睡眠和觉醒节律

睡眠与觉醒SleepandWakefulness孙秉贵基础系神经科学研究所[e-mail]睡眠和觉醒节律•睡眠和觉醒节律是一种内在的自主昼夜节律•正常情况下的睡眠-觉醒节律与外界自然环境下的光-暗交替节律基本一致•下丘脑的视交叉上核（suprachiasmaticnucleus,SCN）是生物体内源性昼夜节律的起搏点课程提纲•睡眠时相及阶段划分•睡眠过程中生理指标的变化•睡眠与觉醒的中枢调控•睡眠的生理学意义•睡眠异常课程提纲•睡眠时相及阶段划分•睡眠过程中生理指标的变化•睡眠与觉醒的中枢调控•睡眠的生理学意义•睡眠异常睡眠时相的监测手段•脑电图Electroencephalographic(EEG)•肌肉张力Muscletone•眼睛运动Eyemovements•心率Heartrate(andvariability)•呼吸频率Respiratoryrate(andvariability)•激素释放HormonalreleaseElectroencephalogram(EEG)=BrainElectricalActivityElectrooculogram(EOG)=EyemovementElectromyogram(EMG)–MuscleTension眼动电图肌电图脑电图脑电图、眼动电图、肌电图睡眠与觉醒的肌张力变化脑电波/Brainwaves频率8-13Hz，幅度20-100μV频率14-30Hz，幅度5-20μV频率4-7Hz，幅度100-150μV频率0.5-3Hz，幅度20-200μV睡眠时相•慢波睡眠（Slowwavesleep,SWS)•快波睡眠（Fastwavesleep,FWS)睡眠时相慢波睡眠（Slowwavesleep,SWS),其特征包括：●意识、感觉减退，反射减弱，肌肉松弛；●器官活动减弱；●少梦或不做梦；●无明显眼球运动；●脑电图出现高幅慢波又称为非快速眼球运动睡眠或同步化睡眠睡眠时相慢波睡眠（Slowwavesleep,SWS),其特征包括：●意识、感觉减退，反射减弱，肌肉松弛；●器官活动减弱；●少梦或不做梦；●无明显眼球运动；●脑电图出现高幅慢波又称为非快速眼球运动睡眠或同步化睡眠“休闲的大脑，可动的躯体”睡眠时相慢波睡眠又可分为：●I期入眠期脑电波趋于平坦，出现低波幅θ和β波●II期浅睡期特征性的梭型波出现●III期中度睡眠期20-50%的δ波●IV期深度睡眠期超过50%的δ波EEGRecordingsDuringTheFirstHourofSleep•PN28050.JPGPurvesFig27.6睡眠时相-脑电图波形特征Quietsleep(QS)REMSlowwavesleep,SWS睡眠时相快波睡眠：又称快速眼球运动睡眠（Rapideyemovementsleep,REM）或异相睡眠●意识、感觉进一步减退，反射进一步减弱，肌肉更加松弛；●部分器官异常活动（与梦境有关）；●做梦；●出现明显的眼球运动；●脑电图出现低幅快波，类似清醒状态睡眠时相快波睡眠：又称快速眼球运动睡眠（Rapideyemovementsleep,REM）或异相睡眠●意识、感觉进一步减退，反射进一步减弱，肌肉更加松弛；●部分器官异常活动（与梦境有关）；●做梦；●出现明显的眼球运动；●脑电图出现低幅快波，类似清醒状态“活跃的大脑，瘫痪的躯体”快波睡眠时眼球运动增加NotespindlesSWSOfallthephysiologicalchangesthatoccurinREMsleep,muscleparalysishassubstantialpotentialtoleadtopathology快波睡眠时肌肉松弛SWSEEGRecordingsDuringTheFirstHourofSleep•PN28050.JPGPurvesFig27.6Quietsleep(QS)REMSlowwavesleep,SWS睡眠时相-脑电图波形特征一个晚上的睡眠时相Purves27.7(A)DurationofREMsleepincreasesacrossanightReducednumberofverylargeslowwavesduringquietsleepacrossnight课程提纲•睡眠时相及阶段划分•睡眠过程中生理指标的变化•睡眠与觉醒的中枢调控•睡眠的生理学意义•睡眠异常睡眠期间生理指标的变化Purves27.7睡眠期间体温及激素水平变化小结:REMSleepMuscleparalysis-lossofmuscletonePhasiceyemovementsEEGisdesynchronized,lowamplitudeWildautonomicvariation!课程提纲•睡眠时相及阶段划分•睡眠过程中生理指标的变化•睡眠与觉醒的中枢调控•睡眠的生理学意义•睡眠异常慢波睡眠/SWS：基底前脑快波睡眠/REM：背外侧脑桥AfterSiegel,2005/SWS/SWS参与睡眠调节的神经递质和体液因子神经递质：5-羟色胺(5-HT)：由中缝核（Raphenuclei）分泌，可促进睡眠去甲肾上腺素(NE)：蓝斑（locuscoeruleus)分泌。蓝斑头部NE神经元维持觉醒，中后部NE神经元与异相睡眠产生有关多巴胺（DA）：中脑黑质神经元分泌，调节行为觉醒乙酰胆碱(Ach)：与触发异相睡眠有关参与睡眠调节的神经递质和体液因子神经递质：5-羟色胺(5-HT)：由中缝核（Raphenuclei）分泌，可促进睡眠去甲肾上腺素(NE)：蓝斑（locuscoeruleus)分泌。蓝斑头部NE神经元维持觉醒，中后部NE神经元与异相睡眠产生有关多巴胺（DA）：中脑黑质神经元分泌，调节行为觉醒乙酰胆碱(Ach)：与触发异相睡眠有关体液因子：生长激素(GrowthHormone)：主要在慢波睡眠时释放，可促进慢波睡眠腺苷：ATP的代谢产物，机体重要的催眠物质之一前列腺素D2：通过影响腺苷的释放而影响睡眠褪黑素（melatonin）：松果体分泌，调节睡眠节律，促进睡眠参与睡眠调节的神经递质和体液因子SakuraiTetal,1998Orexin:增食因子，促进睡眠课程提纲•睡眠时相及阶段划分•睡眠过程中生理指标的变化•睡眠与觉醒的中枢调控•睡眠的生理学意义•睡眠异常睡眠的生理学意义•睡眠确切的生理学意义还不清楚睡眠的生理学意义•睡眠确切的生理学意义还不清楚恢复理论:Sleeptorestandrecover,andpreparetobeawakeagain适应理论Sleeptokeepoutoftrouble,hidefrompredators睡眠有利于脑内代谢产物的排除Science2013,342：316-317课程提纲•睡眠时相及阶段划分•睡眠过程中生理指标的变化•睡眠与觉醒的中枢调控•睡眠的生理学意义•睡眠异常嗜睡症（Narcolepsy）SleepattacksatinappropriatetimesCanbetriggeredbyaffectivestimuli(e.g.,laughter,anger)SometimesassociatedwithcataplexyDiagnosisincludessleep-onsetREMOrexin(Hypocretin)isinvolved抑郁不好的睡眠习惯夜间肌阵挛昼夜节律改变失眠症（Insomnia）可能的机制Science326:1005-7,2009课程小结•睡眠时相及阶段划分•睡眠过程中生理指标的变化•睡眠与觉醒的中枢调控•睡眠的生理学意义•睡眠异常Thankyou!