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健康生活疾病防治

2021-10-14 10:00:00

睡眠品質如何影響你的健康:從賀爾蒙水平的觀點

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人類在其一生中大約有三分之一的時間睡眠,但睡眠的內源性機制及其在體內平衡中的作用仍有待進一步研究。根據轉錄-翻譯反饋迴路(TTFL) [1],生物時鐘是一種自主機制,使生物體準備好在細胞、器官和生物體水平上與外部刺激相互作用。

晝夜節律系統的特徵在於內源性節律性(即獨立振盪)和根據外部因素改變其時間的能力。

視交叉上方的前側下丘腦中的視交叉上核 (suprachiasmatic nucleus, SCN,圖一) 構成了晝夜節律調節的主要部位(又稱中央時鐘)。

 

圖一、視交叉上核

參考來源:https://q-more.chemeurope.com/q-more-articles/58/from-the-reveller-to-the-lark.html

 

SCN內的神經元放電傳播晝夜節律,也參與協調外圍時鐘系統。除了晝夜節律定時系統外,睡眠階段、喚醒水平、快速眼動 (REM) 和慢波睡眠是晝夜節律的其他重要因素。

 

幾種賀爾蒙的水平根據明暗循環而波動。這些賀爾蒙的調節受睡眠影響與內在晝夜節律系統(circadian system)之間相互作用的影響,因此當睡眠週期和內在計時系統不同步時,可能會發生由於賀爾蒙或代謝失衡而導致的不利健康影響。生長激素、褪黑激素、皮質醇、瘦素和飢餓素與睡眠品質和晝夜節律高度相關。還有內源性(endogenous)晝夜節律機制用於調節葡萄糖代謝和與脂質代謝有關的類似節律,通過各種生理時鐘基因(clock genes)的作用進行調節。人體共有超過兩萬個基因,這些基因當然不可能個別一一對晝夜環境變化進行反應,而是透過生理鐘基因來調節全身上下所有的基因表現。

 

睡眠障礙會對荷爾蒙節律和新陳代謝產生負面影響,還與肥胖、胰島素不敏感、糖尿病、荷爾蒙失衡和食慾失調有關。晝夜節律紊亂,可能由於葡萄糖和脂質穩態受損、褪黑激素和皮質醇節律逆轉以及時鐘基因節律性喪失而對健康產生嚴重負面影響。這就是為什麼睡個好覺對於保持賀爾蒙平衡至關重要。

 

什麼是賀爾蒙,它們有什麼作用?

賀爾蒙是化學信使,在調節身體的許多過程、系統和功能方面發揮著至關重要的作用。身體需要一系列不同的賀爾蒙才能正常運作。它們通過內分泌系統釋放,內分泌系統是遍布全身的器官和腺體網絡。
賀爾蒙負責許多身體功能,包括:

•新陳代謝和食慾

•生長

•體溫

•性功能和生殖

•心率

•血壓

•睡眠-喚醒週期


體內許多賀爾蒙的產生和功能受到其他身體功能的影響,如睡眠。

 

晝夜節律與賀爾蒙水平

各種賀爾蒙功能及其釋放受晝夜節律(Circadian rhythms)的影響(圖二)。晝夜節律是遵循24小時周期的身體、心理和行為變化。這些自然過程主要對光的強弱做出反應,並影響大多數生物,包括動物、植物和微生物。時間生物學是對晝夜節律的研究,與光相關的晝夜節律的一個例子是晚上睡覺,白天醒著。

 

 

圖二、晝夜節律與賀爾蒙水平

 

充足的睡眠對於調節多種賀爾蒙很重要,包括:

• 皮質醇

• 雌激素和孕激素

• 飢餓激素,如胰島素、瘦素和飢餓素

• 褪黑激素

• 甲狀腺激素

•生長激素


例如,褪黑激素控制睡眠模式並告訴你的身體何時該入睡。人體生長激素在深度睡眠期間釋放,這對細胞生長和修復至關重要。其他賀爾蒙,如皮質醇,取決於睡眠時間、持續時間和釋放質量。身體中幾乎所有的賀爾蒙都會根據你的晝夜節律而釋放,也稱為睡眠-喚醒週期。規律的睡眠有助於調節賀爾蒙,每當我們長期破壞睡眠的時間和質量時,就會破壞這種平衡,並為疾病敞開大門。

 

皮質醇

皮質醇是睡眠調節皮質醇的水平,一種由腎上腺產生的類固醇激素。皮質醇表現出晝夜節律;其水平在生物夜間迅速上升,並在生物早晨達到峰值 [2]。皮質醇在整個 24 小時內以脈動的方式釋放。
皮質醇也被稱為壓力賀爾蒙。它有助於調節體內的其他賀爾蒙。當你放鬆、睡得好、醒來有充飽電的感覺時,你的皮質醇會在醒來 30分鐘內達到高峰。那個高峰會引發你所有的其他賀爾蒙,包括你的甲狀腺和雌激素。而睡眠不足會對皮質醇的釋放產生許多負面影響。醫學研究顯示,每晚睡足7 - 9 個小時,可以適當地控制皮質醇水平。

 

雌激素(Estrogen)、黃體酮(progesterone)和甲狀腺(thyroid)激素

雌激素和黃體酮在維持生殖系統健康方面發揮著作用。當你睡不好時,早上醒來時皮質醇會很高。這會破壞雌激素和黃體酮之間的平衡與節奏。它會導致你的甲狀腺激素分泌減緩,這也會影響你的新陳代謝。

 

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飢餓激素

睡眠是新陳代謝的重要調節器 [3],新陳代謝是體內將食物轉化為能量的化學反應過程。睡眠中斷或睡眠不佳會直接影響體內飢餓激素的產生和水平 [4]。這會擾亂飢餓感、食慾和食物的攝入量,從而可能導致體重增加。


睡眠品質差會擾亂

•瘦素(leptin)

•飢餓素(ghrelin)

•胰島素

 

這些賀爾蒙負責

• 飽足感

• 飢餓感

• 血糖調節

• 脂肪的儲存


這些賀爾蒙負責你吃的食物如何被轉換成能量和儲存於身體。睡眠不佳會擾亂這種微妙的相互作用,並可能導致胰島素抵抗和體重增加,尤其是在你的腹部。即使一晚睡眠不好也會擾亂你的胰島素水平。

 

 

褪黑激素(Melatonin)

褪黑激素表現出強大的晝夜節律性,研究表明,與白天相比,生物黑夜的褪黑激素水平較高 [5]。

褪黑激素分泌途徑SCN延伸至室旁核(paraventricular nucleus, PVN),再延伸至上胸脊髓、頸上神經節和松果體 [6]。褪黑激素在調節人體睡眠中起著重要作用。服用緩釋或經皮膚輸藥褪黑激素可減少睡眠潛伏期、增加總睡眠時間並改善睡眠維持 [7]。褪黑激素不會影響睡眠開始或核心體溫。在研究中,褪黑激素的功效持續存在,並沒有顯著影響SWS或REM 睡眠的比例 [8]。褪黑激素還具有時間生物效應(chronobiotic effect),可以幫助維持最佳睡眠覺醒週期 [9]。

 

褪黑激素是一種由松果體產生的賀爾蒙 [10],與身體的睡眠-覺醒週期有關。它有助於調節身體的晝夜節律,因此你可以入睡並保持睡眠。睡眠中斷或不良會影響褪黑激素及其在促進大腦睡眠方面的作用。褪黑激素控制著體內許多個基因,包括參與免疫系統的基因 [11],因此通過良好的睡眠來管理褪黑激素是關鍵。

 

生長激素

睡眠會影響體內人類生長激素(又稱生長激素)的數量和產生。當你減少睡眠時,你的生長激素水平就會降低,你可能無法修復損傷,更有可能積累腹部脂肪。
生長激素,在以下方面起著至關重要的作用:

•蛋白質生產和合成

•肌肉發育

•新陳代謝

•免疫力


60多年來,睡眠研究人員已經知道有兩種主要的睡眠類型 [12]:

REM睡眠 (Rapid Eye Movement Sleep, 快速眼動睡眠)跟NREM(non Rapid Eye Movement Sleep, 非快速眼動睡眠)。

NREM睡眠現在被認為由三個階段組成,稱為N1、N2、N3。


生長激素水平在睡眠期間增加,並在入睡後立即達到峰值 [13]。在研究中,與N1和N2以及快速眼動睡眠(REM)相比,在睡眠期間每30秒測量一次生長激素水平,在慢波睡眠 (slow-wave sleep, SWS)(又稱深度睡眠)期間顯著增加 [14]。睡眠時會間歇性分泌生長激素,這可能與SWS的周期性有關 [15]。與健康受試者相比,有睡眠頻繁紊亂特徵的創傷後壓力障礙患者,其夜間生長激素水平較低 [16]。

根據 2016年的一項研究 [17],生長激素會影響體內葡萄糖、脂質和蛋白質的調節和代謝。此外,生長激素缺乏已被證明 [18]與生長、身體成分和新陳代謝的改變有關 [19]。

 

 

睡眠和賀爾蒙水平過低

大多數成年人所需的理想睡眠時間約為 7 - 9 小時。睡眠不足會導致:

•免疫力降低

•更頻繁的感染

•疾病增加

•食慾大增

•更高的卡路里消耗

•體重增加


規律且良好的睡眠對於最佳的賀爾蒙調節很重要。這包括睡眠足夠長和足夠深以進入快速眼動 (REM) 睡眠。輕度睡眠或經常被打斷的睡眠不會起到作用。睡眠債是一種流行病,很多人認為這是忙碌生活方式的一部分。睡眠尤其是深眠時可以清除大腦中的毒素,睡眠不足會對你的內部生物化學造成嚴重破壞。睡眠質量低或睡眠不足會擾亂體內的賀爾蒙平衡。

如果睡眠不足,賀爾蒙平衡就會中斷,如果你的身體產生皮質醇的時間更長,這意味著你身體產出的能量會比需要的多。這導致分泌更少的瘦素和更多的飢餓素。你可能也跳過了睡眠期間生長激素水平所帶來的癒合和修復時間。

 

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過多的睡眠和賀爾蒙水平

更多的睡眠並不總是更好。一項研究表明 [20],女性在 7 小時睡眠時的認知測試中表現最好,但超過9小時以上的睡眠與較低的認知評分相關。

睡眠過多會導致:

• 頭昏眼花

• 白天疲勞

• 新陳代謝降低

• 注意力不集中

• 睡眠週期中斷


由於高質量的睡眠對健康和賀爾蒙調節至關重要 [21],因此過度睡眠——類似於睡眠不足——會對身體產生一些負面影響,包括新陳代謝 [22]。

 

 

獲得足夠睡眠的秘訣

賀爾蒙調節對於幾乎每個身體過程都是必不可少的,您可以採取多種措施來確保充分獲得睡眠:

•盡量爭取每晚睡足 7-9 小時。

•定時入睡和起床,訓練你的身體知道什麼時候該睡覺。

•如果你前一晚睡眠不佳,請在第二天限製糖的攝入量以彌補胰島素水平的紊亂。

•避免因缺少睡眠而累積睡眠債,熬夜追劇的代價太大。

•將電子產品、人造光源和電話遠離臥室。

•保持睡眠空間涼爽且通風良好。你甚至可以嘗試冷卻枕頭、床墊和床單。

•購買優質床墊,讓你的身體得以舒適而深沉地休息。

•建立一個睡前屬於自己的放鬆程序,讓你的身體為休息做好準備。

•考慮使用可穿戴設備跟踪你的睡眠,以估算你睡眠品質。

•使用睡眠面罩或遮光窗簾遮擋光線。

•嘗試使用白噪聲機器來消除乾擾性聲音。

•僅將臥室用於睡眠和性行為。

 


如果你經常睡眠不足、醒來時昏昏沉沉或一整天都感到疲倦,你可能需要諮詢睡眠專家了,他們可以確定你是否可能患有睡眠障礙並幫助你培養獲得良好睡眠的技能。

治療睡眠障礙有很多選項,包括:

•失眠的認知行為療法 (cognitive behavioral therapy for insomnia, CBT-I)[23]。

失眠之認知行為治療主要包括(1)睡眠衛生教育、(2)刺激控制法、(3)放鬆訓練、(4)限眠療法、與(5)認知治療。

•冥想練習

•生活方式的改變

•處方藥

 

延伸閱讀
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讓食物逆轉你的慢性疾病 營養密度的衡量: ANDI食物評分

 

小結

有證據表明,睡眠質量和晝夜節律會影響各種賀爾蒙和代謝過程,這種相互作用是由許多時鐘基因介導的。

睡眠障礙會增加肥胖、糖尿病和胰島素不敏感的風險,以及瘦素和飢餓素的失調,對人類健康產生負面影響。晝夜節律紊亂通常由輪班工作引起,由於葡萄糖和脂質穩態受損、褪黑激素和皮質醇節律逆轉、瘦素和飢餓素失調、更嚴重的代謝症候群和時鐘基因節律喪失,可能會對健康產生負面影響。

良好的睡眠是體內賀爾蒙平衡所必需的,這對身體功能和過程很重要。堅持規律的睡覺與起床時段,每晚7 - 9個小時的睡眠。若前一晚睡眠不佳,第二天要限制糖的攝取量。這可以幫助你調節賀爾蒙並從中獲得健康益處。

 

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參考資料

[1] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11015601/
[2] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11559786/
[3] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20811596/
[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0026049518300635
[5] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20679498/
[6] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10096604/
[7] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11696071/
[8] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16774150/
[9] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20410229/
[10] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6057895/
[11] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3645767/
[12] https://www.livescience.com/59872-stages-of-sleep.html
[13] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8126142/
[14] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2005213/
[15] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1592892/
[16] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21489700/
[17] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1096637415300071
[18] https://www.nature.com/articles/nrendo.2018.22
[19] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5642081/
[20] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3079935/
[21] https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-74326-0_10
[22] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1087079217300916
[23] https://www.sleepfoundation.org/insomnia/treatment/cognitive-behavioral-therapy-insomnia

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