私たち人間を含む多くの高等動物において、睡眠は単なる「休息」以上の意味をもつ生理現象です。活動と休息のリズムは多くの生物に共通していますが、「睡眠」という状態は、発達した中枢神経系、特に大脳を有する生物に特徴的な現象であり、その複雑さと重要性は、脳の進化の過程と密接に関係しています。
大脳は膨大な数の神経細胞（ニューロン）から構成され、視覚、聴覚、言語、記憶、意思決定など、人間特有の高度な認知活動の中枢を担っています。しかし、この大脳は極めてエネルギーを消費する器官でもあり、特に酸素の供給に敏感で、持続的に活動させると疲労しやすく、機能不全に陥る危険があります。したがって、定期的な「脳の休息」としての睡眠は、生理的に不可欠な現象なのです。脳が「眠る脳」であると同時に、他の神経系に対して「眠らせる脳」として機能する仕組みは、まさに精緻な進化の産物といえるでしょう。
睡眠は自発的にやってくるもののように思われますが、その背景には多くの生理的因子が複雑に関与しています。睡眠に関連する因子としてまず挙げられるのが、「眠気」の発現です。これは一種のホメオスタシス反応であり、日中の覚醒活動が長く続くことで次第に蓄積される「睡眠欲求」によって引き起こされると考えられています。さらに風邪やインフルエンザなどの感染症に罹患した際にも強い眠気が現れることがあり、これには免疫系と睡眠との密接な関係が示唆されています。
実際に1975年にハーバード大学の生理学者John Pappenheimerらによって、睡眠剥奪されたヤギの脳脊髄液から、ノンレム睡眠を促進する「ムラミルジペプチド（muramyl dipeptide）」という物質が同定されました。このペプチドは、通常は細菌の細胞壁の成分として知られており、脳内で自然に産生されるものではありません。この物質が睡眠を誘発する仕組みは未解明ですが、腸内細菌によって合成された可能性が指摘されており、腸と脳との相互作用—いわゆる腸脳相関—の一例ともいえるでしょう。
また、他にも免疫系に関与するサイトカインの一つである「インターロイキン-1（IL-1）」も睡眠促進因子として知られています。IL-1は主にグリア細胞やマクロファージによって産生され、炎症反応を促進すると同時に、脳内の睡眠促進作用も示すことが分かっています（Krueger et al., 2001）。このように、睡眠と免疫は相互に影響し合う関係にあり、感染時の睡眠の変化も生体防御機構の一部と考えられます。
近年、睡眠ホメオスタシスの中心的な因子として注目されているのが「アデノシン（adenosine）」です。アデノシンは、ATPやDNA・RNAなどの構成要素として生体内に広く存在する物質ですが、神経伝達においても重要な役割を果たしています。特に、覚醒状態が続くと神経活動の増加により細胞外アデノシン濃度が脳内で上昇することが示されています。このアデノシンが神経細胞のアデノシン受容体に結合することで、神経活動を抑制し、眠気を誘導するというメカニズムが報告されています。
興味深いことにコーヒーや紅茶に含まれるカフェインはこのアデノシン受容体の拮抗薬として作用します。つまりアデノシンの働きをブロックすることで眠気を抑え、覚醒状態を維持することができるのです。このことからも、アデノシンが睡眠欲求の重要な信号物質の一つであることが理解されます。なお、アデノシンの脳内濃度は、睡眠中に次第に減少していくことも確認されており、これは睡眠によって「蓄積された覚醒の疲労」が解消されていることを示唆しています。
睡眠は進化的に発達した脳の機能を保つうえで不可欠な生理的現象であり、その背後には免疫系や神経系の複雑なネットワークが関与しています。眠気を引き起こす物質の研究は、単に眠気のメカニズムを理解するためだけでなく、不眠症や過眠症といった睡眠障害の治療法開発にもつながる重要な基礎研究といえるでしょう。今後、脳と免疫、そして睡眠を統合的にとらえる研究の進展によって、より深い理解と新たな治療の可能性が広がっていくことが期待されます。
