睡眠剥夺作为多系统生理应激源：共享机制与临床意义的综述

《Sleep Medicine》：Sleep Deprivation as a Multi-System Physiological Stressor: A Review of Shared Mechanisms and Clinical Implications

　　

• 睡眠剥夺被界定为一种多系统应激源，而非单一器官的问题。• 交感神经、HPA轴、炎症和昼夜节律通路在各系统中反复出现。• 证据强度存在差异，因为大多数人体数据仍停留在关联性层面。• 代谢和心血管方面的联系基于大规模人体数据集。• 生殖和基因组学领域的发现主要源自动物实验或小型样本。

引言

睡眠在进化生物学中占据了一种矛盾的位置：在生物体无法觅食、交配或躲避捕食者的时间里，睡眠似乎没有任何明显的优势，然而它在几乎所有被研究的物种中都被保留下来，这表明其益处远大于这些代价（Siegel, 2009）。调控人类睡眠-觉醒周期的两个主要调节过程（一个是由清醒期间腺苷积累驱动的稳态过程，另一个是由下丘脑视交叉上核控制的昼夜节律过程）相互作用，产生了定义典型夜间睡眠的交替性非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠结构（Borbély等人，2016）。非快速眼动睡眠，特别是其最深层阶段[N3，慢波睡眠]，主要出现在夜间的前半段，与身体修复、记忆巩固和免疫调节密切相关；而快速眼动睡眠，更多地出现在后半段，与情绪处理以及程序性记忆巩固有关（Rasch & Born, 2013; Walker, 2009）。

尽管睡眠结构已被详细刻画，睡眠不足在工业化社会中依然普遍存在。2022年对美国成年人的一项横断面分析发现，近三分之一的受访者报告存在睡眠困难，超过四分之一的人报告白天嗜睡（Di等人，2022）。全球系统性综述数据表明，约40%的世界人口存在睡眠质量不佳，约29%的人存在失眠症状（Canever等人，2024）。这种睡眠不足带来的后果远不止白天疲劳。睡眠剥夺现已被认为是几乎所有器官系统功能障碍的一个因素，而越来越多的机制性文献表明，这种广泛的系统参与并非偶然：慢性睡眠不足作为一种共同的应激源，汇聚于少数生理通路（主要是交感神经和HPA轴激活、低水平系统性炎症以及昼夜节律/激素去同步化），这些通路随后向外传播至各系统特异性病理。

本综述聚焦于睡眠不足的系统和临床后果，并综合了睡眠剥夺和/或限制在六个领域中被最广泛研究的证据：认知与学业功能、免疫调节与癌症风险、代谢健康、心血管和肺部疾病（包括与阻塞性睡眠呼吸暂停的双向关系及其对危重患者的意义）、生殖与内分泌功能，以及基因组稳定性。为使范围可控，本综述围绕一个问题而非围绕全面性进行组织：睡眠不足的多系统后果能否由少数共同的应激机制解释？第8部分将这些线索汇聚在一起，并明确指出由此产生的框架所主张和未主张的内容。不属于此问题的主题不予涵盖，包括特定睡眠障碍的药物和行为治疗、除学校时间表外的儿科和青少年睡眠、睡眠-觉醒障碍的分类学，以及神经退行性病变中的睡眠。当历史上确立的关联被更新、更大规模的数据复杂化或反驳时（如睡眠时长与总体癌症发病率的关系），本综述明确体现这种细微差别，而非默认采用早期更夸张的主张。本综述旨在为临床医生和研究人员提供一份整合的、以机制为基础的、当前参考文献支持的叙述，说明为何睡眠不足作为一种多系统应激源发挥作用，以及这种定位对睡眠医学的临床实践和未来研究有何意义。

本文是一篇叙事性综述，旨在提供关于睡眠不足导致的多系统生理后果的整合性、机制导向的综合分析，而非系统性综述或Meta分析。因此，本综述按照叙事性综述文章评估量表（SANRA）的原则进行，强调文献识别、研究选择和解释过程的透明度。

使用PubMed、Google Scholar和ScienceDirect在2026年1月至8月间进行了结构化文献检索。检索策略将广泛的睡眠相关术语（包括睡眠剥夺、睡眠限制、睡眠丧失、短睡眠时长、睡眠碎片化和昼夜节律紊乱）与与本综述各章节相关、针对不同器官系统的关键词相结合，包括记忆巩固、海马、自然杀伤细胞、免疫功能、癌症、胰岛素抵抗、肥胖、心血管疾病、阻塞性睡眠呼吸暂停、睾酮、卵巢储备、端粒、基因组不稳定性及相关变体。由于检索过程是迭代和按章节进行的，而非单一方案驱动的查询，因此未预先记录每次数据库查询的具体产出数量；能够可靠报告的数字是实际保留和引用的来源数量，这些数字报告在第1.2节和图1中。

优先考虑2019年以后发表的对同行评审的系统性综述、Meta分析、大规模前瞻性队列研究、随机或对照实验研究以及高质量机制研究。当早期里程碑式研究代表持续支撑当前理解的基础证据，或较新的研究主要是扩展而非取代其发现时，也纳入了这些早期研究。在适当情况下，人类和动物研究均被纳入考虑，特别是在讨论无法在人体受试者中直接研究的机制性通路时。

研究选择基于其与各主题章节所涉及的机制性或临床问题的相关性，而非预定的资格标准或定量筛选程序；这是叙事性综合的特征，并以可重复性上的相应代价为代价，将在第9部分进一步讨论。当多项研究涉及同一主题时，更大程度的侧重给予当代系统性综述、Meta分析、大型观察性队列研究、共识声明和临床实践指南，而实验研究和临床前研究主要被纳入以说明生物学机制。相互矛盾的结果被有意保留并加以讨论，以反映证据的当前状态，特别是在近期数据挑战了历史上被接受结论的领域，如睡眠时长与癌症风险或生殖内分泌功能的关系。

由于本综述旨在提供机制性和临床整合的综合分析，而非估计汇总效应量，因此未进行正式的风险偏差评估或Meta分析方法。每个系统仅总结到识别其主要机制性通路和界定支持性人体证据强度的深度。在我们的配套文章中开发的材料——该文章在本综述着手前已完成（Ghanem等人，2026b），即陈述-免疫记忆平行论、两个假设的记忆轴及其潜在的去甲肾上腺素/MCH神经环路——在此未作重复讨论；第2.1节仅基于系统-整合文献并独立于该文献（两篇文章不共享任何数据、图形或表格）。整体文献识别和证据综合过程总结在一个结构化流程图中（图1）。

睡眠相关暴露并非等同，将其视为单一构念会模糊机制和临床意义。在本综述中，睡眠不足作为一个总括术语，用于指睡眠时长不足，包括完全睡眠剥夺（在没有睡眠的延长时段，通常至少24小时，几乎总是实验性的）、部分睡眠限制（在连续一夜或多夜中缩短至低于习惯所需时长）以及观察性队列报告中报告的习惯性短睡眠时长。睡眠碎片化、睡眠质量差、失眠障碍、阻塞性睡眠呼吸暂停和昼夜节律失同步被作为不同的、但经常相互重叠的睡眠干扰形式处理，在讨论每一种具体作为暴露因素时均明确指明；这些维度大体对应于多维睡眠健康框架（Buysse, 2014; St-Onge等人，2025）。"睡眠干扰"这一总括短语仅在基础文献无法作出更细分化区分时使用。

由于这些暴露因素使用非常不同的设计进行调查研究，为每个论断附加的证据权重均明确陈述而非隐含。在以下各章节中——第2章认知与学业后果、第3章免疫失调与癌症风险、第4章代谢功能障碍：2型糖尿病与肥胖、第5章心血管疾病、第6章生殖与内分泌效应、第7章基因组不稳定与细胞老化——在做出论断之处注明了主要来源的研究设计，使用按因果推断强度从高到低排列的五个预设类别：(i) 人体前瞻性数据的系统性综述和Meta分析；(ii) 大型前瞻性队列研究；(iii) 人体随机或其他方式对照实验研究；(iv) 横断面或病例对照研究；以及(v) 临床前动物研究。第(iv)和(v)类中的发现被描述为机制性或产生假说的，不单独用于支持因果性表述。当某项研究为唯一来源时，该事实会在正文中说明。

表1中类别性证据一致性评级遵循由这些类别衍生的明确规则，如表脚注所述，不构成正式的GRADE评估。当一个系统至少有一个前瞻性人体数据的Meta分析报告了方向一致的关联，且独立对照实验性人体研究支持同一方向时，被评为非常高；当存在Meta分析或大型前瞻性人体数据但在各结果间方向不一致，或最强的机制支持来自临床前研究时，评为高；当主要机制证据为临床前，或可获得的人体证据主要为横断面时，评为中等。这些评级描述了一组文献的成熟度和内部一致性，而不描述任何效应的大小，也不表达对因果关系的确定性。各主题章节引用的来源数量如下：引言与方法，9篇；认知与学业后果，8篇；免疫失调与癌症，11篇；代谢功能障碍，11篇；心血管与肺部疾病，27篇；生殖与内分泌效应，20篇；基因组不稳定与细胞老化，9篇；以及整合模型，5篇。参考文献列表包含96篇独特来源。

章节摘要片段

记忆巩固与海马-新皮层对话

睡眠通过至少三种在时间上不同的机制支持记忆：在编码前为大脑的新学习做铺垫、在学习后巩固最近获得的信息、以及促进新信息与现有知识的整合（Rasch & Born, 2013）。在清醒期间，海马体运作为一个高容量但易变性的短期存储；其有限的容量使其易受干扰性遗忘的影响，即新编码的材料覆盖……

睡眠、天然免疫监视与感染易感性

睡眠与免疫功能之间存在双向耦合：感染和炎症刺激促进睡眠，而充足的睡眠反过来支持固有免疫和适应性免疫功能（Besedovsky等人，2019）。这一关系现已在一项经典研究中得到实验证明：健康成年人前一周客观测量的睡眠时长与他们在接受对照组鼻病毒暴露后患感冒的可能性呈反向预测关系（Prather等人，2015）。

胰岛素敏感性与葡萄糖稳态

实验性睡眠限制与健康个体的类糖尿病代谢表型相关。在一项常被引用的、在健康年轻男性中进行的小型对照交叉研究中，在受控实验条件下维持，参与者每晚限制4小时睡眠连续六晚，与随后的睡眠延长条件相比，静脉葡萄糖耐量试验中葡萄糖清除率降低了40%，伴随大约30%的……

睡眠时长与心血管风险：当前流行病学证据

睡眠时长与心血管结局之间的关系已在大型前瞻性人体队列中被广泛表征，现在已成为美国心脏协会关于多维睡眠健康的正式科学声明的主题，该声明明确指出单凭时长是不完整的衡量指标，连续性、时机、规律性和睡眠结构值得同等程度的临床关注（St-Onge等人，2025）。2022年一项汇集队列数据的剂量-反应Meta分析……

生殖与内分泌效应

生殖生理学是人体中最对睡眠敏感的系统之一，由脉冲式下丘脑-垂体-性腺轴信号调控，而该轴本身又受到昼夜节律和睡眠阶段结构的同步化。直到最近，这方面的文献主要由小型实验研究构成；然而，2023年至2026年间发表了大量新的机制性和群体水平证据，澄清了所涉及的通路以及人体数据中的显著细微差别。

睡眠剥夺的转录后果

睡眠剥夺产生了可测量的全基因组基因表达改变。在一项具有影响力的人体转录组学研究中，为期一周的实验性睡眠限制（每晚约六小时）与睡眠延长条件相比，改变了参与者外周血中711个基因的表达，其中约一半上调，一半下调（M?ller-Levet等人，2013）。

上调基因不成比例地与炎症相关

迈向整合模型：跨系统共同机制的提议框架

前文各节按系统逐一描述了睡眠中断的后果，这是遵循文献本身的惯例。然而，仔细研读这些研究成果后发现，它们实际上并非彼此独立。有三条机制线索反复出现且足够一致，足以 warrant 对其进行显式综合。以下提出的是一个组织框架，而非一种已证实的共同因果通路。框架内各个环节的证据状态差异明显：部分环节证据较强，

优势与局限

本综述具有多项优势。首先，它采用多系统视角，整合了认知、免疫、代谢、心血管、生殖及基因组等领域的证据，而非孤立地看待这些生理系统。这一方法有助于识别共同的机制通路（包括交感神经系统激活、HPA轴失调、慢性低度炎症及昼夜节律紊乱），这些通路可能解释了广泛的临床

结论

睡眠限制再也不能被准确地描述为一种良性的生活方式不便或局限于神经系统的关切。本文所审视的证据（涵盖认知、免疫、代谢、心肺生理学、生殖内分泌及基因组稳定性）支持这样一个模型：睡眠不足或紊乱的睡眠充当一种系统性生理压力源，通过数量相对较少的共同下游通路发挥作用。同时，本综述旨在

贡献声明

Hrayr Pierre Attarian：审稿与编辑、验证、监督。Colette S. Kabrita：监督、项目管理、方法论。Firas K. Ghanem：原创撰稿、可视化、调研、数据整理、概念化。

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本研究未获得公共、商业或非营利领域资助机构的任何特定拨款。

利益冲突声明

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Firas K. Ghanem | Hrayr Attarian | Colette S. Kabrita