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pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35565879
ニュートリエント(Nutrients)2022 May; 14(9):1912.
2022年5月2日オンライン公開 doi:10.3390/nu14091912
pmcid: pmc9103473
概要
睡眠は周期的に起こる一過性の機能的な状態であり、主に神経生物学的プロセスによって制御されている。睡眠障害および不眠症は、あらゆる年齢層で診断されるようになってきている。
これらは、うつ病、精神障害、冠状動脈性心臓病、メタボリックシンドローム、および/または高血圧の危険因子である。刺激物の使用、ストレス、不安、睡眠前の電子機器の使用など、多くの要因が睡眠の質に悪影響を及ぼす可能性がある。
栄養、身体活動、睡眠衛生が睡眠の質に大きく影響することを示唆する証拠が増えてきている。このレビューの目的は、栄養、刺激物、身体活動など、睡眠の質に影響を与えうる要因について議論することであった。
キーワード 睡眠、栄養、身体活動、刺激物
1.はじめに
睡眠は、主に神経生物学的プロセスによって制御される自然で可逆的な状態であり、健康と幸福の維持に必要な人間生活の生理的部分である[1,2]。
睡眠は、外部刺激の知覚の低下と運動活動の停止に関連している[1]。睡眠の質は、食事[3]、身体活動[4]、遺伝[5]や環境要因[6]など、多くの要因に影響されている。
睡眠は、エネルギー消費を抑え、脳内のエネルギー貯蔵量の回復を高める、適応免疫反応と自然免疫反応を調節する、記憶の定着（獲得した情報の脳内固定）に寄与するなど、多因子にわたる効果を有している[2,7,8]。
睡眠障害は、心血管疾患、うつ病、癌を含む多くの異なる疾患の発症および進行と関連している[9,10,11]。また、睡眠障害は感染症のリスクも高める[12,13,14,15]。
非感染性疾患と睡眠障害の両方が著しく増加している現代において、睡眠の質を向上させるための要因に対する理解は非常に重要である。この叙述的レビューの目的は、栄養、刺激物、身体活動など、睡眠の質に影響を与える要因について論じることである。
1.1.睡眠相と睡眠時間
睡眠の継続性は、総睡眠時間、入眠遅延時間（消灯から入眠までの時間）、睡眠時間中の睡眠の種類と量によって評価される[14,16]。生理的睡眠は、睡眠中に繰り返されるREM（急速眼球運動）相とNREM（ノンレム）相の2つの主要な相から構成されている。レム睡眠期は交感神経系の活性化に関係し、体温や血圧の上昇、心拍数の加速をもたらす[17]。レム睡眠相では、筋緊張の低下[17,18]や大脳辺縁系領域の活性化も見られ、レムが情動調節に関与していることが示唆されている[19]。NREM睡眠相は長く、副交感神経系の機能と関連しており、REM睡眠相とは対照的に、体温、血圧および脈拍の減少を伴う。また、NREM睡眠相は、記憶の定着、代謝調節、および脳の再生をサポートしている[17,19]。
NREM相の不足または欠落に関連する睡眠障害は、身体全体の機能に影響を与える公衆衛生問題として増加している[17]。成人は一般に、総睡眠時間の約20～25%をレム期に、75～80%をノンレム期に費やし、4～5回のノンレムサイクルを持つ[17]。
睡眠時間には、人によって大きな個人間・個人内差がある。一卵性双生児と二卵性双生児を対象とした研究では、睡眠時間の遺伝が示されている[19]。睡眠時間の影響は31～55%であり、遺伝が睡眠時間に大きな影響を与えることを示している[19]。また、この研究では、睡眠時間だけでなく、不眠症、習慣的な睡眠時間、昼間の睡眠、一卵性双生児と二卵性双生児の主観的な睡眠の質も遺伝しうることが示されている[19]。
遺伝的要因に加え、仕事の期間や種類、自宅と職場の距離、通勤、仕事と家庭の責任、社会的関係などの環境要因も、睡眠の必要性に影響を及ぼす。身体が「健康的」に眠れるようにするためには、十分な睡眠時間、規則性、質を確保し、睡眠障害がないことが必要である[20]。
健康な人の睡眠時間は加齢とともに減少する。新生児は1日に14～17時間の睡眠を必要とするが、成人は7～9時間、高齢者は7～8時間の睡眠をとる[21]。睡眠時間が7時間未満であることは、より悪いウェルビーイングとより悪い健康状態と関連している。さらに、睡眠時間が短い人は、1日に十分な時間（7～8時間）寝ている人と比べて、病気（うつ病、精神障害、冠状動脈性心臓病、メタボリックシンドローム、高血圧など）のリスクが高くなる[10,12,20]。
1.2.不眠症とその危険因子
不眠症は、睡眠の維持や入眠が困難で、日中に疲れやすくイライラすることを特徴とする臨床症状である[22]。1日の睡眠時間だけでは判断できない。現在の知見によると、不眠症の障害は成人人口の約10～20%にみられるとされている。それらは、睡眠時間の長さ、睡眠後の覚醒、睡眠中の呼吸障害、睡眠時間の短さ、睡眠の断片化などの要因によって影響される[22]。不眠症は、覚醒状態での覚醒、代謝率の上昇を伴う睡眠、睡眠初期段階での副腎皮質刺激ホルモンとコルチゾールのレベル上昇をもたらす[23]。
不眠症に関連する最も一般的な症状は、睡眠障害（患者の約50～70%に発生）、入眠の問題、および睡眠中の再生不足である[23]。睡眠障害は、二次性（例：薬物）または一次性（例：精神障害）に分類される[23]。睡眠障害は、寝る時間に関係なく朝早く起きるという症状も現れ、生産性や集中力の低下、イライラ、ミスや事故のリスク、QOLの低下などを引き起こす[24]。
子どもの不眠は、集中力の低下につながり、学習パフォーマンスを低下させることがある。これは、就寝時の体重測定や哺乳瓶での授乳など、特定の状況や行動によって左右されることがある。例えば、就寝前に刺激がない場合、子どもはなかなか寝付けないことがある[24]。
不眠症は、喘息，胃食道逆流症，高血圧，心血管疾患，2型糖尿病など、さまざまな疾患のリスクを高める要因である[24]。慢性不眠症における視床下部下垂体軸の位置異常は、コルチゾール、コルチコトロピン放出ホルモン、チロトロピンの濃度を上昇させることによって、甲状腺ホルモンの変動に影響を与える[24]。
睡眠時無呼吸症候群、レストレスレッグス症候群、夜間けいれんなど、患者が不眠症と勘違いする睡眠関連疾患が数多く存在するため、不眠症を発見または除外するには、慎重な診断が必要である[24]。レストレスレッグス症候群（RLS）は、ウィリス・エクボム病としても知られ、脚の不快感や痛みによる無制限の動きが特徴である。症状は、動作に伴って減少する[25]。しばしば、他の疾患（閉塞性睡眠時無呼吸症候群や夜間けいれんなど）が不眠症を伴っているため、徹底した診断が重要である。不眠症の治療の目的は、睡眠の質と量を改善することであり、それによって患者のウェルビーイングと生活の質を向上させることである[23]。
不眠症の診断では、睡眠効果（総睡眠時間と在床時間の比率）が決定的な役割を果たす。ベッドにいる時間が長すぎる、眠りにつこうとする時間が長すぎるというのは、不眠症に悩む人々の主な問題の一つである。睡眠障害は、入眠時および入眠前の不安の発現に影響を与え、それはまた不眠症の発現に影響を与える[26]。睡眠に関する思考、態度、信念を変えることによって不眠症を治療することを目的とした認知行動療法が有用である。この療法は、睡眠に関する否定的な考えを減らし、睡眠衛生を改善し、ベッドで過ごす時間を短縮し、その結果、睡眠のパフォーマンスを改善することを目的としている[26]。
睡眠の質の低下や、不眠症，常に眠れない、夜中に目が覚める、夢が長く続くなどの症状を訴える人が年々増えている。睡眠の質の悪化と不眠症の発生は一般集団に起こるが、女性や高齢者（65歳以上）に多く見られる[12]。不眠症の発症や発生に影響を与える要因は多く、カフェインの乱用、職場でのストレス、愛する人の喪失、離婚、家庭内暴力、シフト勤務などが挙げられる。完璧主義、神経症、抑圧された性格、不安に対する感受性が高い人は、睡眠障害になりやすい[25]。
睡眠障害は、子どもにも生じることがある。例えば、マイルストーンの遅れ（子どもの発達では、ある時期に学習する特定のスキルがある）、分離不安、多動などが影響することがある[25]。また、子どもの睡眠の問題は、特定のアイテム（お気に入りのぬいぐるみなど）や刺激（就寝前のお話、本の読み聞かせ、ブランコなど）の不足、親が部屋からいなくなることなどが原因で起こることもある。これらの要因は、子どもの不安を増大させ、不眠症の原因となることがある[25]。
睡眠覚醒サイクルは、刺激物（アルコール、カフェイン、たばこなど）や電子機器の使用によって影響を受けることがある。寝室での電子機器の使用は睡眠時間を短縮し、外部刺激（電話の呼び出し音）やメラトニン分泌の減少（明るい画面の光）に恒常的にさらされることになる[27]。
1.3.睡眠の機能
免疫反応（先天性と適応性）の調節には、交感神経系と視床下部-下垂体-副腎軸の2つのエフェクターシステムが関与しており、これらはいずれも睡眠の影響を受けている。睡眠時間が短すぎると、免疫系は体の防御反応に関与する抗体の産生数を減少させる[28,29]。
睡眠中は、コルチゾール、ノルエピネフリン、アドレナリンの分泌が減少する。成長ホルモン、メラトニン、プロラクチンなど、細胞の成長に影響を与えるホルモンの濃度が上昇する。プロラクチンと成長ホルモンは、新しいT細胞の分化と形成に影響を与え、リンパ球の抗原反応を制御する1型サイトカインの機能を刺激する[29]。
睡眠は、特に体温を下げるため、エネルギー消費量を減らす（基礎代謝量が減る）。脳で消費されるブドウ糖も減少する。ゆっくりとした睡眠では、起きているときの2倍のブドウ糖が消費される（脳細胞のブドウ糖要求量が少ない）。この減少は血糖値の過度な低下によるものではなく、覚醒時と同じレベルである[2]。レム睡眠期には代謝率が上昇し、その結果、NREM睡眠期に比べてグルコース消費量が増加する[2]。
グリンパティックシステムは、血管周囲の管系を用いて中枢神経系から特定の物質を除去する巨視的なシステムである[30]。グリンパティックシステムの機能は、細胞呼吸中に生成される毒素を脳から除去することである。睡眠中は、毒素が脳から排泄される際の質量流量が増加する[2]。また、グリンパティックシステムはグルコース、アミノ酸、脂質、ある種の神経伝達物質の分布にも寄与している[29]。
高齢になると、あるいは睡眠不足になると、毒素の排出が低下し、アルツハイマー病など多くの神経変性疾患で見られるアミロイド斑の形成につながる可能性がある[31]。
睡眠と不眠は、脳のさまざまなつながりに影響を与える。睡眠中、シナプスによるグリアとニューロンの自然な融合が起こり、細胞ネットワークが形成される。ネットワークの特性は、シナプスとシグナル分子によって変化する。睡眠中には、古い余分な記憶が消去され、新しい記憶が強化され、神経筋のサイクルが強化される[2]。
高血圧は、他の循環器系疾患を発症させる主な危険因子となる文明の利器である。高血圧は、睡眠時間の長さに影響される。ヒトを対象とした研究では、睡眠不足（≦5時間/日）や不眠症は高血圧のリスクを5倍高めることが分かっている。また、朝早く目が覚める人（遅寝など）や、睡眠を維持することが困難な人においても、高血圧のリスクは高くなる[10,14]。
睡眠不足と心血管疾患、そして体内の炎症の発生には、明らかな関連性がある。心血管疾患を発症する最大のリスクは、1日の睡眠時間が5時間未満の人である。また、睡眠時間が7時間未満の人も、このシステムの機能障害によって引き起こされる心血管疾患や死亡のリスクが高まる。したがって、睡眠時間は少なくとも7時間であるべきである[13,14]。
睡眠不足はCRPなどの炎症マーカーの濃度上昇につながり、炎症は乳がんや肺腫瘍の発生率に関係すると考えられている[14]。夜勤で長時間働く人は、乳がん、大腸がん、非ホジキンリンパ腫などのがんのリスクが高くなる[32]。
睡眠障害や不眠症は、うつ病の時の症状の一つとして起こることがある。睡眠障害のある人では、うつ病のリスクが二重に高まるという研究結果がある[33]。睡眠時間の不足によって引き起こされる炎症のマーカーの増加は、うつ病を患っている人ではしばしば高値を示している。体内で炎症が活性化した実験研究では、うつ病の症状は脳の活性化を伴い、特に陰性と陽性の調節を担当する領域が活性化することが示されている[9,11,14,33]。
2.検索戦略
過去10年間（2012年～2022年3月）の科学的報告を提示するため、電子データベースMedlineとWeb of Scienceを調査した。観察研究、実験研究、メタアナリシスにおける栄養、刺激物、身体活動との関連で睡眠の質に関する論文を収集した。この検索には、ヒトの研究および動物実験が含まれる。場合によっては、このレビューにとって重要であるが、検索期間外の研究についても記述している。検索語は複数あり、「睡眠」をメインに、「不眠」「栄養」「タンパク質」「炭水化物」「脂質」「ビタミン」「ビタミンD」「ミネラル」「トリプトファン」「メラトニン」「γアミノ酪酸」「GABA」「カフェイン」「ニコチン」「アルコール」「大麻」「身体活動」と組み合わせて本レビューにとって最も重要な検索語であるとした。このレビューに関連する、英語で出版されたフルテキスト論文を選択した。さらに評価するために、最初にタイトルと要旨を検索基準に従ってスクリーニングした。検索基準を満たさない研究は除外された。
3.レビュー
3.1.食事と睡眠の質
適切な栄養とは、健康を維持するために必要な栄養素をすべて摂取することである。摂取する食品は、日中の覚醒度だけでなく、睡眠の質にも影響を及ぼす。睡眠は食事のエネルギー効率だけでなく、タンパク質、炭水化物、脂肪などの大栄養素の含有量にも影響される[34]。タンパク質の摂取量が不足すると睡眠の質が低下し、逆に多すぎると睡眠の維持が困難になる可能性がある[34,35]。
摂取した炭水化物の質（製品の繊維含有量や食品の加工度）と睡眠の質には重要な関係があることが確認されている[35]。グリセミック指数や食事の頻度・時間は、炭水化物の摂取量だけでなく、摂取した炭水化物の質にも影響される[35]。麺類、菓子類、甘い飲み物の摂取が多いこと、朝食抜きや不規則な食事は睡眠不足と関連し、魚介類や野菜を多く含む食事は快眠に寄与する。大栄養素の摂取不足、カロリーの過剰摂取、遅い時間の食事は睡眠の質の低下につながり、不眠症の発症に影響する可能性がある[35]。
トリプトファン、メラトニン、セロトニンを多く含む食品を食べることは、睡眠の質を向上させる。成人では、トリプトファンを多く含む食品を摂取した後、より長いダウンタイム、パフォーマンスの向上、総睡眠時間の増加が観察されている[36]。ビタミンやミネラル（例：ビタミンB群、亜鉛）は睡眠の質に影響を与え、不足を補うと、睡眠率や全体の睡眠の質の向上が観察された[37]。
一般的に睡眠時間が6時間未満になる傾向が強くなっており、カフェインを含むコーヒーの消費量が増えていることが影響している。カフェインの半減期は平均2〜10時間だが、最大20時間にもなる。カフェインは明らかにパフォーマンスを上げるが、睡眠の質に影響を与えるという副作用もある。カフェインを大量に摂取する人は、適度な量を摂取する人に比べて朝に眠くなりやすい[37,38]。
大人はよくお酒を飲むが、中にはアルコールが入眠に役立つとさえ思っている人がいる。しかし、アルコールは睡眠に悪影響を及ぼし、睡眠の電気生理学的構造を損ない、バイオリズムに影響を与え、不眠を増加させる。中等量のアルコール（1g/kg体重未満）を使用した研究では、主に睡眠の後半にあるレム睡眠相の短縮がみられた[39]。
栄養もまた、睡眠のウェルビーイングに大きな影響を与える。しかし、睡眠の調節に影響を及ぼす栄養のメカニズムは複雑である[35]。食事に含まれる個々の成分は睡眠に直接影響し、例えば、カフェインは睡眠導入時間を延長させるが、全体的な睡眠時間および睡眠の質を低下させる[40]。多くの食物代謝物が、他の関連因子の調節を通じて、睡眠の調節に重要である可能性がある。また、食品は常在細菌叢に影響を与え、その結果、代謝産物が形成される可能性がある[41]。長期的な栄養不足は、不眠症と密接に関連する炎症を助長する可能性がある[42]。果物、野菜、全粒粉を多く含む十分な栄養は、睡眠に良い影響を与える[43]。
3.1.1.睡眠とエネルギー摂取量
過体重と肥満は、先進国および発展途上国において拡大しつつある問題である。過体重と肥満は、II型糖尿病、がん、心血管疾患などの多くの併発疾患に影響を与える。不十分な睡眠習慣や睡眠衛生の悪さは、太り過ぎや肥満と相関している可能性がある[44]。入手可能なデータでは、高等教育の生徒の95%までが適切な睡眠時間の要件を満たしていないことが示されている[45]。過去100年間で、すべての年齢層で睡眠時間は1時間減少している[46]。利用可能なデータは、近年の睡眠時間の10～15分の減少と、6時間未満の睡眠をとる人の増加も示している[47]。
短時間睡眠は、肥満の発症リスクを高めることが分かっている。睡眠不足は食事摂取量の増加を招き、カロリー過多の食生活となる。研究により、不十分な睡眠時間と飢餓の生物学的変化との間の関連性が示されている[44]。
睡眠不足は、レプチン、グレリン、コルチゾール、成長ホルモンの分泌など、体内のホルモンの変化と関連している。ホルモンの変化は、組織のインスリン感受性を低下させる可能性がある。これらの変化は、不適切な食物選択、エネルギー調節の変化、過剰な食物摂取、身体活動の減少に影響を与える[48,49]。
睡眠時間が短い人はレム睡眠期が短く、これが体重増加と睡眠不足の関連に関与しているのだろう。335人を対象とした研究では、体重過多の子供と適正体重の子供の睡眠相の間に有意差が認められた[50]。体重過多の被験者には、睡眠機能の低下、最初のレム相の遅延の長さ、レム時間の減少、レム活動の減少がみられた。
レプチンとグレリンは、食欲の調節に関与するホルモンである。グレリンは空腹感を、レプチンは満腹感を司る[51]。睡眠時間が不十分な人のレプチンレベルは減少し、主観的な空腹感をもたらすグレリンレベルは増加する[52,53]。睡眠時間不足と密接に関連する睡眠衛生不良は、分量の増加、カロリー摂取量の増加、空腹感の増加、甘い飲み物や食べ物の摂取量の増加など、食生活の選択に影響を与える[49]。
私たちの現在の知見では、睡眠の質と肥満の間に関連性があることが示されている。体重過多および肥満の人は、睡眠時間に関係なく、正常体重の人に比べて睡眠の質が低いことが示されており[49,54]、これには5分以内の覚醒回数、睡眠パフォーマンス、遅延睡眠、睡眠後の覚醒が関与している。
エネルギーや脂肪の大量消費、むちゃ食い、夜間の間食は睡眠障害を引き起こし、その後、満腹感や空腹感の障害につながる可能性がある。ショートスリーパーは高カロリーの食品や頻繁な間食を好み、食事を抜く頻度も高い[51]。
睡眠の質の低下と過体重・肥満の発症の関係を図1に示します。
図1 不十分な睡眠時間と摂取カロリーの関係
睡眠障害は、人々のQOLに大きな影響を与える。適切な栄養摂取は睡眠の質を大きく向上させる。バランスのとれた食事は、必要なミネラル、ビタミン、アミノ酸をすべて含んでいる必要がある。栄養不良は不眠症の発症に影響し、ひいては高血圧、2型糖尿病、心血管疾患など、多くの深刻な病気の発症要因になる。食品に由来する物質は、睡眠の質を損なう可能性がある（例えば、炎症またはホルモン調節の変化を引き起こすことによって）[41]。
3.1.2.食餌性脂肪と睡眠の質
ナッツ類、植物油、オリーブオイルは、不飽和脂肪酸の含有量が多く、飽和脂肪酸の含有量が少ないことが特徴である。これらの製品の消費量は、飽和脂肪酸を好む人口の大多数に対して推奨される量よりも低い。飽和脂肪酸を多く含む食品の過剰な消費は、非感染性疾患（NCD）の発症に寄与している[55,56,57]。また、不眠症の人は睡眠障害のない人に比べて高脂肪食の消費量が多いという研究結果もある[35]。
脂肪分の多い魚（サケ、サバ、マスなど、脂肪分5%以上）を食べることは、睡眠調節に良い影響を与える。脂肪分の多い魚は、オメガ3脂肪酸およびオメガ6脂肪酸、さらにビタミンDのよい供給源であり、これらの栄養素はセロトニン分泌の調節、ひいては睡眠の調節に影響を与える可能性がある[58]。脂肪分の多い魚を食べることは、眠気の増加をもたらし、より良い睡眠と日中のより効率的なパフォーマンスをもたらす。現在のところ、脂肪分の多い魚の消費は、日常的な機能と睡眠にプラスの影響を与える可能性があることを示す証拠がある[58]。
多価不飽和オメガ3脂肪酸は、食事に含まれる重要な成分である。オメガ3酸が少ない食事は、内因性の日内時計の乱れやメラトニン分泌の減少により、夜間の睡眠が損なわれる可能性がある。オメガ3が欠乏したハムスターの研究では、メラトニン分泌リズムの乱れと慢性的な運動量過多が示されている[59,60]。
動物性脂肪は、ほぼ独占的に飽和脂肪酸を含んでいる。水素添加油で揚げた食品もまた、飽和脂肪酸の豊富な供給源である[59]。飽和脂肪酸の睡眠への影響に関する研究により、飽和脂肪酸の消費は夜間の目覚めの回数を増やし、身体が回復する睡眠段階である徐波睡眠の時間を短くすることが示されている[59]。飽和脂肪酸の定期的な消費は、睡眠の問題としばしば関連する糖尿病の発症を助長する[61]。
食事の脂肪が睡眠の質に及ぼす影響を図2に示す。
図2 脂肪酸の食事摂取源と睡眠の質との関連性
不飽和脂肪酸のうち、睡眠を促進するエイコサノイドであるプロスタグランジンPGD2の生成の前駆体であるアラキドン酸は、睡眠の質にとって極めて重要である[62]。
3.1.3.食事性タンパク質と睡眠の質
タンパク質は、体のエネルギー需要を満たす三大栄養素の一つである。1999年から2016年の間に、タンパク質源製品の推定消費量が増加しており、これは鶏肉、卵、大豆の消費量の増加と関連している[63]。タンパク質の必要量は年齢とともに変化し、体の状態にも左右される。例えば、病気の人や広範囲に火傷を負った人は、タンパク質の必要量が増える。タンパク質は、輸送、構築、構造的機能など、体内で多くの機能を持っている[64]。
4435人の非シフト労働者を対象とした研究では、タンパク質摂取が不眠症の症状に影響を与えることが示された[65]。低タンパク質摂取（総エネルギーの16%未満）は入眠困難および睡眠の質の低下と関連し、高タンパク質摂取（総エネルギーの19%以上）は睡眠維持困難と関連した。これに基づいて、タンパク質が食事摂取のエネルギー効率の16～19%を占めることが推奨されている[65]。
タンパク質は、睡眠薬として働く脳内セロトニンの前駆体であるアミノ酸のトリプトファンで構成されている場合がある。タンパク質の摂取量が少なすぎると、トリプトファンが欠乏し、睡眠障害を引き起こす可能性がある[66]。しかし、食事中のタンパク質の過剰摂取は、タンパク質にはトリプトファンの血液脳関門による輸送に影響を与える他の大型中性アミノ酸（LNAA）（wide neutral amino acids）も含まれているため、脳内のトリプトファンのレベルを減少させる可能性がある[66]。
夕方に摂取したプロテインは、睡眠中の筋タンパク質合成に好影響を与える。一晩で利用できるアミノ酸は限られており、筋タンパク質合成の速度も限られているが、就寝前にタンパク質を吸収することで、効果的に消化・吸収することが可能となる。持続的なレジスタンストレーニング中、就寝前のタンパク質の摂取は、さらに筋肉の増強と筋力に影響を与える可能性がある[67]。
タンパク質の睡眠の質への影響を図3に示す。
図3 タンパク質の摂取量と睡眠の質
3.1.4.食事性炭水化物と睡眠の質
食事の炭水化物やその処理の程度は、睡眠の質に大きく影響する。低炭水化物食と高炭水化物食の両方が睡眠構造に影響を及ぼす[35]。炭水化物は主にNREM相（徐波睡眠）およびREM相に影響を及ぼすことが示されている。さらに、食事性炭水化物はレム期の開始を遅らせ、入眠を遅らせる可能性もある[34,68]。
睡眠の質には、食事の炭水化物の量よりも、炭水化物の質がより重要である。18～35歳の健康な被験者12人を対象に、就寝4時間前にグリセミック指数（GI）の高い炭水化物を含む食事を摂取した場合、GI値の低い製品を含む食事と比較して、入眠の遅れを有意に減少させたという研究がある[69]。
他の研究では、グリセミック指数が高い食事は不眠症のリスクを高める要因であることが示唆されている[70]。閉経後の女性が参加して行われた「Women’s Health Initiative Observational Study」では、グリセミック指数、グリセミック負荷、繊維含有量の異なる炭水化物を摂取した後の不眠症の確率が調査されている。不眠症のリスクは、グリセミック指数が高く、添加糖、精製穀物、でんぷんの量が多い製品で増加した。対照的に、食物繊維、全粒穀物、果物、野菜の消費量が多いほど、不眠症のリスクが低いことと関連していた[70]。食物繊維を多く含む食品はグリセミック指数を低下させ、炭水化物の代謝を遅らせる[71]。
炭水化物の摂取が不眠症の発生に及ぼすメカニズムはまだ完全には解明されていないが、潜在的なメカニズムが示唆されている。グリセミック指数の高い食品を摂取することにより、インスリンの濃度が上昇し、トリプトファンと他の大型中性アミノ酸（LNAAs）、例えばロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、バリン、メチオニン、チロシンとの比率が変化すると考えられる[72]。インスリンは、筋肉によるLNAAsの高い選択的な取り込みに影響を与え、その結果、これらのアミノ酸と比較してトリプトファンの比率が高くなる。LNAAsは脳への輸送においてトリプトファンと競合し、アミノ酸の筋肉への取り込みが多いため、脳内のトリプトファンのレベルが増加する可能性がある[73]。一方、トリプトファンは睡眠に影響を与えるセロトニンの前駆体であるため、グリセミック指数の高い炭水化物を大量に摂取すると、睡眠の幸福感が向上する可能性がある。しかし、適切な食事においては、グリセミック指数の高い炭水化物は、2型糖尿病などのNCDの発症に寄与するため、避けるべきである[69]。食事が身体にそのような影響を与えるためには、炭水化物のみを含む必要がある。たとえ食事の5%がタンパク質であっても、脳内のトリプトファン濃度の上昇を抑制する可能性がある[70]。
グリセミック指数が高い食事は、高血糖を引き起こし、その結果生じる高インスリン血症は、睡眠障害に寄与するコルチゾール、成長ホルモン、グルカゴン、インスリンなどのホルモンの放出を誘発することがある[71]。グリセミック指数が高い食事は、炎症性免疫反応を刺激し、腸内細菌叢に変化をもたらすことによって、睡眠の質を悪化させる可能性がある[34]。
睡眠の質に対する食事の影響を調べた研究もある。通常1日7～9時間睡眠をとる成人26人のグループにおいて、食物繊維をほとんど含まず、飽和脂肪酸を多く含む製品の消費は、深い睡眠を少なくする結果となった[74]。精製された炭水化物と砂糖の消費は、睡眠中の目覚めの回数を増加させる結果となった[74]。
睡眠の質は、日中に糖質と非繊維質の炭水化物から摂取するエネルギーの割合との関係にも影響される。適度な量の炭水化物（エネルギーの61～66%）を摂取する人に比べ、炭水化物を多く摂取する人（すなわち、エネルギーの70.7%以上が炭水化物から）では、睡眠と覚醒の規則性が低下する確率が高いことが示されている[75]。
炭水化物を多く含む食事を夕方に摂ると、メラトニンの夜間分泌が減少し、基礎体温の概日リズムが遅延する[75]。食物繊維の摂取は、より再生的で深い睡眠と関連していた。粗炭水化物を多く含み、食物繊維を多く含み、非繊維質の炭水化物および砂糖の消費を減らした食事が、不眠症の人々の睡眠の質を著しく改善する可能性がある[34]。若い女性410人を対象とした研究では、睡眠時間が短い人は炭水化物を多く摂取し、食物繊維をあまり摂取していないことがわかった[76]。
糖質が睡眠の質に与える影響を図4に示す。
図4 炭水化物と睡眠の質
3.1.5.カフェイン
最もよく消費される刺激物のひとつがカフェインで、コーヒー、紅茶、チョコレート、エナジードリンク、炭酸飲料に含まれている。これらの製品は広く使用されており、子供や青年にも消費されている[34]。
カフェインは、とりわけ、疲労回復のために摂取される物質であるが、乱用すると睡眠に悪影響を及ぼすことがある[37,77,78]。したがって、心身の健康を完全に享受するためには、十分かつバランスの取れた食事をすることが非常に重要である[40,41]。
カフェインの半減期は、外来因子と内因性因子に依存して、2時間から10時間である。ニコチンはカフェインの代謝速度を最大50%変える（加速させる）ことができる。カフェインの残留効果は10時間より長く、20時間まで続くこともある[37]。
カフェインの中枢神経系への作用機序は、アデノシン受容体拮抗作用である。その結果、カフェインによる睡眠の質への影響は、主にアデノシン受容体に起因するようである[38,79]。ほとんどの成人は毎日カフェイン（コーヒー、エナジードリンク、お茶、その他の飲み物）を摂取しており、その平均摂取量は200mg/日である。自己報告式の研究では、実際のカフェイン摂取量を過小評価する傾向がある。これは、風邪薬、鎮痛剤、お茶、チョコレート、ホットチョコレート、エナジードリンクに含まれるカフェイン量を示さず、摂取するコーヒーに含まれるカフェイン量のみを記載して、食事に含まれるカフェイン量を誤魔化す人が多いからだ。カフェインがいかに広く普及し、容易に入手できるかを考えると、完全にカフェイン抜きの食事を開発することは困難である[37]。
カフェインは、特に睡眠、認知機能、脳の覚醒に影響を与えるA1およびA2A受容体に作用する。カフェインの吸収は、小腸と胃で行われる。このプロセスは迅速かつ効果的であり、カフェイン吸収後最初の30分以内に血漿濃度が最大となる[37,38]。
世界のほとんどの人々にとって、睡眠はカフェインの摂取を止める時間である。カフェイン摂取の悪影響（摂りすぎや遅すぎる）は、翌日になって初めて感じられるものである[37]。カフェインを含むコーヒーの摂取は、メラトニンの主な代謝物である6-スルファトキシメラトニンの分泌を減少させる[77]。これは、睡眠阻害を引き起こすメカニズムの一つである[37]。
就寝の6時間前までに4杯の淹れたコーヒー（400mgのカフェインに相当）を投与すると、睡眠の質が著しく悪化する。カフェインの摂取は、たとえ朝でも、睡眠のレム相を夜間早期にシフトさせる[37]。
ある研究では、9人の健康な男性ボランティアが朝（7時）に200mgのカフェインを投与された[80]。睡眠エピソードは脳波でモニターされ、カフェイン濃度は唾液で測定された。カフェイン200mgを摂取してから1時間後までカフェイン濃度の急激な上昇が観察された。16時間後にはカフェイン濃度はピーク時の1/5以下に減少した。入眠時の唾液中のカフェイン量は減少しているにもかかわらず、全体の睡眠時間や効率は低下していた。この研究は、朝、適量のカフェインを摂取しても、その後の夜の睡眠の質に悪影響を及ぼすことを示している。
8歳から12歳の子供309人を対象に、睡眠の質、カフェイン摂取量、日中の行動との関係を調べた研究がある[81]。エナジードリンクのレッドブル0～151mg（後者は500mLの摂取量に相当）、またはミルクチョコレート750gのカフェイン摂取を調べたものである。カフェインの摂取は、睡眠の質、朝の疲労感、睡眠のルーチンに影響を与えた。カフェインの摂取源は、コーヒー・紅茶（41%）、炭酸飲料（40%）が最も多かった。カフェインが子どもの睡眠遅延に及ぼす影響は観察されていない。
カフェインの摂取は、昼寝の回数の増加、総睡眠時間の短縮、睡眠の質に関する主観的評価の低下、日中の眠気を引き起こす[80]。
3.1.6.ビタミンD
ビタミンDは、カルシウムの吸収に重要な役割を果たす脂溶性ビタミンの一種である。ビタミンDの主な供給源は皮膚合成（紫外線B）である。また、食物からも補給することができる（脂肪分の多い魚が主な供給源である）。ビタミンDの主要な活性代謝物（25-ヒドロキシビタミン）の血清濃度に基づいて、ビタミンD欠乏症は広く存在している[82,83,84]。
血清中の25-ヒドロキシビタミンD濃度が低いと、睡眠の質が損なわれる可能性がある。睡眠障害とビタミンD欠乏症との関係は、完全には解明されていない[85]。
ビタミンD受容体は、中枢神経系を含むほぼすべての組織に広く存在する[86]。ビタミンD受容体は、ヒトの脳では前頭前野、視床下部、黒質または灰白質に存在し、これらはすべて睡眠の調節に重要な役割を担っている[87]。
ビタミンD不足は非特異的な痛みを引き起こし、睡眠を損ない、睡眠の質を悪化させる可能性がある。原因不明の非特異的な痛みを訴える人は、睡眠時間の短縮と睡眠の質の悪化のリスクが高いことがわかった。ビタミンD欠乏症の米国退役軍人28人を対象とした研究では、ビタミンDの補給は睡眠の質と時間を改善し、痛みを和らげ、QOLを向上させることが示された[88]。
ビタミンDの欠乏は、短い睡眠時間、睡眠の質の低下、日中の眠気など、不眠症の高いリスクと関連している。研究では、睡眠の質の悪化と血清中の25-ヒドロキシビタミンDの欠乏との間の相関が示唆されている[89]。
3.1.7.トリプトファン、セロトニン、メラトニン
トリプトファンは、体内で合成することができない必須アミノ酸であるため、食物から補給する必要がある。トリプトファンの供給源としては、鶏肉、七面鳥、卵、牛乳、魚、チーズ、豆、カボチャの種などがある[90]。トリプトファンはメラトニンおよびセロトニンの前駆体であり、血液脳関門を通過して他の主要な中性アミノ酸と競合することができる[91,92]。トリプトファンのセロトニンへの変換は、トリプトファンが脳内で十分に利用可能な条件下で行われる。脳内のトリプトファン量が増加するのは、遊離トリプトファンと分岐鎖アミノ酸の比率が増加した場合である。メラトニンは、トリプトファンがセロトニンに変換される過程で生成される[92,93]。
比較的低用量のトリプトファンの食事は、睡眠パフォーマンスを高め、夜間の覚醒時間を短縮し、睡眠の質の主観的評価を高める[92]。睡眠に問題のある55歳から75歳の被験者35人を対象に研究が行われた。1 週間目はトリプトファン 22.5 mgを含むフレーク 30 g、2 週間目はトリプトファン 60 mgを含むフレーク 30 g、3 週間目は通常の食事を摂取させた。その結果、トリプトファン60mgのフレーク食では、1週目、3週目と比較して、2週目に睡眠の質が有意に改善されたことが確認された。睡眠の質の改善は、特に睡眠のパフォーマンス、実際の睡眠時間の増加、動けない時間の増加で顕著であった[92]。
松果体から分泌される鎮静ホルモンはメラトニンである。外因性メラトニンレベルの増加は、体温を上昇させることによって睡眠の質を向上させることができる[93]。メラトニンは主に暗闇の中で松果体によってセロトニンから生成され、概日リズムを刺激する。加齢に伴いメラトニン量は減少し、概日睡眠リズムの乱れにつながる[92]。メラトニンはサプリメントで摂取することができる。サプリメントからのメラトニンは、3mgを超える用量では追加的な効果は観察されていないが、非常に低毒性であることが特徴である。メラトニンの吸収は、睡眠傾向を増加させ、睡眠時間を増加させることによって、睡眠の質にプラスの効果をもたらす[42]。
3.1.8.ガンマアミノ酪酸
ガンマアミノ酪酸（GABA）は、非タンパク質のアミノ酸で、多くの代謝障害に効果があるとされている。ガンマアミノ酪酸の主な生産者は乳酸菌である[94]。食品中の高濃度のGABAは、発酵乳製品に含まれるLactobacillus brevisまたはLactococcus lactisを使用することによって達成することができる。GABAは、米、麦、小麦、大豆、生のほうれん草、ジャガイモ、多くの野菜に少量ずつ天然に存在する[95,96]。天然に存在するγ-アミノ酪酸も睡眠効率を高め、催眠効果を発揮することができる[97]。
ある研究では、自然界に存在するγ-アミノ酪酸の取り込みの客観的効果を、連続睡眠ポリグラフィーによって調査している。この研究では、1つ以上の不眠症の症状を持つ成人が対象となった。患者には就寝の1時間前にガンマアミノ酪酸の錠剤またはプラセボが投与された。ガンマアミノ酪酸錠を投与された患者は、プラセボ錠を投与された患者と比較して、睡眠遅延が有意に減少した。また、GABA錠剤を服用した患者では、不眠症に関連する症状の軽減と睡眠の質の主観的な向上が観察されている[97]。GABAが血液脳関門を通過できるかどうかは調査していないが、ガンマアミノ酪酸が刺激ニューロンを抑制する可能性が疑われている[97,98]。
ガンマアミノ酪酸錠は、中枢のGABA-作動性神経伝達を増強することにより、睡眠に影響を与えることができる。ガンマアミノ酪酸は、レム睡眠相とNREM睡眠相の両方の調節に関与している[96,99]。
3.2.刺激物と睡眠の質に影響を与える薬物
睡眠衛生とは、健康的な睡眠を促進することを目的とした、環境と行動に関する一連の推奨事項である。これは、不眠症の患者だけでなく、全人口で使用されるべきである[100]。患者には、適切な睡眠衛生のルール（禁煙、アルコールの回避、規則的な睡眠時間、定期的な運動、騒音の回避）を守るように指導する。睡眠障害の基準を満たしていても、睡眠療法を受けることができない人々がいる。そのような人は、自分で不眠症に対処するための材料を探すことが多く、基本的なケア関係者に頼ることになる。適切な睡眠衛生に関する情報は、医師が直接関与しなくても発信できるため、容易に入手でき、広く普及することが可能である。その結果、睡眠障害で医学的な助けを求めていない人々にもアクセスすることができる[101]。
適切な睡眠衛生に関する教育は比較的安価であり、睡眠の質の向上を目指す人々にとって最初の介入となるかもしれない。最も一般的な睡眠衛生の推奨は、喫煙、アルコール、カフェイン、日中の昼寝、ストレス、騒音、屋外での時間、運動について言及している[102]。喫煙、飲酒、過度のストレス、食事でのカフェインの過剰摂取など、睡眠の質の悪化に影響を与える要因を避けることが重要である[103]。
3.2.1.アルコール
睡眠衛生を良好に保つために、睡眠前のアルコールは推奨されない。深夜にアルコールを摂取すると、夜間早期の徐波睡眠が延長され[103]、レム期と睡眠の連続性に影響を及ぼす。アルコールはしばしば睡眠の誘因として用いられるが、睡眠の遅れを減少させるメカニズムはより複雑である。就寝前1時間以内の高用量アルコール（1g/kg体重）はレム相を抑制するが、レム相の減少はアルコール摂取を継続することで消失する。多量および中等量のアルコール摂取では、徐波睡眠が延長される。夜間のアルコール摂取を繰り返すと、NREM期（徐波睡眠）の減少につながる。アルコールは、摂取後1時間の低用量（0.16g/kg体重）であれば覚醒作用があり、大量に摂取すると鎮静作用がある。就寝の6時間前までのアルコール摂取は睡眠の質を低下させ、これは比較的長い効果を示している[104]。
飲酒量を増やすと入眠の遅れが減少する。飲酒後2～3時間で血中アルコール濃度が低下し、覚醒度が上昇する。夜間の後半にレム相の延長があり、これが睡眠の断片化の一因となる[104]。長期使用者では、長期間の禁酒後、わずかな睡眠の改善しか観察されない[105,106,107]。長期的なアルコール摂取は、アルコールをほとんど飲まない人と比べて、異なる影響を及ぼす可能性がある。アルコール乱用は、睡眠の調節に関与する生理的な睡眠と覚醒の変化をもたらす可能性がある[104,106]。
アルコールは、入手しやすく安価であることから、良い睡眠薬と考えられている。女性は男性よりもアルコールの使用頻度が低い[105]。不眠症を訴える患者（年齢層：18～79歳）のうち、アルコールを使用した患者の合計67%が、睡眠の質に良い影響を与えたと報告した[108]。しかし、アルコールはすぐに睡眠を促進する効果を失い、睡眠を妨げる性質を保持する。また、アルコール使用者は非使用者に比べて日中に眠くなる[105]。
アルコールの摂取量が少なくても、健康な人でもいびきや閉塞性睡眠時無呼吸症候群を引き起こす可能性がある。アルコールと閉塞性睡眠時無呼吸症候群の組み合わせは、脳卒中、心臓発作、突然死のリスクを増加させる。睡眠時無呼吸症候群の発症は、睡眠の質を悪化させ、翌日の疲労感の原因となる[105,109]。
アルコールの摂取は運動障害を悪化させ、睡眠行動を損なわせる。1日に2杯以上飲酒する人は周期性下肢運動が2～3倍増加し、睡眠の断片化が進む[108]。
アルコール摂取は、胃炎、胃食道逆流、多尿など、睡眠を妨げる他の症状も引き起こすことがある。喉の渇きの増加や多尿は頻繁な覚醒を引き起こし、睡眠の質にも影響を与える[105]。
3.2.2.ニコチン
喫煙者は、睡眠時無呼吸症候群、睡眠障害、睡眠の質の低下（睡眠遅延の増加、睡眠時間の短縮、睡眠維持の困難さ、日中の眠気など）、不眠症などの睡眠障害のリスクが高い[110]。
ニコチンは、睡眠の調節に関わる神経伝達物質のバランスを乱す。さらに、睡眠中にニコチンの離脱が起こり、不眠症の発症に影響する。探索的研究において、夕方のニコチン摂取量と報告された不眠症の発生との間に有意な相互作用が観察された。不眠症の症状を持つ個人において、就寝時のニコチン摂取は睡眠時間の40分短縮とも関連している[110]。
ニコチンは、前脳基底部にあるコリン作動性ニューロンを刺激することにより、興奮や覚醒を促す。パッチや錠剤、喫煙などの形でニコチンを摂取することは、睡眠障害と関連している。どのような形であれ、ニコチンの投与は、総睡眠時間の短縮、睡眠遅延の増加、徐波睡眠およびレム睡眠の抑制、早朝覚醒の増加をもたらす。したがって、質の良い睡眠を維持するためには、ニコチンを避けることが推奨される[111]。
ニコチンを使用していて中毒になっている人は、ニコチン離脱が睡眠の質に直接影響しないか、個別に調査する必要がある。禁煙初期のニコチン離脱は、しばしば睡眠障害の発症と関連する。睡眠の質の悪化は禁煙後3～4週間までに起こることがある。ニコチン断薬中の最も顕著な不快感は、睡眠中の覚醒がより頻繁に、より長くなることである[110,112]。
3.2.3.カンナビス
大麻（マリファナとも呼ばれる）は、最も一般的に使用されている薬物の1つである。大麻は睡眠の質に良い影響を与える。睡眠促進作用と催眠作用があるが、入眠後の覚醒時間を短縮し、入眠の遅れを減らし、レム期を短縮し、徐波睡眠の時間を延長する[113,114,115,116]。
1500人の患者を対象とした2017年のニューイングランドの研究では、薬用大麻を使用している患者の睡眠薬の使用量が3分の2に減少していることが明らかになった[117]。大麻の催眠作用は、睡眠障害のある人に使用される理由となることが多い。しかし、大麻使用者では、エンドカンナビノイド系の神経学的変化のため、催眠作用が耐えられる可能性がある[118]。
大麻は、特に短時間の使用であれば、睡眠障害に対して主観的な感覚を和らげる効果が期待できる。しかし、大麻の長期使用により、睡眠の質への悪影響が指摘され、特に禁断症状時に顕著である。また、大麻の使用による悪影響は、低用量の大麻を摂取する個人でも観察されることがある[119,120]。
大麻を日常的に使用している人は、大麻をほとんど使用しない人や全く使用しない人に比べて、睡眠障害を報告する傾向がある[121]。
心的外傷後ストレス障害，疼痛，多発性硬化症の治療に大麻を医療的に使用すると、睡眠の質を改善することができる。しかし、大麻の長期使用は耐性，長期睡眠障害，離脱症状を引き起こし、心的外傷後ストレス障害の悪化につながる可能性がある[118]。
大麻の天然由来成分を含む液体を8人の被験者に経口投与した研究が行われた。ボランティアは睡眠と朝の機能を評価するためにポリソムノグラフィーを受けた。翌日のパフォーマンスの低下（気分の落ち込みや記憶障害）と睡眠の質の悪化（睡眠パフォーマンスの低下）が観察された[118]。
ポリソムノグラフィーを用いた睡眠研究において、マリファナに含まれる物質の1つ（THC）を10,20,30mg投与すると、入眠潜時が短縮され、総入眠時間が短縮されることが示された。しかし、全ての研究で大麻のこの効果が示されているわけではなく、THCの催眠作用と大麻に確認されている活性化学物質の一つであるカンナビジオールの覚醒作用によるものと思われる[119]。また、大麻が速眼睡眠相を短縮し、速眼睡眠相の密度を低下させ、NREM（徐波睡眠）相を延長させることを示す研究もある。大麻の長期使用者は大麻の効果に耐性を持つようになるが、睡眠パフォーマンスの悪化も経験する[119]。
マリファナ離脱に関する数多くの研究から、入眠後の覚醒度の増加、急速眼球運動による睡眠潜時の増加、入眠遅延の増加、徐波睡眠、睡眠パフォーマンス、総睡眠時間の減少が示されている。このような影響は、大麻を集中的に使用している人（過去3カ月間、週に5日以上大麻を使用している人）でより顕著に見られる。症状は45日以上持続することもある[119]。
睡眠の質の低下や不眠の発生を訴える人が増えている。トリプトファン、ビタミンD、γ-アミノ酪酸を豊富に含む適切な栄養摂取は、睡眠の質を向上させることができる。これらの物質を多く含む食品を利用することで、効果や実際の睡眠時間が改善される。また、睡眠の主観的評価にも顕著な遅れが見られる。
アルコール、ニコチン、過剰なカフェイン、大麻などの物質は、睡眠の質に悪影響を及ぼす。特に、入眠後の覚醒時間の増加、睡眠時間の短縮、睡眠を維持することの困難さを引き起こす。不眠症を治療する非薬理学的方法は、上記の物質の摂取をなくすことである[87,104,110,121]。カフェイン、アルコール、ニコチン、マリファナの睡眠の質への影響を図5に示す。
図5 睡眠の質に影響を与える刺激物や薬物
3.3.身体活動が睡眠の質に与える影響について
睡眠と身体活動は、認知機能、特に実行制御と記憶の定着に関連している。しかし、身体活動が、目標指向の行動（例えば、ワー キングメモリー）を監視、開始、計画する実行制御プロセスにどのように関連しているかは発見されていない[122,123]。高齢者の睡眠の質は身体活動に影響される。毎日の活動時間が長いほど、睡眠の質は向上する。
若年者（21-29歳）、中年者（36-64歳）、高齢者（65-81歳）の3つの年齢層を対象とした研究が実施された。身体活動を多く行っている高齢者ほど、睡眠の質を示すPSQI（Pittsburgh Sleep Quality Index）のスコアが低くなった。また、睡眠の質が高い高齢者ほど、疲労感が少ないと報告されている。睡眠の質とトレーニングの強度の関係も観察されている。
適度で激しい身体活動は睡眠の質にプラスの影響を与えるが、軽い身体活動は睡眠の質に影響を与えない[124]。身体活動を実践している人は、座りがちな生活をしている人よりもよく眠れ、長く眠れる。適切な身体活動量と屋外での活動時間を導入し、ウォーキングなどの活動を行うことで、非薬理学的に睡眠の質を向上させることができる[125]。長期的な身体活動は、睡眠の質に良い影響を与える。睡眠の質の向上は、活動時間や歩数の増加とともに起こるため、中程度の身体活動でもプラスの効果がある[126]。夜間の高強度の運動は、メラトニンの分泌に影響を与え、数分以内に体内の濃度を急速に変化させることができる[126]。メラトニンの濃度は、実施した運動の強度、時間、種類によって異なる。メラトニンが生理的に分泌される夜遅くの身体運動は、その濃度を低下させる原因となりうる。一方、夜間の運動は、強度が高くても中程度でも、翌日の夜のメラトニンの分泌を遅らせる原因となる。日中の身体運動は、強度にかかわらず、メラトニン分泌に迅速かつ一定の影響を与えることはない[127]。
身体活動が睡眠の質に及ぼす影響を図6に示す。
図6 身体活動が睡眠の質に及ぼす影響
3.3.1.レクリエーション的身体活動が睡眠の質に及ぼす影響
身体活動、体力、運動は相互に関連しているが、同時に別の総称でもある。身体活動とは、エネルギーを消費するあらゆる動作のことで、特に、家事や通勤などの日常業務が含まれる。運動とは、健康の増進や一定レベルの維持を目的とした、計画的かつ反復的な活動である。体力とは、身体の過度な疲労を伴わずに身体活動を行うことができる能力である[128]。
身体活動と睡眠は、認知機能、特に実行制御と記憶の定着 （すなわち、獲得した情報を脳に定着させるプロセス）と正の相関がある。身体活動は、睡眠の質、特に睡眠の深さ、潜時、パフォーマンスに正の影響を与える[122,123]。
身体活動は、様々な病気の予防と治療の両方に利用される、公衆衛生の重要な要素である。定期的な運動は、がん、糖尿病、冠状動脈性心疾患のリスクを低減し、神経変性疾患の発症も抑制する。また、現在得られているデータでは、運動や身体活動が睡眠の質に良い影響を与えることが示されている。比較的強度の高い運動でも低い運動でも、睡眠の質と関連する大きな効果が得られる[129,130]。
身体活動、特に定期的な運動は、アデノシンレベルと体温に影響を与えることによって睡眠の質を改善することができるが、夜遅くに行われると、生理的覚醒を増加させて睡眠障害を引き起こすことがある。また、遅い時間の身体活動によって、抗うつ作用、抗不安作用、体温上昇作用が誘発されることによる睡眠改善の可能性を検討する研究もある[131]。入眠時には体温の低下があり、運動は深部体温の初期上昇を引き起こし、体温の低下速度を増加させるため、体温に対する運動の効果は夜遅くに極めて重要になる可能性がある[129]。したがって、睡眠の質に対する運動のタイミングは、多くの相反する議論があり、不明確である。
3.3.2.不眠症の人の睡眠の質に及ぼす身体運動の効果について
不眠症に悩む48人の患者を、対照群、中強度の有酸素運動を行う第2群、高強度の有酸素運動を行う第3群、中強度のレジスタンス運動を行う第4群の4群に分けた研究が行われた[129]。中強度の有酸素運動を行った群では、睡眠ポリグラフのデータから、全覚醒度の低下、入眠の遅延、効率と全睡眠時間の増加が認められた。また、中程度の強度の有酸素運動を行った者では、不安の軽減も観察された[129]。原発性不眠症の患者は、睡眠不安の割合の減少を経験した。中強度のレジスタンス運動は、最大で5時間にわたり不安の軽減を引き起こすことができる[132]。
閉塞性睡眠時無呼吸症候群（OSA）は、上気道の閉塞を特徴とする睡眠中に発生する疾患である。閉塞性睡眠時無呼吸症候群は、その発生頻度が高いにもかかわらず、診断されることが少ない臨床症状である[133]。閉塞性睡眠時無呼吸症候群は、睡眠ポリグラフ検査によって診断され、その際、全睡眠時間に対する無呼吸の総数および呼吸の浅さの比率が評価される[134]。OSA は、心血管系の罹患率と死亡率の主な原因であるため、医療資金の負担が増大している[134]。閉塞性睡眠時無呼吸症候群の患者は、朝の頭痛、夜間排尿、性欲減退、集中力・注意力低下、イライラ、うつ、睡眠断片化、神経認知障害、睡眠の質の低下、日中の過度の眠気の発生に悩まされることが多く、仕事のパフォーマンスと生活の質が著しく低下する[133]。
OSAを治療する簡単で安価な方法は身体運動で、疲労や心血管系障害など、この病気によって引き起こされるいくつかの結果を軽減する。身体運動は体重減少に影響し、それはまたOSAの緩和または解消に影響する。身体活動によって閉塞性睡眠時無呼吸症候群を減衰させるメカニズムはまだ完全に解明されていないが、いくつかのもっともらしい仮説がある。身体活動時には、呼吸筋が刺激され、疲労に対する抵抗力を高める構造的および代謝的な適応が生じる。持久的な運動は、上気道の活動を増大させ、その結果、抵抗力が低下し、上気道の直径が増大するものと考えられる。また、持久的運動は、睡眠中の咽頭虚脱に対抗するものである[133]。
睡眠中、頸部に体液が蓄積し、喉頭の圧力が上昇するため、OSAの発症の原因となりうる。有酸素運動後、頸部の体液量は著しく減少する[135]。
OSAの人は、徐波睡眠の持続時間が短く、徐波睡眠を得るのがより困難であり、さらに日中の眠気が増加する[136]。身体運動は体温を上昇させるため、入眠を容易にすることができる。身体活動中はエネルギー消費量も増加するため、NREM睡眠相の延長に影響を与える[133]。身体活動を実践したOSAの成人患者（129名の研究）は、日中の眠気の減少、ピーク酸素消費量と睡眠パフォーマンスの上昇を経験した[137]。
3.3.3.身体活動が児童・青少年の睡眠の質に与える影響について
睡眠は、子どもの適切な健康と発達のための重要な要素である。就学前児童の睡眠時間の短さは、年齢とともに肥満の有病率が高くなることと関連している[138]。近年、肥満の子どもの数は急激に増加している。世界保健機関（WHO）が行った調査では、5歳未満の約4100万人の子どもが体重過多または肥満であることが明らかにされている。特に、幼少期の過体重や肥満は、子どもの精神的、身体的、社会的発達に悪影響を及ぼすため、小児期に健康的な体重を維持することが重要である。子どもの体重異常は、糖尿病、心血管疾患、がんなど、成人後の病気の発症に深刻な影響を及ぼす[139]。
国際的なガイドラインでは、乳児は1日17時間まで、1～5歳の子どもは1日10～14時間まで睡眠をとることが推奨されている[21]。現在、子どもの睡眠時間は一昔前の子どもより少なくなっており、親は子どもに観察される睡眠の質の低下を報告している[138]。
不眠症の発生率を分析した研究では、5歳から12歳の子供700人のグループを対象とした。その結果、子どもたちの不眠症の発生率は19.3%であることが示された。男子の不眠症は5～7歳、8～10歳、11～12歳のすべての年齢層で同レベルだったが、女子では5～7歳、8～10歳の年齢層に比べ、11～12歳の年齢層で不眠症の症状の発生率が最も高くなった。不眠症状のある子どもは、睡眠障害のない子どもに比べ、入眠に時間がかかり、レム期の遅れが増加し、徐波睡眠が減少している[140]。
乳児の総身体活動レベルが高いほど、睡眠のパフォーマンスが低下し、総睡眠時間が短くなり、一日の昼寝の回数が減る。幼児や就学前児童では、身体活動の程度が高いほど、睡眠の質が向上し、安定するため、睡眠の質に良い影響を与える。身体活動の強度も睡眠の質に影響する。未就学児の軽い身体活動は、就寝時刻が遅くなることと関連している。一方、中程度から強度の身体活動は、就寝時刻が遅くなり、総睡眠時間が短くなることと関連する。1～3歳児では、身体活動レベルが高いほど、安定性が高く、入眠までの総時間が短く、睡眠の質が高いことと関連している[138]。
1～3歳児の屋外での遊びは、入眠時間の短縮、起床回数の減少、総睡眠時間の短縮、および就寝時間の早さと関連している[138]。未就学児が屋外で遊びながら体を動かすことは、夜間覚醒の少なさ、入眠時間の短さ、睡眠時間の早さ、総睡眠時間の長さと関連する。スポーツを行う未就学児は睡眠の質が良い（睡眠パフォーマンスが良い、入眠時間が早い）[138,141]。
91人の青年（11～19歳）を対象とした研究では、73.6%が睡眠の維持に問題があり、60.5%が入眠に問題があることがわかった[142]。身体活動ガイドライン（1日60分以上の中等度または強度の身体活動）を遵守することで、睡眠の質が向上し、睡眠時間が短縮された[142]。
3.3.4.成人における身体活動が睡眠の質に及ぼす影響について
身体活動や屋外で過ごすことは、適切な睡眠の質を維持し、不眠症と闘うための非薬理学的手段となりうる[124]。身体活動を実践している人は、睡眠の質（潜時、深さ、睡眠パフォーマンス）がより優れている。定期的な身体活動および睡眠は、認知機能（実行制御および記憶の定着）と正の相関がある。利用可能なデータは、女性の方が不眠症の治療のために非薬物療法的な手段をとる傾向があることを示している。さらに、身体的に活動的な女性は、座りがちな女性よりも睡眠の質が高かった[124]。
ある研究では、40歳以上の305人の参加者を対象に、身体活動が睡眠の質に及ぼす影響を評価した。参加者は、高強度のレジスタンス運動と中強度の有酸素運動で構成される運動プログラムに参加した。プール解析の結果、身体活動は睡眠の質にプラスの影響を与え、それはPSQIの低下と参加者の主観的な感情で示された。また、睡眠の質と潜伏時間の改善も認められた。身体活動に参加した者は、それ以上長く眠ることはなかったが、より良い睡眠の質を経験した[143,144]。
睡眠不足は、高血圧、肥満、脳卒中の発生と相関がある。高血圧は、冠動脈疾患、脳卒中、心不全、末期腎不全のリスクを高める重要な因子である。血圧が115/75mmHg以上になると、心血管疾患のリスクが高まり、20/10mmHgずつ上昇すると2倍になる。夜間の血圧は、日頃の血圧の10～20%程度に低下することが望ましい。高血圧患者20名を対象とした研究では、まず疲労困憊するまで運動テストを行い、その後ランダムな順番で午前7時、午後1時、午後7時にトレッドミルで30分の運動を行った。この研究では、午前7時に適度な有酸素運動を行うと夜間の血圧が低下した。身体活動によって睡眠の質も改善された。日中のエネルギー消費が増加した結果、深い睡眠相が増加し、特に午前7時の身体運動後に増加した。したがって、有酸素運動は睡眠の質を改善する非薬物療法的な方法である可能性がある[143]。
合計377人の女性が参加した研究が行われた[124]。身体活動は加速度計を使用して測定された。その結果、朝の運動によって睡眠の質と概日リズムが改善される可能性が高いことが示された。しかし、睡眠の最適化に関する推奨を明確にするためには、身体活動の持続時間を精緻化し、身体活動を実施する時間帯の臨床的意義を評価する必要がある[124]。
高齢者の適切な健康維持に影響を与える重要な要因として、身体活動が挙げられる。高齢者は若年者に比べ、精神的・身体的障害を持ちやすく、身体的制限を受ける可能性が高い。加齢に伴い睡眠の質は低下し、日中の疲労感が強くなり、快適性の低下や死亡率の上昇と関連する[145]。
世界保健機関は、中強度の有酸素運動を週150分以上、または高強度の有酸素運動を週75分以上実践することを推奨している[146]。
65 歳以上の人口の半数は睡眠の質が低下していると推測されている。60人（21～29歳の若年層22人、36～64歳の中年層16人、65～81歳の高齢層22人）のグループを調査した研究では、高齢者における身体活動と睡眠の幸福度の間に正の関係があることが示された[123]。高齢者の睡眠の質は、体力とは関係なく、身体活動のレベルとは関係があった。中程度から強度の身体活動は、特に睡眠の質の改善と関連している[123]。
体をよく動かしている高齢者は、睡眠の質の低さを示す症状を訴えることが少ない。より活動的であることは、睡眠効率の向上、睡眠時間の延長、入眠の遅れの減少につながる[147]。
4.考察
研究によると、睡眠時間はすべての年齢層で有意に短くなっており[46,47]、睡眠障害と不眠症はすべての年齢層で診断されている[4,9,24,44,45,46]。現在、多くの研究が、睡眠障害および不眠症は、心血管疾患、肥満、うつ病、がんおよび感染症のリスクを増加させることを示唆している[9,10,11,12,50,54]。
睡眠時間の短縮は、朝食を抜く、ビタミンの少ない加工食品を食べる、過度に脂肪分の多い食品を食べるなど、貧しい食生活の選択に影響を与え[76]、カロリーの過剰摂取につながる[50]。大きな問題は、小児および青年における過体重および肥満の増加である。研究によると、この年齢層は十分な睡眠時間の要件を満たしていないことが多い[45,46]。したがって、睡眠障害や不眠症の予防は、幼児期に始まることが多い非感染性疾患を予防するために極めて重要である。
多くの研究が、適切な栄養、身体活動、より少ない刺激物が睡眠の質に良い影響を与えることを示している。一方、栄養不良は、長期的には、不眠症と密接に関連する炎症につながる可能性がある[15]。睡眠を調節する栄養因子は、異なる作用機序を有する可能性がある[35]。睡眠は、個々の成分（例えば、カフェイン）または食品の代謝産物の複合体によって影響を受ける可能性がある。また、食品は常在菌叢に影響を与え、それが特定の生物活性代謝物の形成につながる可能性がある[41]。細菌の代謝産物の1つであるγ-アミノ酪酸（GABA）は、睡眠パフォーマンスを向上させ、睡眠を促進することができる[97]。
研究によると、バランスのとれた食事は睡眠の質に良い影響を与えることが示されている[65,66,75]。睡眠の質を維持するためには、十分なタンパク質、炭水化物、脂肪を含む食品や食事が不可欠である[57,58]。栄養素は量だけでなく、質も重要である。メラトニンの前駆体であるアミノ酸のトリプトファンを十分に摂取することは、睡眠に良い影響を与える[92]。科学的証拠は、セロトニン分泌の調節にプラスの影響を与える可能性のあるオメガ3脂肪酸の役割を指摘している[58]。睡眠の質を改善するためには、低グリセミック指数、低グリセミック負荷、高繊維含有量の炭水化物を含む食事をすることが推奨される[69,70]。十分な睡眠の質を確保するためには、飽和脂肪酸および精製炭水化物を多く含み、繊維が少ない加工食品は避けるべきである[59]。
睡眠の質にとって重要な要因は、その衛生状態である[101]。適切な睡眠衛生は不眠症を予防することができ、非薬物療法的な治療方法となりうる。アルコール、ニコチン、カフェイン、大麻などの刺激物の使用は、睡眠の質を著しく低下させることが研究で示されている[77,84,105,110,119]。
身体活動は、良好な睡眠の質の維持に重要な役割を果たしている。十分な量の中強度から高強度の運動は、睡眠の質を向上させ、不眠症を予防することができる[126,129]。しかし、メラトニンが分泌される深夜に身体活動を行うと、メラトニン濃度が低下する可能性がある[126]。夜間の運動は、高強度でも中強度でも、翌日の夕方のメラトニンの放出を遅らせる可能性さえある。しかし、日中の運動は、その強度に関わらず、メラトニンの分泌に急速かつ継続的な影響を与えない[127]。
病気の発生と睡眠の問題との関連については科学的な証拠があるが、非感染性疾患の人々の睡眠の質については、栄養との関連でほとんど研究されていない[68]。
5.結論
睡眠に関連する問題は広範かつ未解決のテーマであり、さらなる研究が必要である。特に睡眠障害は多くの慢性疾患の出現に寄与していると考えられるからだ。睡眠と食事、身体活動、国民の健康との関係の評価を組み合わせた研究は、幅広い回答者を対象に、特に非伝染性疾患のリスクを持つ人々を対象に実施されるべきである。
ファンディング・ステートメント
この研究は、外部からの資金援助を受けていない。