W jaki sposób regulowany jest nasz sen?

Sen i czuwanie to złożone procesy, w których regulacje zaangażowana jest znaczna część obwodów mózgowych. Nie są to procesy pasywne, ale złożone stany, które muszą zostać dostrojone, aby skutecznie funkcjonować. Melatonina jest naturalnie uwalniana z szyszynki, gdy poziom światła spada. Gdy żyliśmy w ciemności po zachodzie słońca, przed wynalezieniem sztucznego światła, pomagało to zainicjować proces senności i ostatecznie zasypiania. Ten regulowany rytm w ciele będzie się utrzymywał nawet wtedy, gdy będziemy przebywać w jasno oświetlonym pomieszczeniu, ale jasne światło zmniejsza produkcję melatoniny. Nic dziwnego, że obecnie, kiedy kończy się nasz dzień i wreszcie kładziemy się do łóżka, to, co wydaje się tak naturalne – zasypianie – może być problematyczne i frustrujące. To niesamowite, że tak złożone i wzajemne procesy, podczas snu i czuwania, mogą być precyzyjnie dostrojone i skutecznie zarządzane przy niewielkim świadomym myśleniu lub wysiłku z naszej strony.

Ale jak to się dzieje? Dlaczego tak się dzieje? Badania przeprowadzone w ciągu ostatniego stulecia dały lepszy wgląd w neuronalne podstawy snu i czuwania niż kiedykolwiek wcześniej. Jest to szczególnie prawdziwe od czasu odkrycia snu REM w latach pięćdziesiątych XX wieku. Postępy w teorii ewolucji pomogły nam również zrozumieć, jak sen rozwijał się u zwierząt i dlaczego jest tak ważny dla efektywnego funkcjonowania na świecie.

Ogólnie rzecz biorąc, sen wydaje się być szeroko skorelowany z wielkością ciała. Oposy śpią około 18 godzin, fretki około 14,4 godziny, koty około 12,5 godziny, psy około 10,1 godziny, ludzie około 8 godzin, a słonie około 3 godzin. Wydaje się, że ma to związek z tempem metabolizmu różnych gatunków. Rozmiar ciała jest mniej więcej odwrotnie proporcjonalny do średniego czasu snu. Pomimo tych ogólników jest jasne, że nie jest to jedyny czynnik regulujący sen, ponieważ istnieje duża zmienność osobnicza i wewnątrzgatunkowa. Na przykład u myszy podobnej wielkości z tego samego gatunku czas snu może różnić się nawet o około 2,5 godziny.

Organizmy muszą utrzymywać homeostazę, stabilny stan procesów fizycznych i chemicznych niezbędnych do życia. Ewolucyjnie, możliwość koordynowania potrzeb cielesnych z rytmem cyklu dzień / noc zapewniłaby gatunkowi przewagę w zakresie przetrwania. Rzeczywiście, każda badana forma życia, roślina czy zwierzę, ma wbudowany 24-godzinny cykl zwany rytmem okołodobowym. Rytm ten pozwala organizmowi dostosować się do 24-godzinnego cyklu dzień / noc naszej planety. W przypadku roślin może to oznaczać skierowanie liści w kierunku wschodzącego słońca, aby maksymalnie wykorzystać życiodajne światło.

Na przykład w świecie zwierząt, myszy prowadzą nocny tryb życia, ponieważ są małe i dlatego są łatwą zdobyczą dla większych drapieżników. Spanie w ciągu dnia, kiedy są dobrze widoczne i budzenie się w nocy, kiedy nie są, jest istotną zaletą dla ich przetrwania. Wydaje się, że skłonność do snu jest związana z koordynacją podstawowych procesów biologicznych z oczekiwanymi wymaganiami środowiska. Gdy jest to automatycznie regulowane przez wewnętrzne procesy homeostatyczne, nie jest konieczne, aby zwierzę myślało o śnie lub czuwaniu, ma to miejsce w czasie, który jest najkorzystniejszy.

Ważny model do zrozumienia regulacji snu został opracowany wiele dziesięcioleci temu, aby wyjaśnić ten proces u zwierząt i został z powodzeniem rozszerzony na ludzi. Model ten zakłada, że ​​sen jest regulowany przez dwa główne procesy. Pierwszym z nich jest homeostatyczny proces zwany S, czyli popędem do snu, a drugi proceses okołodobowy jest zwanym C. Proces C jest kontrolowany przez czujnik okołodobowy w mózgu, podczas gdy proces S obejmuje zmiany chemiczne w układzie nerwowym, gdy mózg wykorzystuje energie w ciągu dnia. Interakcja tych dwóch procesów determinuje czas snu i czuwania.

Skłonność do snu rośnie wraz z upływem dnia. Jest to podobne do sposobu, w jaki działa głód. Ogólnie rzecz biorąc, im dłużej nie jesz, tym bardziej będziesz głodny. Tymczasem rytm dobowy śledzi czas, aby umożliwić efektywną koordynację potrzeb organizmu z możliwościami, jakie oferuje planeta o różnych porach dnia.

Przykładem może być tłumienie głodu podczas postu, który ma miejsce w nocy, kiedy historycznie dostęp do pożywienia byłby dla ludzi trudny lub niemożliwy. Późnym popołudniem, homeostatyczny popęd do snu staje się coraz większy. Zegar okołodobowy w tym czasie pomaga nam zachować czujność do wieczora, kiedy to następuje wyrównanie między popędem homeostatycznym a dobową skłonnością do snu, co prowadzi do senności i chęci spania. I odwrotnie, w miarę upływu nocy i zaspokojenia homeostatycznego popędu do snu okołodobowa skłonność do snu pomaga utrzymać sen do rana, kiedy oba układy są ponownie wyrównane.

Model dwuprocesowy okazał się pomocny w badaniach snu dotyczących takich czynników, jak zmęczenie i wydajność. Po ponad 30 latach badań wykazał skuteczność w przewidywaniu czasu i intensywności snu w różnych sytuacjach eksperymentalnych. Te dwa procesy oddziałują na siebie w sposób ciągły przez cały dzień i noc, regulując sen i czuwanie. To założenie stanowiło podstawę wielu interwencji behawioralnych, które stosujemy w leczeniu bezsenności i zaburzeń rytmu okołodobowego. Robimy to, lepiej kontrolując czynniki wpływające na te procesy, takie jak ekspozycja na światło i czas kładzenia się do łóżka i wstawania.

Model ten wyjaśnia również, w jaki sposób niektóre aspekty współczesnego życia mogą mieć tak znaczący i często negatywny wpływ na nasz sen, czujność i ogólny stan zdrowia. Jednym z najważniejszych jest nasza zdolność do przeżywania sytuacji, które byłyby trudne lub niemożliwe w epoce przedindustrialnej. Na przykład, bardzo łatwo jest wystawić siebie na działanie jasnego światła o każdej porze nocy, wytrącając w ten sposób delikatną równowagę cyklu snu / czuwania. Podobnie łatwo jest zjeść przekąskę, a nawet posiłek, o każdej porze dnia i nocy. Zatem wyzwaniem klinicznym jest wykorzystanie naszego zrozumienia modelu dwuczynnikowego, aby pomóc nam lepiej regulować nasze czynności, aby zachować dobrą równowagę między popędem homeostatycznym a rytmem okołodobowym.

 

Źródła: John Cline Ph.D. / Psychology Today

Sleep Homeostasis and Models of Sleep Regulation

The two‐process model of sleep regulation: a reappraisal

Introduction: Master Circadian Clock and Master Circadian Rhythm

Zdjęcia: Pixabay, iStock

 

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x