睡眠不足會帶來許多危害，例如思考能力下降、警覺力與判斷力削弱、免疫功能失調等等。導致失眠的因素很多，例如心理壓力過大、學習和生活壓力、不規律的作息等。2018年，美國哥倫比亞大學的一項研究，從分子層面揭示了失眠產生的原因。他們的研究指出，睡眠是對抗氧化應激的關鍵，睡眠不足會使人對氧化應激更敏感；同時，氧化應激也可能導致睡眠障礙及其相關病理改變。

氧化應激對睡眠的影響

睡眠受兩種不同類型的機制調節，一個是控制睡眠時間的機制，比如晝夜節律系統（例如夏天隨著白晝時間變長，我們早上會醒的更早）；另一個是控制睡眠持續時間的機制，也稱為睡眠穩態機制（它保證生物獲得足夠的睡眠時間，以及睡眠質量，也就是睡的沉、睡的香）。

(資料圖片)

關于晝夜節律調節的分子機制已得到很好研究，但調節睡眠穩態的機制目前尚不清楚，普遍認為與神經元的調控作用有關。

研究發現，活性氧 (ROS) 在清醒狀態下會在神經元中積累，而睡眠可以清除大腦中的ROS。ROS是新陳代謝中化學反應的副產品，如果過量，會引起破壞性的共價修飾，從而抑制蛋白質、脂質和DNA的功能，導致細胞死亡。因此，睡眠的核心功能，就是幫助清除腦中的ROS，所以睡眠也是大腦的抗氧化劑和保護機制。

研究人員以果蠅為研究對象，揭示了睡眠和氧化應激之間的關系

研究人員發現，睡眠時間過短，動物大腦中積累的ROS更高，這可以通過觀察到短睡眠后，果蠅頭部抗氧化和線粒體應激反應基因表達增加來證明，說明大腦中ROS水平確實增長了。而其他研究，也觀察到睡眠剝奪的動物，ROS誘導的基因表達顯著增加，也佐證了上述結果。睡眠不足長期累積會引起線粒體損傷，存在急性氧化應激的情況下，造成細胞死亡。

如上圖所示，ROS水平過高，會造成抗氧化基因SOD1和SOD2在神經元中過度表達，使睡眠時間減少；過氧化氫酶在神經元過度表達也減少了睡眠時間；睡眠減少，又會造成ROS水平增加，形成惡性循環。

結合研究數據，研究人員最終認為睡眠是人體天然的抗氧化機制，保護身體、降低大腦ROS水平，同時增加機體對急性氧化應激的抵抗力。而神經元中的ROS水平，在機體調節睡眠和清醒狀態的過程中發揮重要作用。所以，睡眠不足會引起大腦ROS水平增加，并降低對急性氧化應激的抵抗能力，造成大腦受損。

在對阿爾茨海默病、帕金森病、亨廷頓氏病的研究中，也發現氧化應激導致的大腦損傷。由于氧化應激可通過蛋白質損傷，誘導蛋白質錯誤折疊和聚集，ROS在神經元中的積累，可能也是神經退行性疾病發病機制中一個促成因素。所以，睡眠對于神經退行性疾病的預防，也具有關鍵作用。

氫氣提高睡眠質量的臨床試驗

大量的研究證實，氫氣可以有效減少ROS。目前，攝入氫氣的方式，主要包括飲用富含氫氣的富氫水，或吸入氫氣。

2014年和2017年，日本大阪市立大學進行了2次臨床試驗，檢驗富氫水對睡眠質量的影響。在2014年的雙盲試驗中，共有26位身體健康的普通民眾參與。試驗時間為4個禮拜，受試者分為2組，試驗組早、晚各飲用水素濃0.8~1.2ppm的含氫水300cc，另一組則飲用包裝一樣的普通飲用水。

試驗結束后，通過匹茲堡睡眠質量指數分析。結果試驗組PSQI總分明顯下降，意味著睡眠質量提升。

如上圖所示，試驗組（綠色）在4周后，睡眠質量改善；但同時期飲用一般水的對照組（灰色）則并沒有明顯的轉變。

在2017年的試驗中，研究對象擴大到20~69歲的更廣泛人群中，試驗組飲用堿性富氫水，對照組飲用純凈水，均為每天500毫升，連續飲用4周，然后進行血液檢查、體能評估和問卷評估，調查對身體健康、睡眠的改善。

如上圖所示，受試者試驗前后睡眠變化情況，可以看出睡眠狀態Bad的比例顯著下降，而Good的比例顯著增加，證明飲用堿性富氫水提高了睡眠質量。

我國一項針對晚期癌癥患者的臨床試驗中，也證明吸入氫氣可以提高患者的生活質量，特別在改善睡眠方面效果顯著。

如上圖所示，經過4周的治療，患者疲勞、失眠癥狀得到顯著改善。

研究結論

綜上所述，睡眠是大腦的天然抗氧化劑和保護劑，而ROS在大腦的過度積累會引起失眠，造成大腦損傷。飲用富氫水、吸入氫氣，在治療睡眠障礙，提高患者睡眠質量，改善健康人睡眠質量、抗疲勞等方面，有著廣闊的應用前景。

參考資料

Hill V M, O’Connor R M, Sissoko G B, et al. A bidirectional relationship between sleep and oxidative stress in Drosophila[J]. PLoS biology, 2018, 16(7): e2005206.

Mizuno K, Sasaki A T, Ebisu K, et al. Hydrogen-rich water for improvements of mood, anxiety, and autonomic nerve function in daily life[J]. Medical gas research, 2017, 7(4): 247.

Chen J B, Kong X F, Lv Y Y, et al. “Real world survey” of hydrogen-controlled cancer: a follow-up report of 82 advanced cancer patients[J]. Medical Gas Research, 2019, 9(3): 115.

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