-20小時,而大象和長頸鹿則只需3-4個小時。其實在同一物種之間也存在著相對教的差異。對于靈長類動物,沒有一個特有的,足以與嚙齒類動物、食蟲目動物及其他物種區分的睡眠模式,但人類與其他雜食動物相比,睡眠時間卻相對較短
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人可以不睡覺嗎?長時間不睡覺會發生什么?
美國人彼得.特里普參加了一項200小時不睡覺的試驗。
前三天,一切正常,從第四天開始出現了精神崩潰狀態,對一些并不滑稽的事也捧腹大笑、不能自控。一些不值得悲哀的消息,竟也莫名其妙嚎啕大哭;本來自己沒有戴帽子,卻不斷地埋怨自己頭上的帽子壓的太重。
到了第五天,受試者歇斯底里地大喊大叫,一會兒說別人的上衣像正在爬行的蠕蟲,一會兒又說自己從著火的房里跑出來。200小時后,他受到類似精神病一樣的折磨,幾乎瘋了。當他被架到床上,他睡了9小時11分鐘后便恢復正常。很明顯,人不睡覺是不行的。
睡眠占了人類生命周期的1/3,睡眠的好壞是生活質量的基礎。長期被剝奪睡眠,有可能會發生短暫幻覺和異常行為。
睡眠是恢復體力、腦力、消除疲勞、恢復自身最好的方式,它還能保持和增強人體的免疫功能。一個人如果減少4小時睡眠,第二天身體抵御外來細菌侵襲的免疫細胞的活動將大大減弱。
睡眠是一種生理需要,白天以消耗能量為主,夜晚睡眠狀態時消耗大大降低,能量的存儲大于消耗,為第二天的活動做好準備。
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睡眠周期
人的正常睡眠狀態是非快速眼動期和快速眼動期交替出現組成,非快速眼動睡眠期,即NREM睡眠期。特點是腦電波呈睡眠表現,肌肉活動較清醒時減弱,不伴劇烈的眼球運動??焖傺蹌铀咂?,即REM睡眠期,雖然它仍屬于睡眠階段,但與NREM睡眠期存在著本質的不同。從大多數指標來看,REM睡眠期的腦活動狀態與清醒時相似。
人從上床開始睡覺進入NREM睡眠期,該期分為四個階段,其中后兩個階段又被成為深睡眠。NREM睡眠期持續70~90分鐘左右進入第一個REM睡眠期,生理表現(眼球快速運動)及心理表現(做夢)的強烈程度均是一夜間各個REM睡眠期中最弱的一次。通常只持續5分鐘左右,每次REM睡眠逐漸延長,REM睡眠的生理及心理表現也越來越明顯。一夜之間總共出現4~6次REM睡眠,每次持續時間短的不足10分鐘,長的可達1小時。
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睡眠中腦電圖是如何變化的?
睡眠與覺醒是不同的生理狀態,其腦電圖也有差別。睡眠是由非快速眼動期(NREM)和快速眼動期(REM)交替出現組成的。
睡眠的分期正是結合腦電波的特征及其他一些生理表現而確定的。首先根據腦電波的特征,通常將非快速眼動睡眠期由淺入深區分四個不同時期:
第I期呈現低電壓腦波,波頻率快慢混合,以4-7次/秒的頻率為主。
第II期也主要是較低電壓腦波,出現短時成串的12-14次/秒的睡眠紡錘波和頂部駝峰波,代表淺睡過程。
第III期的腦電波是以睡眠紡錘波為主,睡眠紡錘波是睡眠的重要標志之一。常有短暫的中高波幅慢波,波幅超過50微伏,頻率為1-2次/秒,叫做δ波。
第IV期出現彌漫的0.5-3次/秒、高波幅不規則慢波,出現時間占總時間的50%以上,表明已進入深度睡眠狀態。
由此可見,在NREM睡眠期,從入睡開始隨著睡眠程度逐漸加深,腦電圖慢波便開始出現并逐漸增多,當δ波占優勢時便是深度睡眠。
與NREM睡眠期不同的REM睡眠期是在睡眠過程中周期出現的一種激動狀態。腦電圖呈現快頻低壓電波,類似清醒時腦電波。
此外,兩個睡眠周期的其他生理指標也有差異。
隨著睡眠由淺入深,意識逐步喪失,血壓略下降,心率、呼吸減慢,瞳孔縮小,體溫和代謝率均下降,尿量減少,胃液增多,唾液分泌減少,發汗功能增強等。
當進入REM期時,自主神經系統活動增強,如心率、呼吸加速,血壓升高,腦血流及耗氧量均增加,在男性則有陰經勃起。人的REM期與動物的一樣,有三個特征:
①低電壓,快頻腦波;
②頸部肌肉張力松弛及脊髓反射被抑制,此時運動系統受到很強抑制;
③頻繁出現快速的眼球運動,同時在一些和視覺有關的腦結構,出現高大銳波。
兩個睡眠期的作用是大不相同的,研究發現非快速眼動睡眠主要用于恢復體力,快速眼動睡眠主要用于恢復腦力。腦電圖及其他生理指標是識別睡眠分期的重要標志。
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睡眠于季節的關系
不同環境、不同季節的變化,睡眠時間也會有一程度上的影響。
孫思邈在《千金要方·卷二十七·養性序》中說,“是以善攝生者,臥起自四時之早晚,興居有至和之常制。”在同卷“道林養性”中又說,“春欲晏臥早起,夏及秋欲侵夜乃臥早起,冬欲早臥而晏起,皆益人。雖云早起,莫在雞鳴前;雖欲晏起,莫在日出后。”這段話的中心意思是告訴人們就寢與起床的早晚,都應當與四時氣候的變化相適應,既不可過早,又不宜太晚,不然的話對身體健康就會產生不良影響。 ?
根據中醫學理論,春、夏宜晚睡早起,每天需睡5~7小時;秋季宜早睡早起,每天需睡7~8小時;冬季宜早睡晚起,每天需要睡8~9小時。這是順應自然界的規律。
另外,陽光充足、天氣炎熱的日子,睡眠時間短;氣候惡劣的天氣,如下雨天、氣溫較低的冬季,睡眠時間宜長;隨地區海拔增高,睡眠時間稍有減少;隨著緯度的增加,睡眠時間則稍有延長。
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睡眠和生物鐘的關系
位于美國芝加哥醫療中心的生物節奏研究室的研究人員指出:周末睡懶覺對絕大多數人來說并非好事,因為這會使人體時鐘紊亂,睡眠時間順延,使星期天晚上難以入睡,星期一早上昏昏沉沉,而這種紊亂狀態甚至需要數天時間才能恢復正常。
由于人體生物鐘的變化,大腦皮層的不同區域的功能也在時時發生著變化,研究的結果表明:
上午8~11點,是組織、計劃、寫作和進行一些創造性思維活動的最佳時間。最好把一天中最艱巨的任務放在此時完成。同時,這段時間疼痛最不敏感,此時看牙醫最合適。
上午11~12點,是開會的最佳時間,人們此時最為清醒。這段時間易用于解決問題和進行一些復雜的決策。
12時~下午2時,此間一天中快樂的情緒達到了高潮,適宜進行商業社會活動。
下午2~4時,會出現所謂的“下午低沉期”。此時易出現困乏現象,最好午睡片刻,或是打一些必要的電話,做些有趣的閱讀,盡量避免乏味的活動。
下午4~6時,人體從“低沉期”解脫出來,思維又開始活躍。可把一天中較重要的工作放在此時做。并且這是進行長期記憶的好時光。
下午5~7時,人體的體溫最高,此時做些鍛煉有助于你在晚上順利入睡并提高睡眠質量。
晚上7~10時,可就一些較嚴肅的家庭話題進行討論,也是學習的最好時間。
晚上11~12時,人體準備休息,各臟器活動極慢,進入夢鄉。
改變入睡和起床時間會影響人的情緒嗎?美英兩國的研究人員發現,人的情緒好壞不僅受睡眠時間長短的影響,而且還與是否按生物節律安排入睡和起床時間有很大關系。
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睡眠中內分泌的變化
睡眠對內分泌系統的很多方面都發揮著重要的調節作用。睡眠期,生長激素和催乳素分泌量顯著增高,而皮質醇和促甲狀腺素釋放受到抑制。相反,從睡眠中醒來會抑制夜間生長激素和催乳素分泌,并伴有皮質醇和促甲狀腺素濃度增加。性腺軸也受到睡眠的影響,同時性激素也會影響睡眠質量。睡眠對內分泌的影響不僅限于下丘腦一垂體軸,還對參與糖類代謝、食欲調節、維持水電平衡的許多激素都有影響。因此,睡眠不好會引起激素分泌紊亂和代謝失調。隨著年齡的增長,某些激素紊亂和代謝失調是睡眠質量下降的表現,因此,改善了睡眠質量有益于內分泌代謝系統功能的穩定。
下面了解一下睡眠中各種激素是如何變化的,又與睡眠有何關系。
睡眠與生長激素的關系:
在覺醒時其分泌幾乎無任何變動,是很穩定的,但入睡30-40分鐘后則急劇上升,90 -100分鐘后達到高峰。通常,高峰狀態在最初的非快眼動睡眠期的第m、第Ⅳ期時已經明顯顯現,其后便緩慢地降低,待進入到第二次非快速眼動睡眠期的第Ⅲ、第Ⅳ期時,分泌量再度上升,呈現雙相性的高峰。
此后幾個睡眠周期的非快速眼動睡眠期的第Ⅲ、第Ⅳ期時,生長激素的分泌不再上升,這是其特點之一。另一個特點是,如果睡眠時間推遲,即睡晚了,生長激素分泌的增加也隨之向后推遲,總是與最初兩次的非快速眼動睡眠期的第Ⅲ、第Ⅳ期呈同步性的分泌增加。從以上事實可見,生長激素的分泌不是遵循24小時的周期性規律變化,而是通過睡眠加以調節的。
生長激素的分泌與年齡、性別也有一定的關系。新生兒在其全部睡眠中分泌均處于 旺盛狀態,沒有前述之分泌增加和分泌高峰。16周之后方出現分泌曲線的雙相性高峰期。到了青春期,睡眠中生長激素分泌的增加超過了任何年齡段,而且在覺醒狀態下亦顯示分泌增加超過任何年齡段的情況。青春期生長激素的分泌量約為此期之前的7.5倍,也遠高于成年人。50歲之后生長激素的分泌量明顯減少,即使在睡眠中亦難檢測出生長激素。
在性別上,總的趨勢是女性在睡眠及覺醒的整個時間分泌量均多于男性。
睡眠與催乳素的關系:
其在覺醒狀態下的分泌量較低而且波動不大,入睡60分鐘后開始緩慢增加,至次日早晨6-8時達到高峰。一經覺醒分泌量便急劇減少,并可持續到上午10時左右,此后則保持在低分泌量水平上。不僅是夜間睡眠,通常日間小睡和睡眠時間變換時催乳素的釋放也會增加。但是只有在睡眠和晝夜節律相一致時催乳素的釋放才能達到高峰值,且女性較男性要高得多。動物實驗發現,催乳素是受快速眼動睡眠控制的。這說明催乳素的24小時節律變化是與睡眠密切相關的。
常用的一些催眠藥物,如苯二氮革類、吡唑坦會增加夜間催乳素的釋放,并超過正常高限。
睡眠與性腺軸的關系:
促性腺激素和性激素之間的關系因生長發育的不同時期 而不同,在年輕人中因性別的不同也有很大差異。
青春期前,黃體生成素和卵泡刺激素呈脈沖式分泌,并且多數男孩和女孩激素脈沖活動的增加與睡眠有關,睡眠中促性腺激素的增加是青春期的一個特性。也就是說,睡眠和晝夜節律對青春期少年夜間促性腺激素的脈沖式分泌增加起著重要作用。少女每日雌二醇水平變化更明顯,日間濃度比夜間高;而青春期男孩夜間睪酮的分泌與促性腺激素同步升高。
成年期,日間脈沖式分泌也增加,但是每日的分泌節律消失。成年男性晝夜血中黃體生成素變化極微弱,甚至檢測不出來。對于健康男子而言,夜間催乳素的濃度還是存在著晝夜節律,即夜間水平最低而清晨最高。成年女性血中黃體生成素水平受月經周期的影響,并不受睡眠的調節。
老年男性黃體生成素脈沖式分泌幅度減少,頻率增加,沒有明顯的日常節律。但睪酮的變化節律仍然存在,睡眠相關的睪酮分泌增加仍較明顯。絕經后的婦女促性腺激素的水平升高,但失去了原有的節律。研究證實,雌激素替代治療可以改善主觀和客觀的睡眠質量。
睡眠與甲狀腺軸功能的關系:
白天甲狀腺素濃度較低且維持穩定,晚間分泌增 加并在入睡后不久達到夜間最高值。睡眠后期伴隨甲狀腺素分泌大幅降低,日間維持早晨醒后的水平。24小時甲狀腺素的分泌遵循典型的日I司規律。但是在睡眠被剝奪時,甲狀腺素的分泌是正常時的2倍,此時睡眠對甲狀腺素分泌的影響就充分體現出來了,即睡眠對甲狀腺的分泌具有抑制作用,而睡眠剝奪可以解除這種抑制。
睡眠對甲狀腺素分泌的抑制效應具有時間依賴性,因此,甲狀腺素的升高是睡眠與晝夜節律共同作用的結果。研究證明,一些人“倒時差綜合征”表現出的主觀不適和乏力與機體的晝夜節律被打亂有關,也與血液中激素水平持續增高有關。
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睡眠與促腎上腺皮質軸的關系:
眾所周知,促腎上腺皮質軸是與應激反應和行 為相關的神經內分泌系統有關。促腎上腺皮質軸中兩個重要的激素是促腎上腺皮質激素和皮質醇。這兩種激素的水平從早晨的最大峰值隨著時間的推移逐漸降低,深夜至凌晨降低到最低值。通常人類剛進入夢鄉時,促腎上腺皮質軸趨于靜止,覺醒前數小時促腎上腺皮質激素及皮質醇的分泌重新活躍起來。這種變化主要是受晝夜節律的調控,并不因為不睡眠或者不在習慣的時間點睡覺而受到明顯影響。
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但是,有些異常的睡眠情況會干擾其分泌。如在睡眠剝奪時,睡眠或者覺醒對促腎上腺皮質軸活動的影響消失。研究發現,相對正常而言,睡眠剝奪后的皮質醇波動幅度總體上減少約15%j另外,多項研究表明,睡眠中斷往往會觸發皮質醇的分泌.一項對失眠者的調查顯示,夜間總的睡眠時間減少者血液中的皮質醇濃度更高,到底是睡眠減少引起皮質醇的增高還是皮質醇的增高引起睡眠中斷呢,目前還不清楚,但是可以肯定的是睡眠一覺醒對皮質醇是有調節作用的,而夜間睡眠剝奪也會影響后續促性腺皮質激素的活動。
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睡眠對血糖水平的調節:
許多研究都發現空腹睡眠7~9小時,血糖水平一直維持穩定或僅有輕度的下降,而與此不同的是,若個體處于覺醒狀態下并保持空腹橫臥姿勢12小時以上,雖然沒有任何身體活動,其血糖也會下降0.5 N1.0毫摩/升。因此,一定有一系列機制在維持著睡眠中空腹血糖的穩定狀態。研究發現,睡眠中的多種激素,如生長激素、皮質醇、胰島素等共同參與葡萄糖的代謝過程,當然,如果睡眠出現問題,激素的水平會出現問題,隨之而來夜間的血糖水平也會不正常。
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激素對睡眠中水鹽平衡的調節:
水鹽的平衡是受神經垂體、腎素一血管緊張素 醛固酮系統共同調節完成的。日間尿流量和電解質的排出較夜間多,這種不同反映了晝夜節律的調節作用。除了24小時晝夜節律的作用外,尿液流量和尿滲透壓還會隨著快速眼動睡眠期一非快速眼動睡眠期的轉換而發生變化??焖傺蹌铀咂诘哪蛄髁繙p少和尿滲透壓增高;同時血漿腎素活性亦降低。如果睡眠結構異常亦會導致各種激素的異常影響尿量的變化:
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睡眠對食欲的影響:
睡眠在能量平衡的調節中起著重要的作用。在嚙齒類動物 中,食物的短缺或者饑餓會導致睡眠減少,同樣睡眠減少會引起食欲亢進。這種調節機制是在下丘腦發生的,其中瘦素和腦腸肽起著重要的調節作用,兩者的作用是截然相反的:瘦素南脂肪細胞分泌,可為下丘腦的調節中心提供能量利用的信息。24小時的節律中夜間瘦素的水平顯著增高。患發作性睡病的人瘦素水平明顯降低,夜間瘦素分泌也不增加。而腦腸肽主要在胃中產生,也參與能量平衡的調節,與瘦素不同的是,腦腸肽會增加食欲。24小時的節律中夜間水平顯著升高,只要當睡眠剝奪時會部分下降。兩者的相反作用維持著人體的能量平衡。
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長期睡眠不足對內分泌的影響:
自從人類發明了電燈以來,無形中延長了有光 的時間,縮短了睡眠時間,人們的活動時間明顯增加。24小時燈火通明也造成了成千上萬人在夜間T作,白天睡眠,這樣的結果無疑會引起睡眠不足。主動縮短睡眠時間已經成了現代豐十會的通病。有研究顯示,許多成年人每晚只睡5-6小時,殊不知8小時的睡眠時間都不能滿足健康年輕人的需要,即使睡眠時間減少沒有造成明顯的不良影響,但是實質上已經欠了睡眠的債
一項是針對青年男性的研究,6天每晚睡6小時和睡12小時后的激素和代謝指標比較,發現以下變化。
長期睡眠不足的患者生長激素的分泌在睡眠前就開始,入睡前的分泌量與入睡后呈負相關。皮質醇的變化是睡眠不足會導致24小時的濃度波動。睡眠不足會使夜間甲狀腺素升高大打折扣.24小時平均濃度降低30%。而相比每晚睡12小時的人,每晚睡6小時的人早餐后血糖會升得更高些,而反復睡眠不足的人進食含糖類的早餐后糖耐量會降低。在睡眠不足的人中每日f均瘦素水平、峰值、波動幅度均會降低20%~30%,相當于正常睡眠的年輕人每日節食900千卡的效應。另外,對人類的研究亦提示,睡眠時間減少后瘦素水平降低,腦腸肽水平增加,易饑餓,從而使體重增加。
總之,睡眠與人體各種激素水平都密切相關。這也就解釋了為什么睡眠對人體全身各個器官系統那么重要。
日思三餐,夜思一宿。充足的睡眠必不可少,細水長流,欲速則不達,關注睡眠,便是關愛健康。