第五章 晚上 5.1 甜蜜的夢

●　進入睡眠

這是漫長又緊張的一天。在給了妻子一個晚安吻之後，你側躺在一邊，幾秒鍾就沉沉睡去了。好吧，至少在睡覺期間化學會放過你吧？但事實並非如此。

古希臘人認為睡眠由睡神修普諾斯（Hypno或Hypnos，希臘語?πνο?）掌管，他是黑暗神厄瑞玻斯（Erebus，希臘語?ρεβο?）的兒子、死神塔納托斯（Thanatos，希臘語Θ?νατο?）的孿生兄弟。希臘眾神中還有掌管我們夢境的夢神（Oniros），他是大地女神或黑夜女神之子。後來，奧維德（Ovidio）在他的《變形記》（Metamorfosi）中指出，修普諾斯和黑夜女神的兒子墨菲斯（Morpheus）是我們夢境的創造者。

除了神話，無論是從睡眠的作用還是從睡眠的機製方麵來說，睡眠一直是一個有趣的科學之謎。研究睡眠-覺醒交替的學者頭腦中最早產生的想法之一就是，在睡眠開始時，有某種化學物質在我們血液中循環。然而，這一假設在通過觀察連體嬰兒的行為之後，很快就被推翻了。這些雙胞胎，由於身體上的結合，必然具有相同的循環係統，但他們卻能彼此獨立地入睡。因此，並不是血液中存在的某些物質讓我們入睡。

1910年，法國人勒內·勒讓德（Ren Legendre）和亨利·皮隆（Henri Piron）發表了他們對狗的實驗結果[74]。他們強迫一些狗在10天內保持清醒，然後抽取它們的腦脊液並注射到其他狗的神經係統中。大約一個小時後，其他狗就陷入了深深的睡眠。這一結果表明，腦脊液中存在某種能夠誘發睡眠的物質。勒讓德和皮隆稱這種物質為催眠毒素（hypnotoxin）。同年，日本人石森國臣（Kuniomi Ishimori）也進行了類似的實驗，得出了相同的結論[75]。他將這個假設中引起睡眠的物質稱為深生物質（hypogenic substances），還試圖分離出這種物質，但最終失敗了。

1964年，莫尼耶（Monnier）和霍斯利（H?sli）[76]確定了一種被稱為δ睡眠誘導肽（delta-sleep inducing peptide）[77]的物質，這種物質取自沉睡兔子的血液，其他兔子注射後會產生睡眠。但該觀點遭到其他研究人員的質疑。

1967年，美國科學家約翰·帕彭海默（John Pappenheimer，1915—2007）用山羊做了與勒讓德、皮隆和石森類似的實驗[78]。從山羊的腦脊液中，他能夠分離出所謂的S因子。該因子在1982年被確定為是胞壁酰二肽（Muramyl peptide），這是一種由免疫係統產生的分子。腦脊液中還有許多其他物質，包括δ睡眠誘導肽、脂多糖（Lipopolysaccharide）、前列腺素（prostaglandin）、白介素-1（Interleukin-1）、幹擾素-a2（interferon-a2，一種誘導腫瘤細胞壞死的因子）、血管活性腸肽（vasoactive intestinal peptide）和血清素（serotonin）。我們已經發現，其中的許多物質也能夠影響體溫和身體的免疫反應。

特別是同樣存在於細菌的細胞壁中的胞壁酰二肽，它負責觸發免疫反應，產生所謂的細胞因子（cytokine），進而產生抗體和巨噬細胞。因此，當身體受到傳染病的影響，並伴隨發燒時，也會有更強的睡意。根據這些證據，有人認為睡眠可能在優化免疫反應過程中起重要作用。

但是目前尚不清楚睡眠是直接受胞壁酰二肽的介導，還是由受到胞壁酰二肽刺激的細胞因子引發的。

根據其他理論，前列腺素是睡眠機製的基礎。從化學角度來看，前列腺素是屬於類花生酸（Eicosanoids）類的分子。類花生酸是多不飽和脂肪酸，是花生四烯酸（Arachidonic acid）的衍生物。圖40所示為花生四烯酸的分子結構。

圖40　花生四烯酸的分子結構

類花生酸參與了維持人類生理健康的多個重要過程。包括：炎症、與創傷或疾病有關的發熱和疼痛、凝血、血管收縮或舒張的調節、腎髒對鈉和水的重吸收、胃液的分泌、生殖係統的某些功能、分娩時子宮平滑肌的收縮。最後，類花生酸還在睡眠-覺醒周期的調節中發揮著重要作用。

如果證明了某些物質可以誘發睡眠，那麽我們就有理由發問，究竟是什麽決定了我們大腦產生這些物質？具有助眠功能的似乎還有另一種叫作褪黑素（Melatonin）的物質，其化學名稱是N-[2-（5-甲氧基-1H-吲哚-3-基）乙基]乙酰胺{N-[2- (5-Methoxy-1H-indol-3-yl) ethyl]acetamide}，是鬆果體[pineal body，又稱腦上腺（epiphysis）]產生的一種激素。鬆果體位於兩個半球之間的大腦深處。在20世紀70年代中期，哈裏·林奇（Harry J. Lynch）和同事[79]證明褪黑素的產生遵循晝夜節律，即以24小時為周期而變動。

褪黑素在天黑後不久開始產生，其在血液中的濃度在夜間逐漸增加。最高濃度出現在淩晨2點至4點。之後，隨著早晨的臨近，濃度開始逐漸降低。暴露在光線下會抑製褪黑素的產生。這一切似乎都是由下丘腦的一個特定區域，即視交叉上核（Suprachiasmatic Nucleus，位於視交叉上方）來調節，它直接接收來自視網膜的信號，而視網膜又受到環境中光線的影響。

在鬆果體中，褪黑素由血清素（5-羥色胺，5-hydroxytryptamine）轉換而來。血清素也是鬆果體產生的一種物質，當然它也可由身體的其他部位產生。圖41所示為血清素的分子結構。

圖41　血清素的分子結構

除了作為合成褪黑素的前體，5-羥色胺還有其他重要功能，在調節睡眠—覺醒周期方麵也發揮著積極作用。它在白天產生，使我們保持警覺和清醒，刺激學習和記憶活動，提高我們的意識狀態和注意力，影響我們的情緒並刺激各種生理活動。在晚上，很大一部分的5-羥色胺會被轉化為褪黑素，使人安眠。

還有另一種物質在誘導睡眠方麵似乎也很重要，它的名字叫作食欲肽（orexin）。在英語中，它也被稱為下視丘分泌素（Hypocretin），翻譯成意大利語讀起來就有點滑稽，叫作ipocretina[80]。當我們醒著的時候，這種物質的濃度很高。除了使我們保持清醒，高濃度的下視丘分泌素還能使我們保持心情的舒暢、專注和警覺。在睡眠期間，它的濃度就會顯著下降。2013年，《自然通訊》[81]發表了一項關於下視丘分泌素作用的有趣研究。加州大學洛杉磯分校（University of California, Los Angeles）的精神病學教授傑羅姆·西格爾（Jerome Siegel）與其合作者發現，患有日間深度嗜睡症[發作性睡眠症（narcolepsy）]和突發性肌無力的人，他們的下視丘分泌素的分泌處於低水平。下視丘分泌素缺乏也可能是導致抑鬱症和睡眠過度的原因之一。因此，實驗中抑鬱症受試者比較嗜睡並不是偶然現象。

通過上麵的內容（盡管是以一種總結的方式），我們可以了解到調節我們睡眠-覺醒周期的大腦機製是多麽複雜。要認識大腦這個非常精密的機器，道阻且長。但無論如何，這一次化學又發揮了重要的作用。