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熬夜的人,怎么越熬越精神?
蓝染    来源社团:MoMoKe工作室
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【摘要】本文从当下人们生活熬夜现状中出现的问题切入,引出科普议题,介绍人体睡眠机制,然后分别从昼夜节律和睡眠稳态两方面具体介绍了影响睡眠的因素。最后总结导致熬夜的人越熬越精神的两种原因,并告诫人们不要熬夜。

熬夜的人,怎么越熬越精神?

近年来,熬夜已成为年轻人的常态。许多年轻人深夜王者开黑、酒吧夜店蹦迪,越熬越兴奋。渐渐地不再把熬夜太当回事儿。为此有人发出灵魂的质问:“他们不困吗?不用睡觉的吗?”

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其实,许多熬夜的人到深更半夜也会困,这点本人深有体会。但我还是有点纳闷,为啥熬过那个点就不再犯困,且越熬,还越精神!看来,我等熬夜修仙一族还是很有必要了解下人的睡眠机制,以及熬夜对人体影响。

睡觉时你大脑偷偷摸摸在干啥?

睡是人体一种本能行为,也是脑的一种主动调节过程。除了能消除人们在觉醒状态下工作、学习和劳动后的脑、体力疲劳外,还有许多更重要的功能。大家在睡眠过程中都会倣许多光怪陆离的梦。有时候睡起来元气满满,有时候睡起来昏昏沉沉。也有许多伟大的人物从梦中获得了灵感,创造了奇迹。最著名的就是凯库勒,他是一位想象力丰富的化学家,很长时间被苯分子的结构所困惑。一天晚上,他在书房中打瞌睡,脑中出现了旋转的碳原子,碳原子的长链像蛇一样盘绕卷曲,突然这条“蛇”咬住了自己的尾巴。他像触电般惊醒,最终提出了苯分子的结构。

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那你知道你在做梦的时候大脑在干什么吗?经过对脑电波数年的研究,有一点变得越来越清晰,那就是睡眠是一种高度复杂且活跃的活动。在睡眠过程中,大脑不是一直处于消极停顿状态,而会以一种有序的方式经历若干个不同的活动类型。睡眠和觉醒间的交替活动受人体内在生物钟节律控制,脑内某些神经结构与中枢的神经递质参与睡眠与觉醒状态的转换和维持睡眠。

睡眠过程中的脑电波非常有趣,你可以想象你正站在一个池塘边,你往池塘里扔了一块小石子,引起一阵涟漪,波纹从池塘中央向四周蔓延。不同大脑中心的电流活动就像小石子,产生水波,向大脑各处传播。砸的石头大小,你扔石头的频率会产生不同的波纹,大脑也是这样。不同睡眠状态的人体下波形不同。

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图1 睡眠中的脑波类型

1982年,Borbely博士在“人类神经生物学”杂志上发表了一篇文章。提出了“两过程模型(Two-Process Model)”,将睡眠和觉醒时间看作是由睡眠稳态(Process S)和昼夜节律(Process C)共同调节的结果。认为对睡眠的需求取决于之前的睡眠觉醒量和昼夜节律调节它们共同决定了睡眠的时间和倾向。

掌控人体作息的“时钟”——昼夜节律

即生物体的各种生理机能适应外界环境的昼夜变化而建立起的规律周期。其实就是人一天的生活规律,什么时间段适合做什么事。人们更喜欢称呼它为生物钟。人体通过内在的生物钟控制一天中睡眠觉醒的时间。

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图2 人类生物钟

有些人可能会说不同的人生物钟固然不同,这不过是一种自然规律罢了,能有啥科学体系。但有些人却因为研究它的科学原理荣获了科学最高领域的奖项。2017年诺贝尔生理学或医学奖就授予了美国科学家杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·杨,以表彰他们发现了控制昼夜节律的分子机制。三名科学家通过研究果蝇作为生物模型,分离出了一个控制生物正常昼夜节律的基因。他们发现这种基因可以编码一种蛋白质,这种蛋白质夜间在细胞内聚集,白天降解。随后确定了这个生物钟的其他蛋白质成员,发现了这个细胞内自我维持的钟表机制。

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图3 三名研究生物钟科学家获奖报道照片

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图4 果蝇生物钟基因表达的负反馈模型

所以按照昼夜节律来说,人到点就会睡觉,而现在许多人熬夜不困又是为什么哪?那我们接下来要说说人体的第二个睡眠调节机制。

藏在人体脑中的睡眠“工厂”———睡眠稳态

20世纪初,法国生理学家Piero和日本生理学家石森国臣不约而同做了一个非常类似的实验,向剥夺睡眠150~293 h后的狗脑脊液注射到正常狗的脑室,然后奇迹般地发现这些狗都发生了睡眠,首次提出了催眠素的概念。虽然当时无法对这种催眠物质进行定性,但他们的实验毫无疑问肯定睡眠物质的存在。[5]

而现在主流理论认为当时无法解释的催眠素就是“腺苷”,它是调节睡眠的内稳定因子,其在清醒状态下的积累导致了“困意”的产生。人体ATP逐级水解为ADP,AMP的过程中释放能量,其最终水解的产物腺苷浓度会逐渐升高,这就是我们疲劳和压力的来源。腺苷在神经系统内的积累会抑制下丘脑食欲素神经元的兴奋水平,催促神经系统进入睡眠状态。大脑在觉醒或睡眠剥夺期间不断消耗能量,能量代谢产物腺苷的累积可看作是大脑能量消耗增多的信号。腺苷水平随觉醒时间的延长而上升,并在睡眠期间下降。

熬夜的话,腺苷仍然积累。稳态调节机制会寻找合适的时机让身体疲惫休眠,使积累的腺苷消耗掉,从而维持身体的基本运作。

一百年多前科学家们通过对狗的研究实验提出了催眠素,为睡眠机制研究提供了巨大的参考价值。而现在一位中国科学家也在对老鼠睡眠研究的实验中得出了重要结论。李毓龙研究组发现睡眠剥夺后小鼠的睡眠时长的增加显著低于对照组小鼠,并且睡眠压力的清除速率显著快于对照组小鼠。从而提出损毁小鼠基底前脑区的谷氨酸能神经元,可导致腺苷浓度增加显著降低,睡眠稳态机制被打破。

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图5.李毓龙研究组文章杂志标题

那么综上来看,当你长期熬夜越熬越兴奋并且睡眠时间大大减少的时候,可以从两方面来推测原因。一方面长期的睡眠剥夺在损耗的很可能是你的神经元。神经元的“罢工”让你的腺苷浓度增加显著降低,睡眠压力清除较快。另一方面来说除了睡眠稳态机制被打破,被影响的还有你的生物钟,也就是前面提到的昼夜机制。昼夜节律性睡眠障碍(CRSD)中的睡眠时相提前综合征(ASPS)使得患者的睡眠和觉醒周期固定提前或延迟一段时间,造成熬夜越熬越精神,白天却时常犯困。

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所以当你熬夜越熬越精神时,要小心了!你的身体或许悄然开始发生了变化。所以各位熬夜冠军、游戏肝帝,别熬夜了!熬夜虽快乐,生命价更高!

【参考文献】

[1] 劳伦斯·J.爱泼斯坦(Lawrence J. Epstein). 如何睡个好觉[M]. 机械工业出版社,2019: 15.

[2] 付聪,于欢,陈云飞. 昼夜节律系统与成人昼夜节律睡眠觉醒障碍[J]. 生理科学进展,2019,50(1): 35

[3] 饶毅. 饶有趣味的大脑[M]. 北京:人民教育出版社,2015.

[4] 新华社. 美国学者因生物钟研究获诺贝尔生理学奖或医学奖.

[5] 曲卫敏,孙宇,许奇,等. 腺苷和睡眠觉醒调节[J]. 生理科物理学报,2011,27(1): 5.

[6]余劼,许奇,王毅群. 腺苷受体调节睡眠觉醒作用机制进展[J]. 生中国临床药理学与治疗学,2011,16(2): 214.

[7] Wanling Peng, Zhaofa Wu & Kun Song, et al. Regulation of sleep homeostasis mediator adenosine by basal forebrain glutamatergic neurons[J]. science,2020: 1208.

[8] 韩芳. 昼夜节律性睡眠障碍[J]. 生命科学,2015,27(11): 1450.

-完-
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熬夜的人,怎么越熬越精神?
蓝染

学校:武汉工程大学

学历:本科

专业:材料科学与工程

社团:MoMoKe工作室

职业:学生

评委点评 评语汇总

熬夜是一个被城市“宅族”和年轻人推崇的生活方式,如何科学而又系统地解释睡眠与熬夜对身体健康的意义是一个重大而又深奥的话题,过去几十年的国内外研究已经逐步揭示了生物钟的存在,本文将熬夜的化学生理化学机理进行了初步阐述,具有一定的科学性科普文章的结构具备,但语言功力尚需努力,一个可以引申无数遐想的深奥的话题,若没有使用让人浮想联翩的文学语言和构思,是不能打动读者心弦的。总体上作为科普文章有一定的可读性。

2020-11-09 23:51 匿名 ——

本文从当今最普遍的熬夜讲起,由浅入深讲述了人在熬夜时身体发生的微妙变化,语言风趣贴近年轻人,可以引起很好的共鸣。希望后续可以对存在有大段专业术语的段落进行适当通俗化,降低读者阅读压力,提升阅读兴趣。

2020-11-05 18:40 匿名 ——

熬夜的人怎么会越熬越清醒?作者从这一生活现象切入,为我们展开了条理清晰通俗易懂的科普。文中多处引用相关科学研究,具有一定的科普深度和权威性。在文学创作上,作者还有待发挥,内容上不太具有较强的吸引力。但总体来看,这是一篇不错的科普文章!

2020-11-05 17:20 匿名 ——

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