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睡眠博士のぐっすり眠りなサイエンス

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睡眠の科学的メカニズム

1. 睡眠とは

(1)睡眠の役割
疲労した脳を休息させるための積極的な適応行動です。
発達した大脳をもつ人間では、睡眠の良否が高度な情報処理能力を左右します。
睡眠の役割は、活動のパフォーマンスを向上させることです。

(2)良い睡眠とは
目覚めたときの「熟睡感」や「すっきり感」と言った満足度の高い睡眠のことではありません。活動を生き生きとさせる睡眠のことです。

2. 睡眠のメカニズムとは

(1)恒常性維持機構(ホメオスタシス)

疲れたから眠る
活動中に酷使された脳を積極的に休ませる

(2)体内時計機構(サーカディアンリズム:概日リズム)

夜になると眠くなる
いつもの就寝時刻になると眠くなる

3. 体内時計と体温とは

(1)体内時計のしくみ
眼などから入った光の信号は、視神経 → 視交叉上核 → 上頸神経節 → 松果体に達します。

松果体では、睡眠を促すホルモン物質「メラトニン」が産出されるのですが、光を感知すると、その分泌が抑制されます。

夕方~夜になるとメラトニンの分泌が始まり、やがて全身の臓器に行き渡って夜間休息体制(睡眠)をとります。
※夜、部屋の灯りが明る過ぎるとメラトニンが分泌されにくく、寝付けない原因となります。

(2)体内時計がつくる眠りのリズム
朝、光を浴びてから一定時間(14~16時間)が経過すると、深部体温が低下し始めます。

ほぼ同時にメラトニンの分泌量が上昇し始めて眠くなります。

すなわち朝、光を浴びる時刻が、その日の眠りの時刻を決めます

(3)眠りと目覚めの準備

指先体温が上がり始めると徐々に深部体温が下がり始め、睡眠に入ることがわかります。

その後、目覚める2~3時間前に最低体温となり、やがて上昇して目覚めの準備をします。

目覚める頃には活動するために必要な体温に戻っています。

(4)体内時計の周期

4. レム睡眠とノンレム睡眠とは

レム睡眠
REM
|
睡眠中に眼球が素早く動いている
(Rapid Eye Movement)
夢をみたり、金縛りにあったりする
|
浅い眠り・体の眠り
ノンレム睡眠
NON-REM
|
眼球運動を伴わない
睡眠の深さに応じて4段階に分けられる
|
深い眠り・脳の眠り

分類

レム睡眠

ノンレム睡眠

役割

・からだの休息
・記憶の整理、固定
・技能の習熟

・脳の休息
・体組織の修復
・成長ホルモンの分泌
・エネルギーの節約
・免疫機能の増強

状態

・眼球がキョロキョロ動く
・身体の力が完全に抜けている
・呼吸や脈拍が不規則
・夢を見る

・入眠直後に現れる
・身体を支える筋肉は働いている
・眠りが深くなるに連れて呼吸数と脈拍数が安定し少なくなる
・夢はほとんど見ない

5. 睡眠のパターンとは

(1)正常な睡眠では、一夜の睡眠の間に各睡眠段階が約90分周期で繰り返され、全睡眠中に4~6回の睡眠周期が現れます。

(2)一般に、第3・4段階の深い睡眠は前半に多く、レム睡眠は後半に多く出現します。

子供の場合では深く質の良い睡眠となっていますが、年齢と共に深いノンレム睡眠が減少し、高齢者の場合では浅いノンレム睡眠が多く、中途覚醒が目立っています。また、レム睡眠も減少しています。

6. 年齢による推移とは

年齢と共に、総睡眠時間とREM睡眠率は減少して行きます。


新生児期及び乳児期
睡眠としては未発達で睡眠総量が多く、昼夜にわたって小刻みに繰り返されます。

幼児期及び小児期
昼夜のリズムと同調し、昼寝が少なくなって夜に連続した長い眠りが出現します。
ノンレム睡眠が先行してレム睡眠が後続するという睡眠単位が確立し、深いノンレム睡眠が多くなります。

思春期及び成年期
社会的文化的に管理されるようになり、睡眠総量が減少する傾向になり、また個人差が大きくなります。一般に深いノンレム睡眠が多いパターンが継続します。

中高年期
加齢とともに睡眠の質が劣化し始めます。睡眠時刻のズレ、深いノンレム睡眠の減少、中途覚醒の増加による分断化、昼寝や居眠りの出現などが目立って来ます。

7. 個人による違いとは

睡眠時間が6時間未満の者を「短眠者:ショートスリーパー」、9時間以上の者を「長眠者:ロングスリーパー」 と呼びます。遺伝的な素因に基づく傾向がありますが、固定されたものではなく、同一人でも変動します。

短眠者は睡眠効率が良く、深いノンレム睡眠の割合が多いのに対し、長眠者は浅いノンレム睡眠、レム睡眠、中途覚醒の割合が多い

短眠者の代表は「ナポレオン:3時間」、長眠者の代表は「アインシュタイン:10時間以上」が有名です。

一説には、短眠者は外向的であまりくよくよしない「実業家」タイプ、長眠者は内向的で思慮深い 「芸術家」タイプと言われています。

8. 睡眠と各種ホルモンとは

睡眠に関係する代表的な生体ホルモンとしては、次の3つが挙げられます。

成長ホルモン
脳の下垂体から分泌されます。
主に肝臓に働きかけ、骨や筋肉・内臓器官の発育に関わっています。
肌にハリと潤いを与えます。
入眠直後の深いノンレム睡眠中に多く分泌されます。

メラトニン
脳の松果体から分泌されます。
生体リズムを調節します。
性腺を抑制し、眠るための準備として深部体温を低下させます。
夕方暗くなる頃から分泌され、身体に眠りの準備をさせます。

コルチゾール
副腎皮質から分泌されます。
代謝促進作用があります。
ストレスを測定する指標となります。
覚醒直前に多く分泌され、身体にストレスに対する準備をさせます。