Научная статья на тему 'Физиологические аспекты сна'

Физиологические аспекты сна Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

CC BY
5559
734
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Чечик Наталия, Рушкевич Юлия, Абельская Ирина, Лихачев Сергей

Сомнология (наука о сне) – область нейронауки, получившая наиболее бурное развитие в XX–XXI вв. О ее важности говорит крупнейший французский исследователь второй половины ХХ в. Мишель Жуве: «Кто познает тайну сна – познает тайну мозга». Смысл высказывания заключается в том, что процессы, поддерживающие организм в состоянии бодрствования и, соответственно, процессы сна, являются важнейшими в жизнедеятельности прочих систем организма и определяют высшие функции мозга. Память, мотивации, эмоции, поведение, сознание, способность к обучению, когнитивная функция человека, сенсорные и моторные функции обеспечиваются при нормальной работе механизмов восходящей активации коры большого мозга, то есть бодрствования. При нарушении этих систем мозг погружается в состояние комы и ни поведение, ни сознание не могут быть реализованы [1, 2, 4–7].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Физиологические аспекты сна»

<

и

<

Благослови,

Господь, изобретшего сон.

М. Сервантес де Сааведра. «Дон Кихот»

Физиологические аспекты

сна ^

Сомнология (наука о сне) - область нейронауки, получившая , наиболее бурное развити^ Ц в ХХ-ХХ1 вв. О ее важносшго- ! ворит крупнейший француз- Ц I ский исследователь второй половины ХХ в. | | Мишель Жуве: «Кто познает тайну сна - '

познает тайну мозга». Смысл высказывания заключается в том, что процессы, поддерживающие организм в состоянии бодрствования и, соответственно, процессы сна, являются важнейшими в жизнедеятельности прочих систем организма и определяют высшие функции мозга. Память, мотивации, эмоции, поведение, сознание, способность к обучению, когнитивная функция человека, сенсорные и моторные функции обеспечиваются при нормальной работе механизмов восходящей активации коры большого мозга, то есть бодрствования. При нарушении этих систем мозг погружается в состояние комы и ни поведение, ни сознание не могут быть реализованы [1, 2, 4-7].

f

я <

Jr

V /

/

\

Нормальная физиология сна

Сон - функциональное состояние, характеризующееся отсутствием активного взаимодействия организма с окружающей средой и неполным прекращением у человека узнаваемой психической деятельности. Как физиологическое состояние он отличается от патологических (сопор, кома) своей обратимостью и возможностью быстрого перехода в бодрствование под влиянием внешних факторов. Сон составляет от четверти до трети нашей жизни и относится к физиологическому восстановительному периоду [1, 2].

У истоков сомнологии стоял Натаниэль Клейтман, которого прозвали отцом исследований сна. В 1925 г. в Чикагском университете он основал первую в мире сом-нологическую лабораторию и начал изучать процессы, происходящие в организме во время сна. В 1939 г. вышла его первая монография «Sleep and Wakefulness, а в 1950 г. он совместно с учеником Юджином Азеринским, изучая движения глаз во время сна, впервые описал наличие двух функционально различных фаз: REM-сон - период быстрого движения глаз во сне и NREM -глубокий сон, а также наличие циркадных ритмов или периодов сна. В 1968 г. A. Ричфен и A. Калес впервые провели ночную множественную регистрацию биологических сигналов - полисомнографию [3, 4].

Продолжительность сна у взрослых составляет 7-8 часов, у детей и младенцев -10-18, у людей после 65 лет -5-6 часов. Общая структура процесса представляет собой последовательность функцио-

нальных состояний головного мозга - фазы медленного (ортодоксальный, или МЯЕМ-сон), которая за ночь занимает 75-85% от всего времени, и быстрого сна (парадоксальный сон, или ЯЕМ-фаза),-на долю которой приходится лишь 15-25%. Нормальный восьмичасовой сон состоит из 4-6 волнообразных циклов, каждый из которых длится около 90 минут.

МЯЕМ-сон состоит из 4 стадий:

■ Первая (Б 1, 1-2%) представляет собой процесс засыпания, во время которого снижается мышечная активность, появляются медленные движения глазных яблок. На ЭЭГ отсутствует альфа-ритм - характерный признак бодрствования.

■ Второй (Б 2, 45-55%) свойственен ритм «сонных веретен» (сигма-ритм) с частотой 13-16

в секунду и регистрацией К-комплексов.

■ На третьей стадии (Б 3, 5-8%)

на ЭЭГ появляется медленная ритмика в дельта-диапазоне (дельта-активность занимает от 20 до 50% времени). При этом «сонные веретена» продолжают возникать достаточно часто.

■ На четвертой (Б 4, 10-15%) на ЭЭГ регистрируется высокоамплитудный медленный дельта-ритм.

Третья и четвертая стадии фазы составляют глубокий сон человека.

При медленном сне наступает уменьшение частоты дыхания и ритма сердцебиения, расслабление мышц и замедленное движение глаз (преобладание парасимпатической нервной системы). По мере его углубления общее количество движений человека сводится к минимуму. Данная фаза максимально представлена в первой половине ночи. С точки зрения физиологии

во время нее происходит восстановление тела, мозг анализирует сигналы, поступающие от внутренних органов, и на их основе запускаются процессы обновления [2, 4, 10, 11].

Быстрый сон - особое состояние организма, периодически возникающее у взрослого человека приблизительно каждые полтора часа сна и характеризующееся высокой активностью мозга на фоне полной релаксации мышечного тонуса и нерегулярностью сердечного ритма и дыхания. Именно в этом состоянии снятся сны. Его эволюционное происхождение, функциональное назначение и молекулярные механизмы остаются загадкой, несмотря на более чем полувековую историю интенсивного изучения [10-12]. Отличается низкоамплитудным ритмом ЭЭГ, а по частотному диапазону - наличием альфа- и бета-ритмов. Характерные признаки фазы -пилообразные разряды с частотой 4-6 в секунду. При быстром сне физиологические функции активизируются (преобладает симпатическая нервная система), что проявляется учащением дыхания и ритма сердцебиения, усилением двигательной активности. Также усиливается мозговой кровоток, повышается артериальное давление. Движение ^

о

глазных яблок становится &

чо

быстрым, спящий видит сно- Д

видения. С точки зрения физи- ~

ологии предполагают, что ~

быстрый сон обеспечивает £

функции психологической |

защиты, переработку инфор- и

мации, ее обмен между созна- |

нием и подсознанием [6, 10, 11]. I

ж

Полученные за последние | 20 лет данные показывают, что пробуждения имеют большое 5

значение в патофизиологии сна [7, 10, 11]. Согласно концепции Американской ассоциации патологии сна, микропробуждения свидетельствуют о значительном расстройстве [10], другие исследователи, напротив, утверждают, что данное явление - элемент связующего звена в регуляции сна.

Микропробуждения представляют собой неизолированные события, имеющие периодический характер, обеспечивающие цир-кадные ритмы и адаптивную функцию спящего мозга. Функциональное значение пробуждения во сне, и особенно в МЯЕМ-периоде, обеспечивает обратимость сна, без которой он потенциально идентичен коме, а также связь спящего с окружающим миром, выбор важной поступающей информации и адаптацию организма к опасностям. Другая функция пробуждений определяет стереотип эндогенного влияния, в связи с чем формируют индивидуальную программу циклов сна [1].

Выявлен период, характеризующийся микропробуждениями, не влияющими на качество сна [1, 5, 11, 13], но увеличение их длительности на 20% и более от всей продолжительности сна либо сокращение его до 10% и меньше влияет на развитие патологических процессов -парасомнии (бруксизм, сно-хождение, энурез), панические атаки, пароксизмальные состояния, эпиприпадки, синдром беспокойных ног [1, 11, 13].

Анаболическая теория рассматривает сон как восстановительный процесс, когда после усиленных катаболиче-ских затрат во время активной деятельности возобновля-

ются энергетические запасы мозга и организма в целом. В пользу этих хорошо согласующихся с накопленным каждым человеком индивидуальным опытом представлений (вечерняя усталость и утреннее чувство свежести и бодрости) говорят и данные об усиленном протекании во сне биохимических реакций (синтез белков и РНК, усиленная секреция соматотропного гормона). Наряду с анаболической теорией большое распространение получили и информационно-психологические концепции назначения сна. Предполагается, что его основная функция - переработка поступившей в мозг в период бодрствования информации и включение ее в механизмы памяти. Наряду с этим осуществляется стабилизация эмоциональной сферы, что позволяет рассматривать сон как важный механизм психологической защиты организма человека.

Патология сна

Нарушение продолжительности сна и в большей степени его архитектуры вызывает нарушение социального и профессионального функционирования. Доказано, что некачественный или недостаточный сон, нарушенный сменной работой или другими внешними причинами, усиливает дневную сонливость и приводит к обширному спектру изменений всех нервных и нейроэндо-кринных функций, включая повышенный уровень гормонов стресса, когнитивные и обменные нарушения, снижение иммунитета, повышение риска онкологических и сердечно-сосудистых забо-

леваний. Избыточная поведенческая активность человека в ночное время - самая обычная причина нарушений циркадного ритма сна и его дальнейшей дестабилизации. Очень серьезные расстройства отмечаются при нейро-дегенеративных и психоневрологических заболеваниях. В свою очередь последние вызываются нарушениями сна. Увеличение продолжительности поверхностных стадий, а также времени бодрствования внутри сна снижает общую длительность отдыха. Вследствие чего у пациентов возникают жалобы на бессонницу, неосвежающий сон, дневную сонливость, снижение памяти, концентрации внимания, остроты реакции.

В 70-80-е гг. XX в. ученые установили, что сон влияет на продолжительность жизни. Во время него увеличивается количество дофамина в мозге, способствующего выработке соматотропина -гормона роста, обеспечивающего рост и обновление клеток всего организма. У пожилых людей ухудшается сон за счет редукции глубоких фаз медленного сна, в период которого происходят анаболические процессы и детокси-кация мозга. Старение и старческое слабоумие обусловлено накоплением в мозге амилоидных бляшек, что в конечном итоге снижает продолжительность жизни. Кроме того, данный белок разрушает стенки сосудов и провоцирует болезни сердца. Доказано, что систематический дефицит сна вызывает инсульт, инфаркт и на 36% связан с риском развития онкологических заболеваний [5, 8, 9]. Именно ночью активизируются основные иммунные клетки Т-киллеры,

Магия сна

I

уничтожающие вирусы и бактерии, что способствует резкому выздоровлению. Дефицит сна вызывает воспалительные реакции в организме. Когда человек спит, происходит интенсивный синтез коллагена, отвечающего за состояние кожи, а его дефицит проявляется в виде морщин, ломкости волос и более быстрого старения организма. Кроме того, именно в период ночного сна благодаря темноте вырабатывается 70% суточной нормы мелатонина, имеющего противораковую функцию [5, 8, 9, 11].

Синдром обструктив-ного апноэ сна (СОАС) -состояние, характеризующееся остановками дыхания длительностью более 10 секунд с частотой развития более 15 эпизодов в час. При СОАС наблюдается перекрытие потока воздуха на уровне верхних дыхательных путей, вследствие чего выдыхаемый воздух, несмотря на сохраняющиеся экскурсии грудной клетки и живота, не достигает легких, то есть имеет место недостаточность воздушного потока, несмотря на длительное дыхательное усилие. Значительная часть случаев обусловлена дискоордина-цией центральных импульсов, при которой импульс к мышцам вдоха не предваряется импульсом, тонизирующим мышцы глотки,-и развивается мышечная дистония глотки центрального генеза. Понятие смешанного апноэ включает в себя признаки обоих вышеуказанных типов [15, 16].

Данный синдром вызывает множество нарушений в организме. Эпизоды гипо-ксемии и гиперкапнии, циклические колебания внутригруд-ного давления и связанные

с ними реакции ЭЭГ-акти-вации обусловливают возникновение нарушений вегетативной регуляции сосудистого тонуса и сердечного ритма, что может проявляться резкими колебаниями артериального давления, а также эпизодами гипотонии, бради-тахикардии. Повторяющиеся эпизоды снижения концентрации кислорода крови можно уподобить эпизодам ишемии-репер-фузии, сопровождающимся повреждением тканей, подвергнутых гипоксии. Известно, что это обусловлено образованием активных форм кислорода, которые взаимодействуют с нуклеиновыми кислотами, липидами и белками и образуют свободные радикалы [1, 5, 11, 12, 14-16].

Расстройства, связанные с периодом NREM-сна,-ночные страхи и периодические движения конечностей во сне, снохождение, ночная пароксизмальная дистония. Ночные страхи - эпизоды сильного страха, часто сопровождающегося плачем или криком, которые возникают при пробуждении из сна без REM, обычно из стадий S 3 и S 4 NREM-сна. Во время подобных эпизодов отмечаются увеличение частоты сердечных сокращений и дыхательных движений, спутанность сознания и дезориентировка. Чаще всего эпизоды амнезируются, но некоторые пациенты описывают короткие снопо-добные картины. Это состояние наиболее распространено у детей в возрасте от 4 до 12 лет, но может сохраняться и во взрослом возрасте. Периодические движения конечностей во сне (ночная миоклония) характеризуются частыми класте-

рами движений в конечностях (обычно в ногах, но иногда руках), которые периодически повторяются во время сна с интервалами в 10-90 с и могут вызывать пробуждения, что приводит к фрагментации сна и дневной сонливости. Пациент обычно не подозревает об имеющихся у него движениях конечностей во сне, однако это состояние легко распознается при поли-сомнографии, позволяющей также количественно оценить его тяжесть.

Снохождение характеризуется сложными поведенческими актами (больной ходит, садится в кровати, разговаривает и др.), которые возникают во время сна без REM (обычно на стадиях S 3 и S 4 NREM), в первые часы ночного сна. Пациента трудно разбудить, он кажется дезориентированным и обычно амнези-рует ночной эпизод. Наиболее часто встречается у детей 3-10 лет, но может возникать и у пожилых людей. Ночная пароксизмальная дистония -расстройство, характеризующееся повторяющимися эпизодами дистонического гиперкинеза во время или сразу после пробуждения из сна без REM или, реже, в период бодрствования. Эпизоды обычно продолжаются менее минуты [6-8, 11-13].

Расстройства поведения, связанные с REM-сном, характеризуются эпизодами сложной, часто интенсивной двигательной активности, возникающей во время REM-сна, по-видимому, отражая сновидения. Причиной является утрата стволовых тормозных механизмов, в норме препятствующих осуществлению движений в этой фазе. Характерны беспорядочные дви-

жения рук и ног, пациенты могут спрыгивать с постели и бегать по спальне, наталкиваясь на мебель и стены. Некоторые часто помнят содержание сна после завершения эпизода. Большинство случаев идиопа-тические, но у части пациентов выявляются специфические неврологические заболевания (например, болезнь Паркинсона, цереброваскулярная болезнь, мультисистемная атрофия, рассеянный склероз, опухоль ствола мозга), что может потребовать дополнительных лечебных мер [6-8, 11-13].

Синдром беспокойных ног характеризуется неприятными ощущениями в ногах (иногда в руках), которые появляются перед наступлением сна (иногда и в другое время) и вызывают сильное желание совершать движения конечностями. У пациентов возникают ощущения зудящего, скребущего или ноющего характера, которые временно проходят, когда нижние конечности совершают движения, но в состоянии покоя возвращаются через несколько секунд. Симптомы продолжаются от нескольких минут до нескольких часов и могут значительно задерживать наступление сна, а иногда и лишать его. Отмечаются также периодические движения конечностей во сне. Причина часто остается неизвестной, характерно хроническое течение, хотя иногда наблюдается постепенное улучшение [13].

Эпилептические припадки, связанные со сном. Почти каждая форма данного заболевания претерпевает в различное время цикла сна то улучшение, то ухудшение. Когда припадки возникают почти исключительно во сне,

это заболевание называется «эпилепсией сна»; при двигательном беспокойстве во сне эпилепсия выявлена в 1% случаев.

Наиболее редкие пара-сомнии, связанные со сном. Бруксизм, или скрежетание зубами, - наиболее часто возникает ночью на стадии МЯЕМ-сна. По данным дантистов, 5-10% населения страдают бруксизмом в столь выраженной форме, что у них имеют место заметные повреждения зубов. Сам спящий не замечает этого состояния, кроме случайных болей в области челюсти по утрам. Наследственный паралич во время сна характеризуется внезапной потерей способности выполнять произвольные движения либо сразу же в начале сна, либо при пробуждении. Хроническая пароксизмальная гемикрания -

головные боли, которые носят мучительно тяжелый характер и часто наблюдаются во время сна. Характеризуются выраженными паттернами начала и окончания приступа, сходны с головной болью, которая возникает днем, причем предшествующие расстройства сна отсутствуют.

Таким образом, одной из основных составляющих понятия «качество жизни» является сон. Нарушение его архитектуры вызывает нарушение социального и профессионального функционирования. При этом установлены значимые взаимосвязи патологий дыхания и архитектуры сна у пациентов с развитием цереброваскулярных заболеваний. Ликвидация комплекса патофизиологических реакций может способствовать восстановлению функций головного мозга. СИ

Наталия Чечик,

заведующая неврологическим отделением РКМЦ Управления делами Президента Республики Беларусь, кандидат медицинских наук

Юлия Рушкевич,

ведущий научный сотрудник РНПЦ неврологии и нейрохирургии, кандидат медицинских наук

Ирина Абельская,

главный врач РКМЦ Управления делами Президента Республики Беларусь, доктор медицинских наук

Сергей Лихачев,

заведующий неврологическим отделом РНПЦ неврологии и нейрохирургии, доктор медицинских наук, профессор

ЛИТЕРАТУРА

сон» // Физиология человека. 2011. Т. 37, №4.

1. Ковальзон В.М. Центральные механизмы регуляции цикла «бодрствование -С. 124-134.

2. Ковальзон В.М. Основы сомнологии. Физиология и нейрохимия цикла «бодрствование - сон».- М., 2011.

3. Вегетативные расстройства: клиника, диагностика, лечение: руководство для врачей / А.М. Вейн [и др.].- М., 2010.

4. Вейн А.М. Сон человека. Физиология и патология.- М., 1989.

5. Ковальзон В.М. Нейрофизиология и нейрохимия сна //Сомнология и медицина сна: избранные лекции.- М., 2013.

6. Инсомния: современные диагностические и лечебные подходы: учеб. пособие для системы послевузов. проф. образования.- М., 2005.

7. Левин Я.И. Клиническая сомнология: проблемы и решения // Неврологический журнал. 2004. Т. 9, №4. С. 4-13.

8. Болезни нервной системы: руководство для врачей: в 2 т. / Ю.Н. Аверочкин [и др.].- М., 2003. Т. 1.

9. Магомедова К.А. Особенности нарушений сна у больных пожилого возраста // Мед.- соц. экспертиза и реабилитация. 2013, №3. С. 44-46.

10. International Classification of Sleep Disorders, Revised (ICSD-R). Rochester, MN, American Sleep Disorders Association, 2007.

Полный список литературы

http://innosfera.by/2017/12/sleep

8

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.