CC BY
173
УДК 612.662+612.821.7
РАЗЛИЧНЫЕ ФАЗЫ ОВАРИАЛЬНО-МЕНСТРУАЛЬНОГО ЦИКЛА И СОН
© С.В. Семилетова, И.М. Воронин
Semiletova S.V., Voronin I.M. Various phases of ovarian-menstrual cycle and sleep. In the article review of literature and experimental data concerning influence of phases of ovarian-menstrual cycle on polysomnographic parameters and quality of sleep of young women are given.
В постоянно меняющихся условиях современной жизни возможность адекватного приспособления организма женщины к окружающей среде во многом обеспечивается влиянием половых гормонов, изменение концентрации которых в различные фазы овариальноменструального цикла (ОМЦ) приводит к существенным различиям в гуморальной регуляции функций организма в целом и цикла «бодрствование - сон» в частности.
В настоящее время имеется большое количество сведений о влиянии гормонов на важнейшие психофизиологические процессы в организме человека и животных. Ряд работ иллюстрирует подверженность цикла «бодрствование - сон» влиянию сложного взаимодействия комплекса механизмов (включающих различные системы мозга) и широкого спектра биологически активных веществ. Наряду с данными о возможном влиянии половых гормонов на физиологию и патологию сна у множества видов, включая человека, вопрос о механизмах их воздействия и регуляции в научной литературе освещен недостаточно.
Модели сна у различных видов животных имеют половой диморфизм. В частности, отмечено, что с возрастом уровень дельта активности у самок кошек снижается медленнее, чем у самцов. Самцы крыс имеют большую продолжительность REM (быстроволнового) сна, чем самки на протяжении всего цикла «сон - бодрствование» [1]. Аналогичные половые различия наблюдаются в количестве REM-сна у мышей [2]. Кроме того, отмечен половой диморфизм в архитектуре сна у мышей, подверженных влиянию кофеина; наблюдая увеличение продолжительности медленноволнового сна у самцов и REM-сна у самок.
Рецепторы к половым стероидам, включая эстрогены, прогестины и андрогены были идентифицированы в мозгу различных видов животных, включая рыб, птиц, рептилий и млекопитающих (грызунов, плотоядных животных и обезьян резус) [3]. Ряд исследований иллюстрируют снотворное, анастезирующее, транкви-лизаторное и антиконвульсантное свойства прогестерона при внутрибрюшном его введении. Анализ электроэнцефалограммы сна в опытах на крысах показал, что прогестерон уменьшает время бодрствования и укорачивает латенцию к NREM (медленноволновому) сну. Он, подобно бензодиазепинам и большинству антидепрессантов, подавляет REM-сон, удлиняя время латенции к нему и сокращая количество [4].
Эстроген, в свою очередь, увеличивает продукцию норадреналина в стволе мозга и гипоталамусе, что является причиной подавления REM [5]. REM-сон значительно сокращается в период овуляции (у самок крыс), когда концентрация Р-эстрадиола в плазме достигает пика [6]. Кроме того, продолжительность REM-сна увеличивается у половозрелых самок с овариоэктомией и, вследствие этого, ограничением воздействия эстра-диола [7]. Некоторые исследователи [8] полагают, что активация рецепторов эстрогена в супрахиазматиче-ском ядре и дорсальном шве изменяют или модулируют циркадные ритмы. Также выявлено, что, подобно прогестерону, эстроген изменяет нейронную возбудимость, посредством взаимодействия с ГАМК-
рецепторами и 5-ГТ-рецепторами, двумя системами медиаторов, участвующих в регуляции сна [9].
Половая дифференциация REM-сна, безусловно, подвержена влиянию андрогенов. Установлено, что стрессорное воздействие в пренатальном периоде изменяет перинатальную продукцию тестостерона и имеет негативное влияние на сон самцов мышей, проявляющееся в увеличении REM-сна и нивелировании его половой дифференциации [10]. Структура сна мутантных самцов мышей, с дефицитом рецепторов к андрогену, сходна с таковой у нормальных самок. Это указывает на возможный критический период в развитии мозга, когда андрогены имеют наибольшее влияние на сон.
В качестве модели влияния стероидов на нейроны интенсивно использовалась шишковидная железа, специфическая по отношению к циркадным ритмам. Ночная норадренергическая деятельность шишковидной железы повышает продукцию мелатонина, посредством образования норадреналина (норэпинефрина) в верхнем затылочном ганглии [11]. Гонадные и надпочечниковые гормоны могут влиять на различные участки шишковидной железы, и, таким образом, воздействовать на мелатонин различными путями. У самок крыс синтез и секреция мелатонина уменьшаются в предову-ляторный период, когда высок уровень эстрадиола и прогестерона. Циркулирующий тестостерон необходим им для поддержания амплитуды ритмов мелатонина. In vivo, гонадные стероиды у самцов и самок крыс регулируют ответ клеток шишковидной железы на адренергическое воздействие.
Полученные данные о физиологической роли естественно встречающихся стероидов в модуляции ГАМК-зависимого синаптического торможения в со-
стоянии измененной центральной нервной возбудимости, возможно, свидетельствуют о подобном влиянии и на сон человека, но, зная о механизмах действия экзогенных гормонов, трудно сделать вывод об их влиянии на естественные циклы человека. В ряде работ отмечается наличие половых различий сна у людей. Женщины имеют вдвое больше сонных веретен, больше медленноволнового сна, и, по сравнению с мужчинами, с возрастом снижение количества дельта сна у них происходит медленнее.
В работах, анализирующих влияние экзогенного введения людям высоких концентраций прогестерона, отмечался его седативный эффект [12]. Введение прогестерона мужчинам вызывает существенное увеличение NREM-сна, что подтверждает результаты исследований сна после введения прогестерона самцам крыс [13].
При плацебо-контролируемом изучении женщин с гипогонадизмом и в период перименопаузы, проводившемся перед и после эстрогенной терапии, получен ряд данных, свидетельствующих об уменьшении времени латенции ко сну [14], уменьшении времени бодрствования после начала сна [15], увеличении времени сна в целом и снижения количества циклически чередующихся моделей сна после начала эстрогензаместительной терапии [16]. Введение эстрогена людям и животным затрагивает REM, но не влияет на NREM-сон.
С недавнего времени ряд исследователей обратились к рассмотрению возможных циклических изменений структуры сна в течение ОМЦ цикла женщин. Циклический характер репродуктивных процессов в женском организме характеризуется четко скоординированным колебанием уровня циркулирующих гормонов. ОМЦ контролируют гипофизарные гонадотропины - фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизи-рующий (ЛГ) гормоны. Эндокринную функцию передней доли гипофиза регулирует гипоталамический гона-долиберин. В свою очередь, гормоны яичника (эстрогены, прогестерон) вовлечены в регуляцию синтеза и секреции гонадотропинов гипофиза и гонадолиберина. В функциональном отношении менструальный цикл может быть разделен на фолликулиновую, овулятор-ную и лютеиновую фазы, в течение которых уровень циркулирующих гонадотропных и стероидных гормонов имеет четкие закономерности изменения [17].
В работах по изучению сна женщин отмечено, что существенное влияние менструальной стадии проявляется в количестве пробуждений после начала сна [18]. Наибольшее число пробуждений характерно для поздней лютеиновой стадии, когда уровни эстрогена и прогестерона снижаются, а наименьшее - для ранней лютеиновой стадии, когда уровни обоих гормонов повышаются. Также, с высоким уровнем ЛГ в период овуляции, связано большое количество прерывистых пробуждений [19].
Некоторые исследования свидетельствуют о том, что лютеиновая фаза цикла связана со значительно
большим процентом NREM-сна по сравнению с фолликулярной [18], прежде всего из-за увеличения продолжительности II стадии сна в течение ранней лютеиновой стадии и снижения ее представленности в течение поздней фолликулярной стадии. Результаты говорят о существенном влиянии стадии цикла на активность электроэнцефалограммы и количество веретен сна в течение NREM [20]. Самая низкая веретенная активность приходится на дни, предшествующие овуляции, а самая высокая - в течение поздней лютеиновой стадии.
Вопрос о влиянии высокого уровеня прогестерона (в середине лютеиновой фазы) на продолжительность стадии сна III, характер медленноволнового сна или дельта активности [20] в настоящий момент остается спорным.
Среди различных параметров REM существенное влияние менструальной фазы отмечено только в латенции к REM-сну, более короткой в течение лютеиновой стадии, чем в течение фолликулярной стадии [19-26].
С целью выявления изменений структуры ночного сна в ходе ОМЦ нами проведено ночное полисомно-графическое (ПСГ) обследование 16 девушек в возрасте 19 ±1 лет («Aurora PSG», Grass-Telefactor, США) в 4 этапа: адаптационная ночь и последующие ПСГ исследования в среднюю фолликулярную, овулятор-ную и среднюю лютеиновую фазы ОМЦ. Параллельно проводилось анкетирование участников исследования (по анкете Медицинского центра управления делами президента РФ). Идентификация стадий - в соответствии с критериями A. Rechtshaffen и A. Kales (1968). Для статистической обработки данных использовался пакет программ Statistica 6.0.
В ходе работы получены данные, статистический анализ которых выявил достоверные (р < 0,05) различия некоторых ПСГ показателей в разные фазы ОМЦ (табл. 1).
Циклические колебания гормонального уровня отразились на характеристиках как REM, так и NREM-сна. Из табл. 1 видно, что в зависимости от фазы изменяется как представленность отдельных стадий сна, так и латенция к ним. Достоверное увеличение времени засыпания, общего времени движений и бодрствования во сне в лютеиновой фазе неизменно сказались на эффективности сна девушек и послужили причиной низкой субъективной оценки его.
Таким образом, очевидно, что для оптимального осуществления физиологических функций женского организма необходимо согласование и координация его биоритмов как между собой, так и с ритмами окружающей среды.
Таким образом, вопрос о подверженности сна влиянию биоритмологических особенностей женского организма пока остается открытым и требует дальнейшего изучения и детальной доработки.
Таблица 1
Полисомнографические показатели в динамике ОМЦ
Фолликул. фаза Овуляторн. фаза Лютеин. фаза
Продолжительность 1-й ст. сна (%) 3,54 3 6,32*
Продолжительность 2-й ст. сна (%) 37,54 40,99 39,01
Продолжительность 3-й ст. сна (%) 11,79 12,16 10,48
Продолжительность 4-й ст. сна (%) 24,91 22,95 24,1
Продолжительность дельта-сна (%) 23,95* 35,39* 47,05*
Продолжительность REM-сна (%) 22,24 20,9 20,09
Кол-во эпизодов REM 3,94* 4,5 4,56
Общ. вр. движений во сне (мин.) 16,5 16,13 18,44*
Общ. вр. бодрствования (мин.) 16,03 17,11 55,63*
Латенция ко сну вообще (мин.) 11,97 11,22 24,281*
Латенция ко 2-й ст. сна (мин.) 21,75 23,34 30,34
Латенция к REM-сну (мин.) 145,47* 98,69* 74,13*
Кол-во ночных пробуждений 1,88 2,13 5,25*
Эффективность сна (%) 93,42 93,31 85,03*
Субъективная оценка сна 21,69 22,38 18,38*
* - достоверность различий при р < 0,05.
ЛИТЕРАТУРА
1. Fang J., Fishbein W. Sex differences in paradoxical sleep: Influences of estrus cycle and ovariectomy // Brain Research. 1996. V. 734. P. 275-285.
2. Bright P.I., Fishbein W. Gender differences in the ultradian of sleep // Society for Neuroscience Abstracts. 1987. V. 13. P. 264.
3. Ptaff D.W., McEwen B.S. Actions of estrogen and progestins on nerve cells // Science. 1983. V. 219. P. 808-814.
4. Edgar D.M., Scidel W.F., Gee K.W., Lan N.C., Field G., Xia H., Haw-kinson J.E., Wieland S., Care R.B., Wood P.L. CCD-3693: an orally bioavailable analog of the endogenous neuroactive steroid, pregnanolone demonstrates potent sedative hypnotic actions in the rat // Journal of Pharmacology & Experimental Therapeutics. 1997. V. 282. P. 420.
5. Branchey M., Branchey L, Nadler R.D. Effects of estrogen and progesterone on sleep patterns of female rats // Physiology and Behavior. 1971. V. 6. P. 743-746.
6. Yamaoka S. Participation of limbic-hypothalamic structures in circadian rhythm of slow wave sleep and paradoxical sleep in the rat // Brain Research. 1978. V. 151. P. 255-268.
7. Matsasbima M. Intraccrebral sites of action estrogen on the sleep-wakefulness circadian rhythm in female rats // Fukuoka Igaku Zasshi. 1990. V. 81. P. 48-67.
8. Leibenluft E. Do gonadal steroids regulate circadian rhythms in humans? // Journal of Affective Disorders. I993. V. 29. P. 175-181.
9. Halbreich U., Lumley I.A. The multiple interaction biological processes that might lead to depression and gender differences in its appearance // Journal of Affective Disorders. 1993. V. 24. P. 159-173.
10. Fishbein W., Bright P.F. Feminization of male sleep cycle by prenatal stress // Society for Neuroscience Abstract. 1987.
11. Sugden D. Elatonin biosynthesis in the mammalian pinea // Experientia. 1989. V. 45. P. 922-932.
12. Selye H. Acquired adaptation to the anesthetic effect of steroid mones // Journal of Immunology. 1941. V. 41. P. 259-268.
13. Lancel M., Cronlein Т.А., Muller-Preub P., Holsboer E. Pregnenalone enhances EEG delta activity during non-rapid eye movement sleep in the rat, in contrast to midazolam // Brain Research. 1994. V. 646. P. 85-94.
14. Regestein Q.R., Schiff I., Tulchiskv D., Rvan K.J. Relationships among estrogen-induced psvchosociological changes in hypogonadal women // Psychosomatic Medicine. 1981. V. 43. P. 147-155.
15. Polo-Kantola P., Erkkola R., Helemum N., Irjala K., Polo O. When does estrogen replacement therapy improve sleep quality? // American Journal of Obstetric and Gynecology. 1998. V. 178 (5). P. 1002-1009.
16. Scharf M.B., McDonnald M.D., Stover R., Zaretsky N., Berkowitz D. Effects of estrogen replacement therapy on rates of cyclic alternating patterns and hot-fash events during sleep in postmenopausal women: a pilot study // Clinical Therapeutics. 1997. V. 19. Р. 304-311.
17. Сметник В.П., Тумилович Л.Г. Неоперативная гинекология. СПб.: СОТИС, 1995. С. 129-138.
18. Lee К., Shaver J. Women as subjects in sleep studies: methodological issues // Sleep Research. 1985. V. 14. P. 271.
19. Driver H.S., Dijk D., et al. Sleep and the sleep electroencephalogram across the menstrual cycle in young health women // Clinic. Endocrinol. Metab. 1996. V. 81. P. 728-735.
20. Ishizuka Y., Usui A., et al. A subjective evaluation of sleep during the menstrual cycle // Sleep Research. 1989. V. 18. P. 421.
21. Armitage R., Yonker K.A. Case report: menstrual-related very short REM latency in a healthy normal control // Sleep. 1994. V. 17. P. 345347.
22. Alonzo-Solis R., Abreu P., Lopex-Coviella I. Gonadal steroid relalion of neuroendocrine transduction: a transynaptic view // Cellula Molecular Neurobiologv. 1996. V. 16 (3). P. 357-382.
23. Harrison N.L., Majewska M.D., Harrington J.W., Barker J.L. Struc-ture-activity relationship for steroid interaction with the g-aminobutric acidA receptor complex // The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 1987. V. 241. P. 346-345.
24. Keefe D.L., Naftiolin F. Brain neurochemistry and mood // Smith S. Schiff I eds. Modern management of premenstrual syndrome. N. Y.: Norton Medical Books, 1993.
25. Manber R., Bootzin R.R. Sleep and the menstrual cycle // Health. Psy-hology. 1997. V. 16. P. 1-6.
26. Manber R., Bootzin R.R., et al. Menstrual cycle effects on sleep of female insomniacs // Sleep Research. 1997. V. 26. P. 248.
Поступила в редакцию 10 мая 2007 г.
