环境因素对睡眠的影响

环境因素对睡眠的影响 唐向东 美国东弗吉尼亚医学院病理解剖系睡眠实验室 　　环境因素 ,如噪音、温度、光照和习惯睡眠环境的改变 , 都可能影响到睡眠结构和特征。探讨和阐明环境因素对睡 眠的影响 ,对健康有直接意义。一些环境改变也可能作为睡 眠紊乱的治疗手段。 1　环境噪音 ( environmental noise) 整夜的平均的噪音强度在 40～120 dB (A )的范围 ,是最 常见的环境噪音 ,比如靠近繁忙的公路和医院的重症监护室 ( ICU)。所以 ,这个强度范围的环境噪音对人的睡眠的影响 被较多地在实验室中研究 [ 1, 23, 32 - 35, 42, 56, 70 - 71 ]。结果较为一 致 ,相对于无噪音的正常环境 ,多数受试者表现出深睡眠 (阶 段 4)的减少 ,浅睡眠 (阶段 2)的增多 ,睡眠连续性的破坏 (增加的觉醒发作和缩短的 NREM长度 )和减少的 REM睡 眠量的倾向。但睡眠总量没有显著改变 ,证明人生活在这样 的环境噪音中并没有明显的睡眠总量的剥夺。对 NREM变 化 ,深睡眠减少 /浅睡眠增加的量与噪音水平的增加呈现出 较明显的线性关系 [ 59 - 60 ]。但对 REM睡眠的破坏 ,相对于对 NREM影响 ,需要更高的噪音域值 [ 32 ]。对有较高噪音峰值 的环境 ,比如在 ICU中 ,很多噪音的峰值大于 80 dB (A ) ,多 导睡眠图检查显示 ,受试者在这样环境中 ,不仅有显著增加 的觉醒发作 ,而且有总的睡眠量的减少 [ 11 - 12 ]。提示 , ICU的 噪音不仅影响患者的睡眠质量 ,也可能影响睡眠的数量。 多导睡眠图的检查并发现 ,对 15 dB的噪音强度 ,年轻 人和老年人有相对接近的深睡眠量的减少和浅睡眠量的增 加 ,而中年人表现出较高的敏感 ,有更多的深睡眠量的减少 和浅睡眠量的增加 [ 59 - 60 ]。在不同多导睡眠图测试环境中 , 受试者在实验室中较家中敏感 10 dB [ 57 ]。对每夜 7次噪音 刺激 ,在连续 24个整夜睡眠图的检查发现 ,相对于无噪音的 对照状态 ,深睡眠减少和浅睡眠增加的量 ,在 24个夜晚中基 本一致 ,但觉醒的次数在第 14天后降低了大约 50% [ 59 ]。另 外 ,很多居民可能生活在低频率 ( 20～200 Hz)的噪音环境 中 ,比如高频的汽车噪音经过房间墙壁和窗户降低后。研究 发现 ,受试者在这样的环境中表现出较长的深睡眠的潜伏 期 ,明显的早晨起床后的疲乏及减弱的糖皮质激素早晨觉醒 的反应 [ 42, 70 ]。但稳定的低频噪音可能缩短睡眠潜伏期 [ 34 ]。 白天工作在工业噪音环境对夜晚整夜睡眠也有显著影 响 [ 24 - 26 ]。与直接在睡眠时噪音暴露的效果相反 ,相对于无 噪音的基线水平 ,白天在 80～85 dB (A )的噪音环境中工作 8～12 h,受试者在整夜睡眠图的 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 中表现出深睡眠 (阶段 4)的增加和浅睡眠 (阶段 2)的增加 [ 24 - 28 ]。这个结果提示 , 白天较高的噪音负荷可能导致在接下来夜晚中有较高的睡 眠压力。与睡眠图的资料一致 ,激素水平检查表明 ,白天噪 音环境的暴露显著升高整夜睡眠中血中生长素和泌乳素的 水平 [ 25 - 26 ]。两者均为促进睡眠的激素 [ 47 ]。但长期白天噪 音暴露对整夜睡眠的影响不同于急性噪音暴露。相对于对 照组 , 1～2年 75 dB (A)的白天噪音暴露显著减少整夜睡眠 中 RME, NREM和阶段 4的量。但在暴露 5～10年或 15年 后 ,睡眠结构的改变降低 [ 18 ]。 噪音对动物睡眠的研究较少。由于动物的听觉感受和 人类不完全相同 ,种系之间也有差异 ,比如 ,小鼠可听的频率 范围远远高于人类 [ 19 ]。所以 ,在动物饲养室或实验室中的 高频噪音刺激可能对小鼠睡眠的影响更明显。 Fischer 344 大鼠的听觉敏感度在 4 Hz的频率范围较 B rown Norway大鼠 高 20 dB [ 28 ]。这些听觉频率和强度范围的差异可能导致噪 音对动物睡眠影响的质量和数量方面的差异。有限的动物 实验表明 ,对大鼠睡眠的结构的影响随试验用的噪音强度和 类型有关 [ 43 - 44 ] ,也和声音刺激出现在不同的动物行为时相 有关 [ 5 ]。在大鼠 ,噪音暴露增加睡眠 - 觉醒转换的频率 ,降 低 NREM和 REM的总量。间断方式的声音刺激对大鼠睡眠 连续性的破坏较连续方式的刺激明显 [ 43 ]。一项连续 9个 12 h的睡眠 记录表 体温记录表下载消防控制室值班记录表下载体温记录表 下载幼儿园关于防溺水的家访记录表绝缘阻值测试记录表下载 明 ,噪音对大鼠睡眠总量的减低在 9 d中 没有差异 ,表明大鼠没有表现出环境噪音的适应。环境噪音 对睡眠的破坏可能是永久性的 [ 44 ]。 2　周围环境温度 ( ambient temperature) 关于环境温度对睡眠的影响 ,动物实验资料较人的研究 为多。在大鼠实验中 ,较一致的报道 ,环境温度的适度增加 , 比如从 22℃～24℃增加到 29℃～30℃,增加 NREM和 REM 睡眠量 ,降低觉醒时间 [ 29, 41, 51, 61 - 62 ]。环境温度升高引起的 NREM时间的增加与在觉醒期中增加的 NREM发作次数有 关 [ 41, 61 - 62 ]。实验尚表明 ,环境温度升高引起的睡眠总量的 增加可稳定地持续数天 [ 6, 48 - 49, 51 ]。如果环境温度从 30℃继 续升高到 33℃,大鼠表现出减低的 REM睡眠 , NREM没有变 化 [ 29 ]。相反 ,低温环境 ,温度由 22℃～24℃降低到 18℃,减 低睡眠量 ,尤其以 REM睡眠的减低较为明显 [ 29, 41 ]。低温暴 露引起的大鼠 REM睡眠减低一般会有在接下来正常环境温 度恢复期中 REM睡眠反跳 ( rebound)的现象 [ 6, 51 ]。在猫 ,相 对于正常的 23℃周围环境 ,在 30℃时 , REM睡眠增加 ,但在 15℃或 7℃,或在 35℃, NREM和 REM睡眠均减低 [ 7 ]。在仓 鼠 ( golden ham ster) ,如果周围环境温度从 5℃升高到 30℃, 在 30℃动物表现出最多的 REM睡眠 [ 55 ]。不同小鼠之间 ,表 现出对环境温度变化的不同反应。例如 ,在 3周的连续记录 中 ,相对于 25℃的环境 ,在 34℃时 , C57BL /6和 BALB /C小 鼠各自表现出 25%和 13%的 NREM 增加 , 58%和 77%的 REM增加 ;在 10℃时 ,各自表现为 9%和 7%的 NREM减少 和 24%和 36%的 REM减少 [ 51 ]。 ·6· Guangdong M ed ica l Journa l　Jan. 2007, Vol. 28, No. 1 有限数量的睡眠图检查证实 ,低温环境对人的睡眠的影 响和动物类似 ,比如 13℃相对于较正常的 25℃环境 ,人的 NREM睡眠 , 尤其是 REM 睡眠明显减少 , 觉醒时间增 加 [ 8, 30, 40 ]。但对中等度的升温 ,如温度从 19, 22, 25, 29到 34℃,人没有表现出和动物类似的 NREM和 REM睡眠量的 增加 [ 8, 30, 40 ]。只是在 11周的婴儿 ,温度从 24℃升高到 28℃, 婴儿表现出由 REM睡眠到觉醒状态的减少 ,提示中等度的 升高环境温度可能改善睡眠 [ 21 ]。环境温度的继续升高 ,人 表现出和动物类似的睡眠瓦解。比如 ,在 37℃的电热毯上 , 受试者显示出减少总的睡眠时间 ,增加觉醒频率和周期 ,增 加的睡眠阶段之间转换降的频率 ,降低的阶段 1和慢波睡眠 及延长的深睡眠的潜伏期 [ 31 ]。总之 ,对睡眠的瓦解和扰乱 而言 ,人似乎对低温环境较高温环境更为敏感 [ 30 ]。 动物和人对温度的感知是通过皮肤上的热感受器经细 纤维 (C类纤维 )传到中枢。对新生大鼠用辣椒素处理 ,可永 久性地毁损外周的细纤维 (C类纤维 )。早期的研究报道 ,用 辣椒素处理后的新生鼠 ,在成年后暴露在中等度的升温环境 中没有通常的睡眠增加的反应 ,提示升高温度增加睡眠的效 应是经过皮肤的热感受器中介的 [ 41 ]。但最近的一个类似研 究报道了相反的结果 ,认为这一效应更可能是通过升高血液 的温度由中枢直接感受中介的 [ 29 ]。有数篇报道采用化学损 毁中枢核团的方法证实 ,中央视前核 (medial p reop tic)和脑 桥被盖 (pontine tegmentum) 可能对高温环境中睡眠的改善 起基本的调控作用 [ 7, 61 - 62 ]。 3　光照 ( light) 一般认为 ,光照在睡眠昼夜节律的调节中具有重要功 能。日间强光 ( daytime bright light)暴露对人的夜间睡眠的 影响被较广泛地研究。在实验动物 ,用较短地光照 - 黑暗周 期 (L ight - Dark Periods)及恒定的光照或恒定的黑暗经常作 为研究手段 ,与通常状态的 12～12 h光照 - 黑暗周期进行 比较研究。这些通过改变光照的强度 ,数量和周期的研究方 法对阐明光照对睡眠的调节作用和影响提供了很多资料。 1986年 , Czeisler等通过监测体温和糖皮质激素水平 ,发 现在连续 7 d的傍晚 4 h强光暴露后 ,可产生大约 6 h昼夜 节律周期 ( circadian pacemaker) 的延迟 ,首次提出了傍晚的 强光暴露可重设 ( reset) 24 h昼夜节律周期的假说 [ 15 ]。睡眠 昼夜节律的规律也可能随之改变。此后 ,较多的工作检查了 连续多日的睡觉前 2～5 h强光 ( > 2 000 Lux)暴露对整夜睡 眠和 深 部 体 温 的 影 响 , 相 对 于 正 常 的 光 照 或 暗 光 ( < 100 Lux)环境等对照组。这些检查较一致地发现 ,相对 于对照组时间匹配的时程 ,强光暴露可引起持续数小时的升 高体温 [ 11 - 13, 15 - 16, 18 ]。进一步证明了强光暴露可延迟体温的 24 h昼夜节律周期。多数实验观察到了 ,傍晚的强光暴露显 著增加 NREM 潜伏期 [ 11 - 13, 16, 18, 37 ] ,甚至 REM 潜伏期 [ 11, 37 ] , 但不改变 NREM 和 REM的总量 [ 13, 16, 18 ]。个别工作发现强 光暴露尚可增加第 1个 NREM发作的 Delta能量 [ 11 ]。在强 光暴露后接下来的日间 ,受试者在多次睡眠潜伏期测试中 , 表现出缩短的睡眠潜伏期 [ 19 ]。接下来的整夜睡眠中的后半 夜 ,阶段 2增加和 REM睡眠减少 [ 67 ]。这些发现较为一致地 揭示出 ,傍晚的强光暴露 ,对当夜的睡眠具有瓦解作用 ,并在 第 2天 ,表现出较高的睡眠压力 ( sleep p ressure)。进一步的 工作 ,在强光暴露时 ,将双眼遮盖 ,可完全消除强光暴露后引 起的升高体温和对睡眠瓦解的作用 [ 16 ]。证明这些效应是通 过视觉传导中介的。与此相反 ,早晨的强光暴露 ,可显著增 加夜间睡眠的效率 ,减少夜间睡眠中觉醒发作的次数 [ 36 ] ,引 起在早晨较早的体温升高 [ 13, 17 ] ,似乎增加睡眠倾向 [ 13 ]。 根据早期的研究结果 ,大鼠在 24 h恒定的黑暗环境中 , 与时间匹配的 12～12 h (L /D)的光照期比较 ,表现出增加的 Delta能量和较好的睡眠连续性及没有总睡眠量的不同 ,推 测与强光暴露对人的睡眠瓦解的作用一致 ,光照对大鼠的睡 眠可能有同样的负面影响 [ 4, 63, 65, 72 ]。相反 ,在这个比较中 ,大 鼠表现出较少的 REM睡眠 [ 65 ]和较低 Theta活动 [ 4 ]。进一步 的实验发现 ,如果大鼠在恒定的黑暗环境中成长 ,较在 12～ 12 h (L /D)中长大的大鼠 ,有降低的 REM睡眠量 [ 14 ]。这些 资料似乎提示光照对维持一定量的 REM睡眠是必须的。大 鼠在恒定的光照环境中长大 ,表现出较多的 REM睡眠 ,与在 12～12 h (L /D )中长大的大鼠的相应的 12 h黑暗期比 较 [ 72 ]。这个发现进一步支持光照可能增加大鼠 REM睡眠 的假说。 对 60～60 m in (L /D )对大鼠睡眠 - 觉醒周期的观察表 明 ,光照增加大鼠的睡眠 ,抑制觅食 ,饮水 ,自发运动和其他 觉醒行为 [ 9 - 10 ]。影响的程度和光照的强度呈线性相关。如 果将大鼠置于 60～60 m in (L /D)周期中 50～90 d,根据对自 发体动和饮水行为的检测 , 24 h昼夜节律消逝 [ 68 ]。当提供 12～12 h (L /D)的光照 ,昼夜节律可重建。证明每天一定持 续时间的光照对维持昼夜节律是必须的。60～60 m in (L /D) 周期交替可引起 NREM和 REM 睡眠暂时分离的现象 ,即 , NREM在光照期较高 , REM在黑暗期较高 (相对于 12～126 (L /D)交替周期中的相应时相 ) [ 3, 9 - 10, 39 ]。这种由光照到黑 暗环境的转换引起的 REM睡眠增加 ,不同的大鼠可由不同 的反应。最近台湾学者报道 , 60～60 m in (L /D )周期交替可 引起 Fischer 344大鼠有较明显的 REM睡眠增加 ,但 B rown Norway大鼠不明显 [ 66 ]。对脑电活动 ,在 NREM期 ,在 60 m in 的光照期相对于 60 m in的黑暗期 ,脑电的能量在中等频率 ( > 6 Hz)和较高频率 ( > 11 Hz)的范围均较低。相反 ,在觉 醒和 REM期 ,脑电的能量在一些频率范围 ,在光照的 60 m in 较黑暗的 60 m in为高 [ 3 ]。 在非常短的光照和黑暗交替调节下 (如 215 /215 m in L /D或 60～60 m in L /D) , REM睡眠和较密集的体动多出现 在光照期 ,光照可迅速地引发 REM 睡眠和体动。相反 , NREM睡眠在黑暗期逐渐减少 ,在光照期逐渐增多 [ 3, 9, 39 ]。 这个现象提示 ,对超短时相光照和黑暗交替的反应 , REM睡 眠和自发体动可能有类似的机制。另外 ,长光照周期 (16和 8 h,光照 /黑暗 )和短光照周期 (8和 16 h,光照 /黑暗 )也显 著改变大鼠的睡眠 ,相对于 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的 12～12 h (L /D )的光照周 期 [ 22 ]。8 h L /D的光照提前 ,可显著增加 NREM和 REM睡 眠 ,相对于 12 h L /D [ 53 - 54 ]。在这一条件下 , NREM睡眠相应 提前 ,但 REM睡眠仍然较大程度上维持在 12 h的 L /D交替 的条件下 ,而出现 NREM和 REM睡眠的分离 [ 53 ]。 4　新的睡眠环境 ( environmental novelty) 1966年 , A gnew首次在文献中描述了受试者在睡眠 实验室中的“第一晚效应 ”( first night effects, FN E) [ 2 ]。 ·7·广东医学 　2007年 1月 第 28卷第 1期 即受试者在第 1夜的检查中 ,相对于后几夜的整夜睡眠 图 ,表现出睡眠潜伏期的延长和睡眠总量的减少 [ 2, 46, 69 ]。 一过性的失眠 ( transito ry insom nia)在日常生活中 ,比如突 然改变睡眠环境 ,较为常见。睡眠实验室中的第一晚效 应 ,是受试者在睡眠实验室中表现出一过性失眠。第一 晚效应也被较多地用于一些精神疾病的研究中 ,如焦虑 症 ,抑郁症和失眠 [ 38, 45, 50, 52, 64 ]。在这些疾患中 ,受试者多 有显著增加的第一晚效应 ,即更为明显的睡眠潜伏期延 长和睡眠总量的减少。 对实验动物每周常规的更换鼠笼 ,也可能引起类似的睡 眠改变。我们观察了在小鼠更换鼠笼后的睡眠图 [ 58 ] ,发现 , 相对于时间匹配的基线水平 ,小鼠睡眠总量的减少可持续 3 ～5 h。尤其是在较为焦虑 ,敏感的 BALB /c小鼠。结果提示 更换鼠笼可作为简便的动物模型 ,用于一过性失眠的研究。 可能更为重要的是 ,由于目前多数的应激刺激 ,均引发睡眠 的增加 ,缺乏理想的用于治疗失眠症药物筛选的动物模型。 更换鼠笼引起的睡眠总量减少 ,有可能是简便和可靠的用于 治疗失眠症药物筛选的模型。 参考文献 (1～72略 ,以第一作者姓氏的首字母顺序排列 ,需要者请与本文作 者联系。E - mail: tang@evm s. edu) (收稿日期 : 2006 - 11 - 13　编辑 :庄晓文 ) 昼夜节律失调性睡眠障碍 潘集阳 暨南大学附属第一医院睡眠障碍门诊 (广州 510630) 　　昼夜节律失调性睡眠障碍 ( circadianrhythm sleep disor2 ders)是指个体睡眠与觉醒的生物节律与所处的环境模式不 协调而引起的睡眠障碍。在人类 ,自我调节的昼夜节律是由 控制起搏器 - 视交叉上核 (位于下丘脑的一对结构 )所产 生。睡眠 -觉醒周期 ( sleep - wake cycle)是人类最为明显的 昼夜节律 ,昼夜节律的改变往往伴有失眠或白日过度嗜睡的 症状。 睡眠 -醒觉周期的生物节律障碍可以归为有以下两类 : ①地球白天黑夜周期随人的生物节律时间改变问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 (如出 现倒班工作睡眠障碍 ,时差改变障碍 )。②人的生物节律时 间随地球白天黑夜周期改变问题 (如出现睡眠时相延迟障 碍、睡眠时相提前障碍、非 24 h睡眠 - 醒觉综合征 )。美国 睡眠医学会在 2005年出版了睡眠障碍国际分类第 2 版 ( International Classification of Sleep D isorders Second Edition ICSD - 2) ,其中昼夜节律失调性睡眠障碍的诊断标准有以 下 : ①由于一下任何一项引起的持续性或反复发作性的睡 眠紊乱 : a. 昼夜时间维持系统的改变 ; b. 影响睡眠时机或持 续时间的内源性睡眠节律和外源性因素之间的失调。②与节 律相关的睡眠干扰导致失眠 ,白日过度嗜睡或者两者均存在。 ③该睡眠紊乱伴有社会、职业或其他领域功能的受损。 昼夜节律失调性睡眠障碍具体可分为以下几类 : ①睡眠 时相延迟障碍 ( delayed sleep - phase disorder, DSPD ) , ②睡 眠时相提前障碍 ( advanced sleep - phase disorder, ASPD ) , ③ 非 24 h睡眠 - 醒觉综合征 ( non 24 - hour sleep - wake syn2 drome) , ④不规则睡眠 - 觉醒节律 ( irregular sleep - wake rhythm) , ⑤倒班工作睡眠障碍 ( shift work disorder) , ⑥时区 改变睡眠障碍 ( jet lag disorder)。 1　睡眠时相延迟障碍 ( delayed sleep - phase disorder, DSPD) 　　睡眠时相延迟障碍是指主要的睡眠时期比自己所愿望 或者期望的时间点推迟 ,从而导致入睡性失眠或者在预期时 间醒转困难的症状。与其他短期的睡眠时相改变 (时差变化 障碍及倒班工作 )不同的是 ,睡眠时相延迟障碍患者的睡眠 时相延迟将在长时间内维持在一个稳定的状态。患者很难 调节其睡眠 -觉醒周期 ,以致出现失眠和白日过度嗜睡。因 此患者主要表现为不能按照社会环境的要求入睡和起床 ,入 睡晚和起床晚是其主要的临床特征。 睡眠时相延迟障碍是以睡眠入睡时间和睡眠醒来时间 比一般的睡眠醒觉时间推迟 3～6 h为特征。故本障碍的特 征为 : ①入睡和醒觉时间不可遏制地落后于自己期望时间 ; ②每天实际入睡时间几乎总在相同时间钟点 ; ③一旦入睡以 后很少或没有睡眠维持困难情况 ; ④在自己早晨预定意愿的 时间极难醒来 ; ⑤病情相对严重者 ,即使强化日常睡眠 - 醒 觉时间 ,也不能把睡眠时相提前几小时。 睡眠时相延迟障碍的诊断通常以临床症状为基础。如 果使用睡眠日志可以证实本障碍。夜间睡眠脑电图监测可 以排除其他的睡眠障碍。其他的诊断方法包括利用生物节 律周期的其他生理标志。 本障碍在临床诊断时需与精神障碍 ;正常的晚睡晚起 者 ;焦虑障碍及人格障碍者 ;非 24 h睡眠 - 醒觉障碍 ;睡眠 不足综合征 ;儿童期睡眠障碍等疾病作鉴别诊断。 睡眠时相延迟障碍的治疗总目标是重新调整生物节律 钟到理想的 24 h白天黑夜周期。治疗策略包括时间疗法、 强光疗法及褪黑素。治疗的成功与否依赖于许多变化因素 , 包括睡眠时相延迟的严重程度、共存的心理障碍、患者对治 疗依从的能力及意愿、学校时间表、工作安排及社交压力等。 2　睡眠时相提前障碍 ( advanced sleep - phase disorder, ASPD) 　　睡眠时相提前障碍是指患者的入睡与觉醒时间均比传 统的作息时间显著提前。睡眠时相提前障碍表现为主要睡 眠期比相应自己期望时间提前 ,结果导致无法克制的傍晚思 睡 ,过早入睡和比自己期望的时间过早醒来为基本特征的一 ·8· Guangdong M ed ica l Journa l　Jan. 2007, Vol. 28, No. 1