CC BY
225УДК 613.79
ЗНАЧЕНИЕ СНА В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА
Чумакова Н.С., канд. мед. наук, доцент кафедры пропедевтики внутренних болезней, ФГБОУ ВО Оренбургский государственный медицинский университет, Оренбург e-mail: nat51247559@yandex.ru
Чумакова А.А., ученик 4 «А» класса, МОАУ «Гимназия№1», Оренбург e-mail: chumakov-a@yandex.ru
В статье проводится оценка значения сна для жизни человека. Представлены факторы, оказывающие влияние на здоровый сон школьника, установлен вред недостатка сна. Рассмотрен научный метод исследования сна - полисомнография в аспекте практического применения для задач клинической медицины. Проведен анализ качества и продолжительности сна учеников 4 классов МОАУ «Гимназия№1». По результатам проведенного исследования даны практические рекомендации по обеспечению достаточного по продолжительности сна у лиц школьного возраста, оптимизации процесса засыпания и улучшению качества сна.
Ключевые слова: сон, человек, здоровье, расстройства, полисомнография, хронотипы.
Актуальность. Сон человека - одно из самых загадочных и удивительных состояний организма [2]. Ученые всего мира много лет исследуют сон, пытаясь понять, суть этого явления: что происходит с человеком во время сна и почему он так необходим для здоровья. Учитывая большое количество времени, которое человек проводит во сне, очень важно знать, какую роль он играет в жизни человека. По данным литературы, в последнее время открыто много новых поразительных фактов о сне. Выявлены факторы, негативно влияющие на качество сна, установлен вред, который оказывает недостаток сна или его отсутствие[1]. Проблема становится особенно актуальной, учитывая наличие больших умственных и физических нагрузок, которые испытывают ученики начальных классов школы. Полноценный, здоровый сон приобретает в их жизни особую важность. Тем не менее, многие школьники отмечают, что хронически недосыпают, ощущение вялости, физической усталости, недомогания после сна. Причинами этого могут являться недостаток полноценного сна и нерациональное использование внеурочного времени, имеет большое значение качество сна. Хронический стресс, переутомление могут влиять на процесс засыпания, сокращая продолжительность сна ребенка, ухудшать его качество. Таким образом, всестороннее изучение сна с целью определения его роли, установления обязательных условий, обеспечивающих здоровый сон, необходимы для решения проблемы обеспечения полноценного сна детей школьного возраста, улучшения качества сна.
Целью исследования явилось: оценка значения сна, как важнейшего элемента в жизни человека, установление принципов здорового сна школьника.
Для достижения поставленной цели были выдвинуты следующие задачи:
1. Узнать, что такое сон, ознакомиться с основными методами его изучения.
2. Понять, что происходит с человеком во сне, продемонстрировать это в ходе эксперимента.
3. Определить влияние разных хронотипов на здоровый сон школьников и предложить пути преодоления этой проблемы (исследовательская часть).
4. Установить факторы, влияющие на засыпание и качество сна.
5. Разработать и внедрить принципы улучшения процесса засыпания и гигиены сна.
6. Повысить интерес к проблеме сна у одноклассников, путем описания интересных фактов о сне человека.
Нами сформулирована гипотеза исследования: сон нужен человеку, чтобы мозг человека отдыхал и отдыхало его тело.
Что же такое сон? В литературе имеется несколько определений данного явления. Сон - это периодически возникающее у человека состояние, при котором прерывается его двигательная и сенсорная активность [3]. Во время сна снижается чувствительность, заторможены рефлексы, расслабляются многие мышцы. Сон - это не просто отдых, а особое состояние мозга, отражающееся в специфическом поведении человека. Спящий человек принимает сонную позу, что сопровождается резким снижением двигательной активности, перестает реагировать на внешние раздражители, но способен проснуться в ответ на внешнюю или внутреннюю стимуляцию. Сон - это естественный физиологический процесс пребывания в состоянии с минимальным уровнем мозговой деятельности и пониженной реакцией на окружающий мир, присущий млекопитающим, птицам, рыбам и некоторым другим животным, в том числе и насекомым [1].
Около трети всей своей жизни человек проводит во сне [6]. Учитывая факт, что человек проводит во сне в среднем около 25 лет, необходимо узнать, что происходит с человеком за это время. Ученые долгое время не знали, почему человек засыпает, и какие процессы в головном мозге происходят во время сна. Открытие тайны сна связано с именем немецкого ученого Ханса Бергера, который в 1924 году зафиксировал слабые электрические токи в головном мозге человека [3]. В настоящее время известно, что процесс засыпания регулируется выработкой особого вещества эпифизом головного мозга, которое называется мелатонин. Мелатонин действует как снотворное, помогая человеку заснуть.
Ученые ответили на вопрос, зачем нужен сон. Установлено, что сон является и отдыхом, и активной работой головного мозга.
Сон совершенно необходим для человека, являясь неотъемлемой частью физического, умственного и психического здоровья человека [1]. Организму нужен отдых для восстановления сил, затраченных днем. Ночью активно происходят репаративные процессы (восстановление, регенерация тканей и клеток организма). Сон необходим для правильной и эффективной работы иммунной системы человека. Ведь во сне вырабатываются иммуноглобулины, необходимые для борьбы с инфекциями. Во время ночного отдыха в организме вырабатываются гормоны дофамин и серотонин, отвечающие за рост, передачу нервных импульсов в структурах головного мозга.
Мышцы, особенно слабые глазные и мимические получают необходимый отдых, без которого возникают различные расстройства (нервный тик, судороги, нарушение зрения). При исследовании электрической активности головного мозга во время сна нейрофизиологи обнаружили, что после сна у человека активируется память, восстанавливается внимание. Головной мозг продолжает работать во сне, систематизируя данные, полученные во время активной жизни. Поэтому утром после хорошего сна как будто сами собой вспоминаются выученные стихи, решаются сложные проблемы, находится выход из безвыходного положения. Народная мудрость гласит: «Утро вечера мудренее». Верность этого утверждения доказана учеными и проверена опытом многих поколений людей.
Истории известно множество печальных фактов, демонстрирующих вред недосыпания или полного отсутствия сна. В медицинском журнале 1859 года сообщалось о том, что французский суд приговорил некоего китайца за убийство жены лишить сна. К преступнику приставили троих стражников, задачей которых было будить наказанного убийцу, не давая ему уснуть. Через десять дней убийца взмолился, требуя казнить его любым способом, лишь бы прекратить «нечеловеческие муки» [2]. Для исследования негативного влияния бессонницы на здоровье человека в научных целях использовали добровольцев. Массовые эксперименты на добровольцах начались в 60-е годы и показали, как чувствует себя человек, не спавший несколько дней. Установлено, что на пятый день без сна у человека ухудшается зрение и слух, появляются галлюцинации, нарушаются внимание, координация движений, утрачивается способность к целенаправленной деятельности. Считается, что
примерами, иллюстрирующими важность сна, могут быть крупные техногенные катастрофы. Например, к вероятным причинам аварий челнока Челленджер и Чернобыльской катастрофы относят человеческий фактор, который не в последнюю очередь зависит от уровня сонливости. По результатам разных международных исследований, установлено, что более 20% автомобильных аварий происходят из-за усталости и недосыпания водителей [2]. Поэтому наличие полноценного сна является фактором, обеспечивающим безопасность нашей жизни.
В литературе встречаются и обратные данные об отсутствии сна в течение длительного времени, не приводившего к нарушению здоровья или смерти. Многие из них сомнительны. Некоторые зафиксированы как рекорды в разной печатной литературе и книге рекордов Гиннеса. Эти факты необъяснимы и кажутся невероятными.
Например, рекорд самой долгой бессонницы принадлежит американцу Роберту Макдоналдсу, который не спал почти 19 суток (453 часа). Считается, что Наполеону хватало для сна всего 4 часа в сутки, Леонардо да Винчи спал каждые 4 часа по 15 минут, что составляет всего 1,5 часа в день. А вот Альберту Эйнштейну для сна было необходимо не менее 10 часов в сутки [4].
Сколько же времени требуется человеку для сна. Из приведенных выше примеров понятно, что это потребность организма подвержена индивидуальным колебаниям в достаточно больших пределах. Длительность сна зависит от физиологических особенностей организма, но главное - от возраста человека. В первые дни после рождения ребенок спит 22 часа в сутки, дети школьного возраста спят 10 часов, по мере взросления потребность в количестве часов сна уменьшается (рисунок 1). Так, взрослый человек спит около 6-7 часов в сутки [1,6].
Рисунок 1 - Продолжительность ночного сна в часах (по данным ВОЗ)
Существуют индивидуальные особенности. Однако, по данным литературы, для полноценного отдыха организму ребенка требуется не менее 10 часов непрерывного ночного сна [1, 6].
Для правильного понимания физиологической основы сна, рассмотрим виды и структуру сна.
В структуре сна выделяют глубокий и поверхностный сон, это виды сна [6].
Сначала человек погружается в фазу глубокого сна, при этом человек расслабляется, мозг и тело отдыхают, человек не видит снов.
Затем глубокий сон сменяется поверхностным или легким. Это беспокойная фаза сна. Глаза быстро двигаются под закрытыми веками, человек, ворочается, иногда бормочет во сне. Во время поверхностного сна человек видит сны.
Предположим, вы легли спать в 22 часа. После легкого и средней глубины сна наступает глубокий сон. Головной мозг питается гликогеном. Потом наступает первая фаза
8-9 часов; 43%; 44%
7-8 часов; 30%; 30%
REM (от англ. Repid Eye Movement, что означает «быстрое движение глаз») - фаза сновидений. Все фазы сна последовательно сменяют друг друга на протяжении всей ночи до утра. Характерно, что фазы REM по мере сна становятся длиннее, а глубокий сон совсем исчезает.
Таким образом, сон человека неоднороден. Он состоит из сменяющих друг друга 4-5 циклов, каждый цикл включает в себя 2 фазы: фазу медленного сна и фазу быстрого сна (REM-фаза). Сразу после засыпания человека начинается медленный сон, состоящий из 4 стадий. Первая стадия - это дремота, «плывет» сознание, появляются неконтролируемые образы в голове. Во вторую стадию человек полностью погружается в средний сон. Третья характеризуется погружением человека в глубокий сон. Четвертая стадия является временем самого глубокого и крепкого сна, и разбудить человека в этот период очень сложно.
Во время медленного сна в организме человека замедляются дыхание и сердечный ритм, понижается температура, расслабляются мышцы, снижается обмен веществ, закрытые глаза под веками совершают медленные, плавные движения. Во время медленного сна происходит восстановление тканей (регенерация), вырабатывается гормона роста. Через 1,5 часа фаза медленного сна сменяется фазой быстрого сна. Активируется работа внутренних органов, сильно снижается мышечный тонус и человек становится полностью обездвиженным, температура тела повышается, усиливается дыхание и сердцебиение. В этот период человек видит большую часть сновидений. Быстрый сон продолжается около 15 минут.
Для демонстрации фазовой структуры сна мы провели наблюдательный эксперимент, проследив, как ведет себя человек во время сна. Для этого участники исследования пронаблюдали за сном папы. Папа участвовал в эксперименте добровольно, был очень заинтересован в получении достоверных результатов, поэтому не огорчался и не возражал, когда в интересах опыта его будили. 21.30 - папа не спит, для ускорения процесса засыпания, монотонно читаем непонятный английский текст. 22.00 - папа заснул, дышит медленнее, глубже, стала реже частота сердцебиений. Спит некрепко, при неосторожном прикосновении легко просыпается. 23.30 - ворочается, глаза очень быстро двигаются под закрытыми веками, осветили лампой, потормошили - проснулся, рассказал, что видел яркие картинки во сне, о чем, вспомнить не смог. Снова уснул. 23.45. - крепко спит, немного храпит во сне. Спит глубоко, будить не стали. Эксперимент был досрочно прекращен из-за развившихся усталости, сонливости и засыпания исследователей. Несмотря на некоторую примитивность и упрощение исследования, наглядно показано и доказано экспериментальным путем, что структура сна неоднородна. В ходе эксперимента была продемонстрирована та же последовательность фаз сна, о которой известно по данным литературы, фаза поверхностного сна сопровождалась сновидениями. Поведение папы во время сна соответствовало поведению человека, последовательно проходящего все фазы сна, от легкого до глубокого, с типичными проявлениями реакций организма (урежение дыхания, сердцебиения во время медленного сна, учащение в фазу быстрого сна).
По данным Н. Клейтман и Ю. Азеринского [6], ученых Чикагского университета, подробное описание фазовой структуры сна следующее:
I фаза (дремота) наступает сразу после засыпания, это неглубокий сон и длится он до 5 минут. Если ничего не тревожит дремлющего человека, то первая фаза переходит во II, которая длится до 20 минут.
III фаза - глубокий сон. Во время глубокого сна этой и следующей фазы закрытые веками глаза, совершают медленные движения из стороны в сторону. В настоящее время установлено, что и во время медленного сна могут сниться сны, но только они короче и не такие эмоциональные.
IV фаза - это еще более глубокий сон. Дыхание и сердечный ритм замедляются, немного снижаются температура тела и головного мозга. Внезапно через 20-30 минут глубокого сна мозг опять возвращается ко II фазе неглубокого сна, как будто организм
старается проснуться. Но вместо этого головной мозг переходит к пятой фазе, получившей название «КЕМ-сна» из-за характерного движения глаз из стороны в сторону. В эту фазу учащается дыхательный и сердечный ритм, поднимается температура и артериальное давление. V фаза длится около 10 минут. Таким образом, у спящего человека головной мозг очень активен. Из-за такого удивительного сочетания проявлений «КЕМ-сон» называют «парадоксальным» сном. После завершения V фазы, в полной очередности повторяются снова следующие фазы: вторая, третья и четвертая. Когда людей будили во время «КЕМ-сна», они рассказывали о самых ярких и впечатляющих снах. Поэтому долгое время считалось, что сны снятся только в это время. Около 90% испытуемых при пробуждении в эту фазу видели сны.
Мы заинтересовались существующими методами исследования сна. Полисомнографическое исследование (полисомнография) - это длительная регистрация нескольких физиологических параметров во время сна [5]. Полисомнография развивалась одновременно с новым направлением в медицине, медициной сна. Является основой фундаментальных и клинических исследований сна, «золотым» стандартом диагностики различных нарушений сна [5]. Врачи, изучающие патологию сна, называются сомнологи.
Из специальной литературы известно, какие физиологические параметры регистрируются в ходе полисомнографического исследования. Сочетание трех основных методов: электроэнцефалографии, электроокулографии и электромиографии лежит в основе полисомнографии. Эти методы позволяют оценивать структуру сна и оценивать различные явления, возникающие во время сна. Длительно регистрируются следующие параметры [5]:
1. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) - исследование электрической работы головного
мозга;
2. Электроокулограмма (ЭОГ) - исследование движения левого и правого глаза;
3. Электромиограмма (ЭМГ) - исследование движения мышц тела;
4. Электрокардиограмма (ЭКГ) - (графическая регистрация электрических потенциалов сердца) или частота пульса;
5. Назофарингеальный поток (движение воздуха через носовую и ротовую полости);
6. Торакоабдоминальные движения (движения грудной и брюшной стенки);
7. Насыщение гемоглобина крови кислородом (сатурация, SpO2);
8. Звук храпа, посредством микрофона, ларингофона (пьезодатчика, прикрепляемого к боковой поверхности трахеи) или носовых канюль для регистрации давления воздушного потока;
9. Положение тела во сне (актография);
10. Движение верхних и/или нижних конечностей.
Специализированные компьютерные системы - полисомнографы используются для обработки полученных данных и анализа в ходе полисомнографического исследования.
Клиническую ценность метода трудно переоценить. Оказывается, метод решает целый комплекс диагностических задач: от функционального мониторинга систем органов во время сна до выявления разных форм патологии сна, прежде всего, нарушения дыхания во время сна. Синдром дыхательных расстройств во время сна, по данным литературы, является важнейшим фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний.
В зависимости от типа функционирования организма человека в те или иные часы суток, все люди делятся на три основных хронотипа: «жаворонков», «голубей» и «сов».
У «жаворонков» наиболее высокая работоспособность наблюдается в утренние часы, «совы» - активны в вечерние часы. По утрам «совы» ошибаются в выполнении даже привычной работы в полтора раза чаще. Частота пульса у «сов» в 9-10 часов утра значительно выше, чем у «жаворонков» и «голубей». Самочувствие и работоспособность «сов» улучшается в вечерние часы. «Жаворонки» в это время показывают большое напряжение сердечно-сосудистой системы. «Голуби» же не любят рано вставать, но ложатся не поздно, их работоспособность имеет два пика - в 19-12 и в 15-18 часов.
Из литературы известно, что показатели здоровья у «сов» гораздо выше, чем у других хронотипов. У «жаворонков» имеется склонность к состояниям тревоги и депрессии, в то время как «совы» более успешны в преодолении различных трудностей. Биологический ритм «сон-бодрствование» зависит от работы клеток центральной нервной системы, которые чувствительны к смене времени суток. Становятся активными в определенные часы суток. Такая реакция генетически обусловлена, определяется, главным образом, наследственностью.
С такими особенностями детского и взрослого организма, к сожалению, не считаются ни детские сады, ни школа, ни другие учебные и прочие учреждения. Мир подстроен под «жаворонков», видимо, потому, что их больше. Статистических исследований по этому поводу мы не нашли, поэтому решили выяснить какие хронотипы преобладают у учеников 4 классов нашей школы.
Для проведения исследования был использован метод анкетирования. Исследование проводилось во всех классах школьников четвертого года обучения МОАУ «Гимназии №1» города Оренбурга. Количество детей по 28 человек в каждом из трех классов (всего 84 человека).
Полученные результаты:
В ходе проведенного анкетирования учеников четвертых классов МОАУ «Гимназии №1» города Оренбурга получены следующие результаты.
Распределение учеников, согласно делению на хронотипы, представлено в виде рисунка 2. К «жаворонкам» относится 44 человека, к «совам» - 37, остальные 3 человека -«голуби».
В исследовании участвовало 84 учащихся, из которых только 8 человек ложится спать в 21.00, 3 ученика ложатся в 21.30, 37 человек ложатся спать в 22.00, 36 ученика ложатся спать позднее 22.30. Утром дети, как правило, встают, в 6.30-7.00 часов. Таким образом, продолжительность сна учеников составляет 10, 9, 8 и менее часов соответственно. Необходимая продолжительность сна детей школьного возраста должна составлять не менее 10 часов. Это значит, что только 8 человек получают достаточный по продолжительности 10-часовой сон, и 76 детей не досыпают.
20 15 10 5 0
18
14
14
16
12
4а
4б
4в
□ жаворонки ® голуби И совы
Рисунок 2 - Распределение учащихся четвертых классов МОАУ «Гимназии №1» по хронотипам
7
3
0
0
Только 10 человек имеют возможность отдохнуть днем, остальные не имеют такой возможности. 12 человек жалуются на проблемы с засыпанием, 28 учеников легко встают по утрам, 56 человек тяжело встают по утрам.
Сильную усталость к концу дня ощущают только 10 человек, не очень устают 37 учеников и столько же не чувствуют усталости вообще. Учитывая распределение учеников по хронотипам, объясняется причина не очень большой усталости детей, к концу дня, несмотря на недостаток сна. Часть детей отдыхают днем.
Результаты проведенной работы показали, что достигнута цель исследования, тема всесторонне изучена. Мы выяснили, что такое сон, поняли, для чего он нужен человеку.
Узнали, что человек не может прожить без сна, и каково негативное влияние недостатка сна на здоровье человека. Какова нормальная продолжительность сна в зависимости от возраста человека. В ходе эксперимента подтверждена фазовая структура сна, мы выяснили, что делает человек во сне, в какую фазу видит сновидения. В ходе работы изучена методика исследования сна: полисомнографическое исследование, получена новая информация о принципах и целях исследования сна.
Мы узнали много новой информации о сне, и вызвали интерес у одноклассников к данной проблеме, выступив на уроке с докладом. Мы внедрили разработанные рекомендации, вручив одноклассникам памятки по оптимизации процесса засыпания и улучшению качества сна.
Выводы.
1. Выдвинутая гипотеза подтвердилась частично. Сон нужен человеку для того чтобы тело отдыхало, головной мозг продолжает работать во сне происходит синтез полученной информации, восстанавливается память, улучшаются восприятие и мыслительные процессы.
2. В ходе наблюдательного эксперимента подтверждена неоднородная, фазовая структура сна, прослежено поведение человека во время сна.
3. Доказано экспериментальным путем, что человек видел сны в фазу быстрого сна.
4. Проведен анализ продолжительности сна учащихся 4 классов, установлена недостаточная продолжительность сна у 90,4% учащихся, исходя из возрастной потребности 10- часового сна.
5. Выявлено негативное влияние недостаточности продолжительности сна, в виде сильной усталости к концу дня (10 человек), нарушения засыпания (12 человек), плохого самочувствия при пробуждении (56 человек).
6. Учитывая преобладание двух категорий хронотипов у учеников 4-х классов МОАУ «Гимназии №1» города Оренбурга: «жаворонки» и «совы», разработаны практические рекомендации для оптимизации рабочего времени, улучшению процесса засыпания и гигиене сна (памятка с практическими рекомендациями).
Литература
1. Апчел, В.Я. Физиология человека и животных: учебник для студентов учреждений высшего педагогического профессионального образования / В.Я. Апчел, Ю.А. Даринский, В Н. Голубев. - Москва: ИЦ Академия, 2013. - 448 с.
2. Борбели, А. Тайна сна / А. Борбели. - Москва: Знание, 1989. - 122 с.
3. Гайворонский, И.В. Анатомия и физиология человека: учебник / И.В. Гайворонский, Г.И. Ничипорук, А.И. Гайворонский. - Москва: ИЦ Академия, 2013. - 496 с.
4. Гиннесс. Мировые рекорды 2016 / под ред. К Глендейл. - Москва: Издательство АСТ, 2016. - 256 с.
5. Калинкин, А.Л. Полисомнографическое исследование / А.Л. Калинкин // Функциональная диагностика. - 2004. - №2. - С. 61-65.
6. Солодков, А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: учебник / А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб. - Москва: Советский спорт, 2012. - 620 с.
