Физиология сна

  1. Архитектура сна
  2. Факторы, влияющие на архитектуру сна
  3. Влияние возраста на сон
  4. Регуляция сна
  5. Двухфакторная модель регуляции сна

Сон - это основная биологическая потребность организма, без которой человек не может нормально функционировать. Чтобы чувствовать себя хорошо, нужно спать достаточно долго. Однако, вопреки распространенному мнению, сон не является пассивным состоянием, при котором мозг отключается и отдыхает. Во сне, по общему признанию, характерно отношение покоя, прекращения физической активности, потери сознательного контакта с окружающей средой и снижения реактивности на внешние раздражители, но деятельность нервной системы сохраняется и подвержена постоянным циклическим изменениям. Важной особенностью сна является также его обратимость или возможность возвращения в состояние бдительности под воздействием адекватных внешних раздражителей.

Рис
Рис. pixabay.com

Архитектура сна

Чтобы описать архитектуру или структуру сна, необходимо изучить три физиологических параметра в течение ночи:

  1. биоэлектрическая активность мозга, которую мы оцениваем с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), с электродами, расположенными на коже головы над левым и правым полушариями головного мозга в лобной, центральной и затылочной областях,
  2. движения глаз, которые мы изучаем с помощью электро-лангографии (ЭОГ) - электроды располагаются сбоку и ниже левого глаза, а также латерально и над правым глазом,
  3. мышечное напряжение, которое мы проверяем с помощью электромиографии (ЭМГ), с электродами над мышцами подбородка.

Мужская мечта состоит из двух типов сна. Сон без быстрых движений глаз (NREM) и сон с быстрыми движениями глаз (REM). В соответствии с классификацией стадий сна Американской академии медицины сна, NREM-сон делится на 3 стадии, обозначаемые как N1, N2 и N3, где N1 означает самый неглубокий сон, а N3 - самый глубокий. REM-сон не делится на этапы и обозначается как этап R. Ночь бодрствования помечается как W ( бодрствование ). Каждая стадия сна имеет типичные особенности, которые позволяют ее надлежащее распознавание (см. Таблицу 1). Благодаря этому, описание архитектуры сна основано на тесты сна или полисомнография, очень точная.

Таблица 1. Характеристики стадий сна по критериям Американской академии медицины сна Бдительность (W)Стадион N1Стадион N2Стадион N3Стадион R

EEA мигает веками, в зависимости от желания быстрых движений глаз, во время сонливости медленные движения плавающего глаза медленные движения плавающего глаза исчезают, а затем никаких движений глаз нет, движения глаз, обозначения EEA содержит волны высокого напряжения от ЭЭГ, быстрые движения глаз, запись высокого напряжения ЭМГ, наличие движений, зависящих от тела, запись среднего напряжения, запись низкого напряжения, запись низкого напряжения, самая низкая амплитуда записи ЭМГ, эпизодическое (фазовое) сокращение мышц ЭЭГ с открытыми глазами: низковольтная смешанная активность с преобладанием волн бета (> 13 Гц); с закрытыми глазами: низковольтное смешанное действие с преобладанием альфа-волн (8-13 Гц), представляющее более 50% времени записи, низковольтное смешанное действие с преобладанием тета-волн (4-8 Гц), составляющее более 50% времени записи низковольтное смешанное действие с преобладанием тета-волн, наличие NEG-специфических графоэлементов ЭЭГ: шпиндели сна и K-комплексы медленных дельта-волн высокого напряжения (0-2 Гц) в течение 20% времени записи низковольтного смешанного действия с преобладанием тета- и бета-волн, наличие E-графенового элемента, характерная для E-волны: в форме волны ЭЭГ зуб - электроэнцефалография, ЭМГ - электромиография, ЭОГ - ​​электростимуляция
NREM-сон - стадии N1, N2, N3, REM-сон - R-стадия

NREM и REM-сон периодически следуют друг за другом ночью, создавая так называемые циклы сна. Порядок стадий сна в течение цикла сна обычно N1-> N2-> N3-> N2-> REM. Каждый цикл сна обычно заканчивается коротким пробуждением. В течение ночи, чтобы отдохнуть, мужчина обычно нуждается в 4-6 циклах сна. Сон в первой половине ночи характеризуется большим количеством глубокого сна - стадия N3. Во второй половине ночи, после завершения трех циклов сна, у взрослых, которые не страдают от лишения сна, глубокий сон обычно больше не возникает. Тем не менее, количество быстрого сна и стадии N2 увеличивается (см. Рисунок 1).

Рис.1.

Профиль сна (гипнограмма) 30-летнего здорового мужчины

Факторы, влияющие на архитектуру сна

Генетические факторы

Архитектура и качество сна строго регулируются генетическими факторами. Наиболее ощутимым генетическим состоянием, связанным со сном, является индивидуальная потребность во сне. Продолжительность сна зависит, среди прочего, от продолжительности цикла сна человека и количества циклов, которые необходимы человеку для сна. Продолжительность цикла сна человека составляет от 80 до 120 минут. Таким образом, человек, которому нужно всего четыре 80-минутных цикла сна, чтобы быть безвкусным, засыпает уже через 320 минут. В свою очередь, другой, которому для отдыха требуется шесть 120-минутных циклов, должен будет спать почти 12 часов. Генетически обусловленную потребность во сне нельзя обмануть. Вы не можете «научиться» спать покороче. На несколько ночей можно даже встать после трех сонных циклов сна, когда организм уже глубоко заснул и чувствует себя достаточно спящим. Тем не менее, недосыпание будет усиливаться, и человеку, который не спит через 1-2 часа в день, в конечном итоге придется испытать генетическую потребность в сне и «уснуть» при дефиците сна. Чаще всего это происходит в выходные дни с образованием / работой. Другое генетическое состояние - предпочтительное время сна. Люди, которые любят поздно ложиться и поздно вставать, называются «совами» или «ночными брендами». Их противоположностью являются «жаворонки» или «ранние пташки», то есть люди, которые любят рано ложиться спать и рано вставать. Помимо генетических факторов, возраст очень сильно влияет на сон.

Влияние возраста на сон

Возраст является одним из факторов, наиболее влияющих на структуру сна. Новорожденные спят около 16 часов, и почти 50% времени их сна - активный сон, эквивалентный быстрому сну. Кроме того, к огорчению родителей мечта новорожденных детей имеет не циркадный ритм, а 4-часовой. Это означает, что в лучшем случае плачущего ребенка разбудили каждые 2,5 часа. Продолжительность и количество быстрого сна уже сокращены с периода младенчества. В 12 месяцев ребенок спит в среднем 9-12 часов в сутки и 2-4,5 часа в день. Около 5 -6. Ночной сон длится 10-11 часов. Потребность в дремоте в течение дня значительно снижается, в результате чего дети начинают протестовать против старения в течение дня. В течение подросткового периода ритм сна характеризуется тенденцией к отсроченному сну, то есть предпочтительно ложиться спать после полуночи и вставать около 9 часов утра. Взрослый спит в среднем 7-8 часов. У пожилых людей количество и продолжительность ответов и продолжительность этапа N1 увеличиваются, продолжительность этапа N3 уменьшается, в то время как продолжительность этапа N2 и быстрого сна относительно постоянна. Кроме того, у пожилых людей фаза сна ускоряется, т.е. предпочтительнее рано ложиться спать и рано вставать, продолжительность ночного сна уменьшается, а потребность в дневном сне возрастает. Возраст оказывает существенное влияние не только на продолжительность отдельных этапов сна, но и на другие его параметры, которые можно рассчитать на основе результатов полисомнографии (см. Таблицу 2).

Таблица 2. Влияние возраста на выбранные параметры сна, рассчитанные на основе полисомнографического исследования.Определениепараметров

Задержка сна. Время, прошедшее с момента засыпания и выключения света для сна (обычно определяется как первое возникновение стадии сна N2). Для молодых людей правильная задержка сна составляет менее 30 минут, а для людей старше 65 лет - 45 минут. Задержка быстрого сна Количество времени, прошедшее с момента засыпания до первого появления быстрого сна. В качестве сокращенных значений задержки быстрого сна считается, что у молодых людей они составляют менее 65 минут, а у людей старше 65 лет - менее 50 минут. Общее время сна (TST) Общая продолжительность сна в течение ночи. Он рассчитывается путем вычитания из времени, проведенного в постели, времени, которое было проведено в бдении. На основании исследований, проведенных у пациентов с бессонницей, время сна менее 6,5 часов считается слишком коротким у молодых людей и менее 6 часов у людей старше 65 лет. Однако эти значения не относятся к людям с низкими требованиями ко сну, которые являются краткосрочными Время сна не вызывает ухудшения работы и плохого настроения в течение дня. Эффективность сна (SE) Отношение общего времени сна ко времени, проведенному в постели, то есть процент времени сна в постели. Действительные значения превышают 90% у молодых людей и более 85% у людей старше 65 лет. Просыпаться после сна на - WASO Общее время, которое считается проснувшимся после засыпания, но до окончательного пробуждения утром. Правильные значения режима ожидания в режиме охраны не должны превышать 30 минут. Общее и процентное содержание стадий бодрствования и сна N1, N2, N3 и R Общее количество (в минутах и ​​процентах относительно общего времени сна или времени, проведенного в постели) стадий бодрствования и сна N1, N2, N3 и REM. У взрослых 2-5% времени сна приходится на стадию N1, 45-55% на стадию N2, стадия N3 длится 10-15% времени сна, стадия R - 20-25%.

Регуляция сна

Нейробиологические процессы, регулирующие сон, очень сложны. Наиболее важные нейромедиаторные системы, связанные со сном, включают:

  1. Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) - через нейроны этой системы способствуют сну, среди прочего снотворные и успокоительные средства.
  2. Гистаминовая система - она ​​играет важную роль не только в регуляции сна, но и в аллергических и воспалительных реакциях. Благодаря этой системе аллергия и инфекции неблагоприятно влияют на сон, в то время как многочисленные антигистаминные противоаллергические препараты способствуют сну и могут вызывать сонливость в течение дня.
  3. Система серотонина - она ​​играет важную роль в продвижении глубокого сна и ингибировании быстрого сна. Дефицит серотонина ответственен, среди других при нарушениях сна в курсе депрессия , Благодаря этой системе многочисленные антидепрессанты способствуют сну и увеличивают его глубину.
  4. Норадренергическая система - чрезмерная активность этой системы и, как следствие, плохое качество сна часто наблюдаются у людей, страдающих тревожными расстройствами, и у пациентов, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, например, со слишком высоким кровяным давлением.
  5. Холинергическая система - холинергические нейроны, продуцирующие ацетилхолин, способствуют быстрому сну и связаны с процессами памяти. Дисфункция их функции и снижение быстрого сна наблюдаются у пациентов с расстройства памяти особенно с слабоумие Тип болезни Альцгеймера.
  6. Мелатониновая система - функция этой системы зависит от ритма света, влияющего на биологические часы человека, расположенные в переднем гипоталамусе, в надкрестообразных связках. Биологические часы регулируют секрецию мелатонина шишковидной железой.
  7. Система гипокретина - она ​​стабилизирует процессы, регулирующие поддержание сна ночью и бодрствование днем. Значительное ослабление функции этой системы наблюдается в случае нарколепсии, заболевания, характеризующегося пароксизмальным сном в течение дня и нарушениями непрерывности ночного сна.
  8. Аденозиновая система - эта система способствует сну, вызывая сонливость, тем больше, чем дольше этот период прошел с последнего периода сна. Сонливость, вызванная аденозином, частично блокирует кофеин, содержащийся в кофе.

Приведенный выше список содержит только некоторые из наиболее важных примеров веществ, которые регулируют сон людей. Понять влияние всех ранее обнаруженных веществ и их взаимосвязи на сон очень сложно и до сих пор не до конца понятно. Люди, страдающие расстройствами сна, должны сами получить знания о том, как заботиться о собственном качестве сна, для этого стоит ознакомиться с практическими моделями, объясняющими его регуляцию. Наиболее важной из них, по-видимому, является двухфакторная модель регуляции сна, предложенная в начале 1980-х годов швейцарским нейрофизиологом Александром Борбели.

Двухфакторная модель регуляции сна

Согласно модели двухфакторной регуляции сна, она формируется двумя основными процессами: гомеостатическим спросом на сон (называемый S-процессом) и циркадным ритмом (называемым C-процессом). Утверждение, что данный биологический процесс является гомеостатическим, означает, что это процесс, который восстанавливает баланс организма, то есть гомеостаз. В процессе бодрствования в мозгу накапливаются различные виды метаболитов и веществ, которые делают нас все более скучающими, невнимательными, сонными. Обращение этих процессов является одной из основных функций сна. Гомеостатический процесс сильнее влияет на потребность во сне, чем короче сон прошлой ночи, тем больше времени прошло с последнего периода сна, т.е. чем дольше период бодрствования и тем больше физическая активность в течение дня. Гомеостатическая потребность во сне отвечает не только за его длину, но прежде всего за его глубину. Чем оно больше, тем глубже становится мечта. Люди с тяжелым недосыпанием часто спят так глубоко, что не реагируют ни на какие внешние раздражители и в разговорной речи говорят, что они «спали как камень». В прошлом веке мы наблюдаем изменение в образе жизни человека. Низкий уровень физической активности в течение дня, связанный с широким использованием машин и устройств на работе и в быту, а также с движением, почти исключительно с использованием механических транспортных средств, означает, что у многих людей гомеостатический процесс вечером недостаточно силен, чтобы вызвать долги и глубокий сон Поэтому для того, чтобы крепко спать, необходимо регулярно заниматься спортом.

Циркадный ритм указывает организму подходящее время для сна, которое физиологически должно попадать в период темноты. Важнейшим фактором формирования циркадного ритма является свет. Световые раздражители, попадая на сетчатку глазных яблок, влияют на работу переднего гипоталамуса, так называемый супрахиазматические ядра. Это структура человеческого мозга, отвечающая за синхронизацию всех контуров тела. Его работу можно сравнить с сигналом времени, передаваемым по радио или телевидению. Подобно тому, как мы регулируем наши часы на основе сигнала времени, так и ткани и органы тела сами регулируют свои циркадные ритмы на основе сигналов, генерируемых супрахиазматическим ядром. Последние влияют, среди прочего для секреции мелатонина шишковидной железой - гормон, основная физиологическая функция которого состоит в том, чтобы показать организму период темноты. Они также регулируют время секреции многих гормонов и уровень активности центральной нервной системы. Таким образом, через супрахиазматические шнуры ритм света синхронизирует функционирование всего организма в соответствии с ритмом 24-часового земного дня.

В дополнение к свету в регулировании циркадного ритма, другие факторы также играют важную роль. Они включают в себя:

  • социальная и умственная деятельность - например, связанная со встречами с другими людьми, работой и обучением, этот фактор формирует ритм работы мозга,
  • ритм приема пищи - важный фактор времени для желудочно-кишечного тракта и органов, участвующих в пищеварительных и метаболических процессах, например, поджелудочной железы, печени,
  • физические упражнения - важный фактор времени для мышц,
  • индикация часов и будильников - они важны для поддержания 24-часового ритма; их использование позволяет выполнять определенные действия каждый день в определенное время.

Отход от естественного образа жизни, связанный с ритмом дня и ночи, благодаря возможности использования искусственного освещения вызвало то, что сегодня, помимо нарушенного гомеостатического процесса, многие люди также дестабилизируют или ослабляют циркадный ритм. По этой причине нарушения сна в настоящее время являются одними из самых распространенных жалоб населения на здоровье, и необходимость их обследования и лечения привела к появлению нового отделения медицины, которое мы называем сомнологией или медициной сна.