本文回顧了動物和人類中免疫系統與睡眠-清醒系統之間的相互關係。除了某些細胞激素如白細胞介素-1 (IL-1) 對於睡眠-清醒腦部的影響之外，血漿中IL-1以及周邊免疫細胞功能（例如自然殺手細胞活性和皮質醇）的日夜節律與人類的睡眠-清醒系統有關。月經週期中免疫功能的日夜節律變化與孕激素水平和慢波睡眠的數量相關。免疫、內分泌和睡眠-清醒系統之間的和諧互動可能對於睡眠的起因和功能具有重要意義。
睡眠與免疫功能：一個相互影響的關係
大多數組織都有24小時的有絲分裂活動節律，最大的活動在休息和睡眠時出現。然而，周邊細胞功能可能並不僅僅是調整到睡眠-覺醒或休息-活動週期。例如，細菌細胞壁肽聚糖的組成部分——muramyl peptides，被發現存在於各種哺乳動物組織中，並能通過活化的巨噬細胞產生IL-1來促進睡眠。
中樞神經系統免疫功能與睡眠-覺醒系統
實驗證明，特定的免疫活性肽或神經內分泌激素可以影響睡眠-覺醒大腦。然而，實際上，免疫系統和神經內分泌系統並不是孤立運作的。事實上，這兩個系統之間存在著密切的聯繫，並有大量證據證明它們之間存在著雙向溝通的分子基礎。已經確定的具有促進睡眠作用的免疫活性肽包括因子S、muramyl peptides、白介素-1 (IL-1)、IL-2、α干擾素、腫瘤壞死因子、前列腺素D2、血管活性腸肽和δ-睡眠誘導肽等。另一種免疫活性物質，前列腺素E2，被確定可以促進覺醒。
周邊免疫功能與睡眠-覺醒系統
除了對睡眠-覺醒大腦的電生理和行為測量的影響，還有與睡眠和覺醒相關的周邊免疫和內分泌功能的同時變化。大體上，動物和人類研究使用了兩種方法來確定睡眠-覺醒系統的周邊免疫和內分泌功能。一種方法涉及剝奪受試者的睡眠並在剝奪和恢復期間評估生物學變化。另一種方法涉及評估與睡眠和覺醒相關的免疫和內分泌指標。
數項研究已經顯示，睡眠剝奪後，周邊免疫功能會發生變化。例如，72小時的睡眠剝奪會導致多形核粒細胞的吞噬作用減弱，淋巴細胞產生的干擾素增加，血漿皮質醇增加。我們對40小時覺醒的影響的研究不僅顯示在覺醒的夜晚，血漿IL-1和IL-2功能增加，而且在NK細胞活性方面也有劇變。NK細胞活性在睡眠開始後急劇下降，並在第4階段睡眠開始時達到最低水平。
結論：睡眠、免疫和內分泌系統的相互影響
結合人類中觀察到的血漿IL-1與睡眠的變化，以及實驗證據顯示IL-1由各種細胞合成，我們可能推測，IL-1和其他促進和抑制睡眠的免疫活性細胞因子可能在中樞神經系統和周邊都有作用。此外，如同人類研究所指出的，覺醒期間的細胞因子反應和睡眠期間的反應不同。這些觀察結果使我們必須放棄傳統的觀念，即睡眠和覺醒只是大腦的功能活動。如果確實有某些周邊細胞功能的基因控制與睡眠-覺醒的大腦相關聯，那麼需要確定那些控制細胞內和細胞外功能的機制。未來的研究應該能夠理解這些免疫系統的周邊細胞的調節操作如何與24小時的睡眠-覺醒系統協調。到目前為止，研究顯示不僅免疫和內分泌系統相互關聯，而且睡眠-覺醒與這兩個系統也有密切的關係。免疫-內分泌和睡眠-覺醒系統的日常模式的和諧相互關係可能對睡眠的原因和功能很重要。