人疲倦了就要睡觉，这是自然而然的事情。但事实上人们对睡眠的生理机制几乎完全不了解。直至最近科学家们才发现睡眠是一种十分复杂的生理现象。人为什么要睡眠？如何引致睡眠？睡眠中身体发生了何种变化？为什么会从睡眠中醒过来？所有这些问题包含了人体内一系列复杂而深奥的生物化学反应，所涉及的器官众多，包括大脑各个不同的区域、内分泌系统和免疫系统等在内。
本世纪初，两位法国生理学家做过这样一次试验。他们把禁止睡眠达两周之久的狗脑脊髓液注射入能正常睡眠的狗体内，结果发现后者立即沉沉入睡，良久未醒。因此，他们提出了睡眠的一种假说：大脑在个体清醒的时候
会产生各种不同的引起睡眠的物质。这些物质显然储存在脑脊髓液里。后来，苏联一位生理学家提出，睡眠起因于大脑的皮质。他认为，大脑皮质的神经细胞因为在白天大量接受外界的刺激，导致疲劳而暂时失去活力，这种情况不断在脑内积累，因而引致睡眠。然而，他的假说很快就被证实是不正确的，因为去除大脑皮质的实验动物和先天性缺乏大脑皮质的婴儿仍然有睡眠与清醒的生理行为。有的科学家则把研究的重点放在脑的深处，他们试图在脑深层组织里寻找调节睡眠的真正区域。最近已有证据表明，这些区域就在脑干和下丘脑的某些神经细胞群（神经核团）处。
从前人们以为睡眠是一种静态行为，睡眠时大脑处于静止状态。在脑波扫描器发明以后，才发现睡眠时大脑的活动仍然十分活跃。睡眠大致可分成浅睡和深睡两个阶段。睡眠开始时属于浅睡阶段，大约持续十分钟。此时人的血压、呼吸次数和体温都会下降。此后，睡眠进入主要阶段即通常所说的熟睡了。这一阶段大约一个半小时，然后又返回短暂的浅睡阶段，再进入深睡阶段。在八小时的睡眠中，这种情况反复交替４～５次。有了脑波扫描器人们可以更多地了解睡眠时脑部的情况，但仍不知道为什么会有这些情况出现。
美国哈佛大学医学院的一位生理学家最近重做了上文提到过的两位法国生理学家的试验，从脑脊髓液中提取出那种可以导致睡眠的物质，经过鉴定，证实它是一种名叫Ｍｕｒａｍｙｌｐｅｐｔｉｄｅ（简称为ＭＰ）的醣蛋白。这种物质在一般细菌的细胞壁里也能找到。只要在免子体内注射十亿分之一克的ＭＰ就可以使免子熟睡数小时。它是一种强力的可以引致睡眠的化学物。实验又证明，ＭＰ还是一种可以促进身体免疫反应的铺助剂。ＭＰ的另外一种功能是可以刺激体内淋巴细胞制造淋巴活素──包括干扰素、脑瘤坏死因子和间球素一号等，这些淋巴活素可以大大增加免子的熟睡时间，也是一种可以导致和改变睡眠状态的化学物质。淋巴活素的另一种功能是能够刺激前列腺素的产生，它具有增强和活化体内吞噬细胞对付细菌的能力。这样科学家便提出了睡眠可以预防疾病的假说。
这种ＭＰ是哪里来的呢？科学家们认为是细菌。人体的皮肤和消化道大约含有一公斤各种各样的细菌，它们除帮助合成维生素Ｋ外，还含有ＭＰ。这些细菌进入体内后很快就被吞噬细胞消灭，而存在于细菌细胞壁里的ＭＰ则被释放出来进入血流。当血液里的ＭＰ达到某一定浓度时就会刺激脑干和下丘脑的神经细胞，引致睡眠；另一方面，ＭＰ刺激淋巴球产生淋巴活素，增强免疫系统的功能。由于这种生化反应每天不断地发生，因此，可以说皮肤和消化道里的细菌既是我们每天８小时睡眠的催化剂，也是抵抗疾病入侵的功臣。
既然睡眠与免疫系统之间的关系如此神奇和微妙，那么正常的睡眠又是如何引起，如何被抑制（即醒）的呢？科学家们经过一系列的实验发现，简单的睡眠和苏醒是通过起碱码包含三十多种化学物质之间的协调和对抗作用产生的。其中除大脑及免疫系统外，还包括调节人体日夜作息节奏的下丘脑──脑下垂体──肾上腺轴内分泌系统在内。科学家们指出它们引致睡眠和苏醒的一般道理是：由肠道和皮肤进入体内的细菌被吞噬细胞吞噬，细菌细胞壁的ＭＰ释放，促使免疫系统制造出间球素一号；间球素一号随血流到达脑下垂体，刺激其分泌生长激素（ＧＨ）（ＧＨ是骨骼和肌肉发育成长必不可缺的物质，也是与人的睡眠有密切关系的物质）。ＧＨ和间球素一号共同在起作用，人们便苏醒过来。间球素一号还可以刺激下视丘分泌一种名叫促肾上腺皮质素释出因子（ＣＲＦ），它直接作用于脑垂体，使促肾上腺皮质激素（ＡＣＴＨ）释出，它作用于肾上腺，使其分泌类固醇。类固醇是一种抑制睡眠物质。这一内分泌系统在人体中昼夜有规律地分泌，每天上午４～５点是分泌的最高峰，所以人们逐渐醒来。人们晚餐之后分泌最少，所以逐渐引致睡眠。
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