Natura snu: dlaczego śpimy i jak wpływa na nas brak snu

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 04:07

Dziennikarz naukowy The Guardian wyjaśnia znaczenie tego biologicznego procesu.

Dlaczego śpimy

Psychiatra snu Allan Hobson zażartował kiedyś, że jedyną znaną funkcją snu jest leczenie senności. Co nie jest do końca prawdą, ale pytanie, dlaczego ten proces jest tak niezbędny, nie zostało jeszcze w pełni rozwiązane.

Nie jest jasne, dlaczego sen w ogóle pojawił się jako strategia ewolucyjna. W końcu musiał przynieść znaczące korzyści, które zrównoważyłyby znaczne ryzyko, że zostanie zjedzony lub pozostawiony bez jedzenia.

Na podstawie dostępnych danych można stwierdzić, że sen nie jest luksusem, ale procesem niezbędnym dla zdrowia fizycznego i psychicznego. Ale naukowcy dopiero zaczynają odkrywać jego inne złożone i różnorodne funkcje.

Co dzieje się w tym czasie w mózgu?

Mózg się nie wyłącza, dwie fazy snu następują naprzemiennie. Każdy ma swoją własną charakterystykę: sen wolny (głęboki) i REM.

Głęboki stanowi około 80% całego czasu snu. Ta faza charakteryzuje się wolnymi falami mózgowymi, rozluźnieniem mięśni i spokojnym, głębokim oddychaniem.

Ponadto podczas snu wolnofalowego wspomnienia są konsolidowane: ostatnie wydarzenia są przenoszone do pamięci długoterminowej. Ale nie wszystkie – mniej ważne wspomnienia z minionego dnia zostają wyczyszczone. Połączenia między neuronami (synapsy) ulegają zmniejszeniu, przez co słabe połączenia są „odcinane” i te wrażenia zostają zapomniane.

Pozostałe 20% to sen REM lub szybki ruch gałek ocznych (REM). Podczas niej widzimy sny. Mogą trwać od kilku sekund do godziny. W miarę upływu nocy stają się dłuższe, ale prawie natychmiast zostają zapomniane.

W fazie REM mózg jest bardzo aktywny, mięśnie są sparaliżowane, częstość akcji serca wzrasta, a oddech staje się nierówny. Uważa się, że sny kojarzą się z uczeniem się i pamięcią, ponieważ po nowych doświadczeniach zwykle widzimy więcej snów. Skrócenie czasu snu REM wiąże się z ryzykiem demencji.

Ile snu potrzebujesz

Często mówi się o ośmiu godzinach, ale optymalna ilość snu jest różna dla różnych osób i różnych okresów życia. Naukowcy z amerykańskiej National Sleep Foundation przeanalizowali 320 artykułów naukowych i przedstawili szczegółowe rekomendacje.

Tak więc, ich zdaniem, idealna ilość snu dla dorosłych to 7-9 godzin, dla nastolatków - 8-10 godzin. Małe dzieci muszą spać dłużej - 10-13 godzin, a niemowlęta - do 17 godzin.

Dorosły może spać mniej przez pewien czas i czuć się normalnie, jeśli ma dobrą jakość snu. Ale gdy proces ten trwa mniej niż siedem godzin, pojawiają się negatywne konsekwencje zdrowotne. To samo dzieje się, gdy jest za dużo snu, chociaż wciąż jest bardzo mało takich przypadków.

Jak sen jest powiązany z rytmami dobowymi

W latach 30. XX wieku amerykański neurobiolog Nathaniel Kleitman spędził 32 dni w jaskini na głębokości 42 metrów. Celem eksperymentu było zbadanie wewnętrznego zegara osoby. Żył w całkowitej izolacji, starając się wydłużyć doby do 28 godzin.

I pomimo ścisłej diety i harmonogramu snu, nie udało mu się. Nadal czuł się pełen wigoru, gdy jego „dzień” z grubsza pokrywał się ze światłem. Jego temperatura ciała również zmieniała się w cyklu 24-godzinnym. Wielu pracowników zmianowych boryka się z tym samym, zwłaszcza z nieregularnymi harmonogramami.

Dlaczego jesteśmy związani z cyklem 24-godzinnym

Przez miliony lat ewolucji nasze życie było zsynchronizowane z cyklem dnia i nocy, co jest spowodowane rotacją planety. Rytmy dobowe kształtują się niemal we wszystkich organizmach żywych.

I są tak mocno w nas zakorzenione, że działają nawet bez zewnętrznych sygnałów. Na przykład rośliny stojące w ciemnej szafie w stabilnej temperaturze zwijają i rozkładają liście, tak jakby czuły światło słoneczne, nawet go nie otrzymując.

W latach 70. naukowcy odkryli ważną część tego wewnętrznego zegara. Podczas eksperymentów z muszkami owocowymi zidentyfikowali gen okresu, którego aktywność zmienia się cyklicznie w ciągu 24 godzin.

A naukowcom, z których dwóch otrzymało później Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny, udało się ustalić, jak działa ten gen. Powoduje produkcję specjalnego białka (PER), które gromadzi się w komórkach przez noc i jest niszczone w ciągu dnia. Poziom tego białka w komórce służy jako wskaźnik pory dnia.

Jak to się manifestuje?

U ludzi znaleziono ten sam gen, który ulega ekspresji w regionie mózgu zwanym jądrem nadskrzyżowaniowym (SCN). Służy jako łącznik między siatkówką a szyszynką w mózgu, gdzie wytwarzany jest hormon snu, melatonina. Dlatego gdy robi się ciemno, czujemy się senni.

SCN jest głównym zegarem organizmu, ale nadal istnieją tak zwane geny zegarowe. Są aktywne w prawie wszystkich typach komórek i kontrolują aktywność około połowy naszych genów.

Aktywność niektórych komórek (krew, wątroba, nerki, płuca) zmienia się wraz z cyklem dobowym, nawet gdy komórki znajdują się w naczyniu laboratoryjnym. I prawie wszystkie procesy w organizmie - od wydzielania hormonów po przygotowanie enzymów trawiennych i zmiany ciśnienia po temperaturę - są silnie uzależnione od pory dnia, w której są zwykle potrzebne.

Czy spałeś lepiej wcześniej?

Zły sen jest często związany z nowoczesnym siedzącym trybem życia, dostępnością energii elektrycznej i korzystaniem z urządzeń elektronicznych. Jednak badania snu wśród ludów zajmujących się teraz polowaniem i zbieractwem obalają to.

Naukowcy z ludu Hadza mieszkającego w północnej Tanzanii odkryli, że ludzie tam często budzą się w nocy, a poszczególne wzorce snu są bardzo różne. Tak więc dla 220 godzin obserwacji zarejestrowano tylko 18 minut, kiedy wszyscy 33 członkowie plemienia spali w tym samym czasie.

W rezultacie naukowcy doszli do wniosku, że niespokojny sen może być starożytnym mechanizmem przetrwania opracowanym w celu ochrony przed zagrożeniami nocnymi. Główna różnica polega na tym, że członkowie tego plemienia nie martwią się problemami ze snem.

Co się stanie, jeśli nie wyśpisz się wystarczająco dużo

W najcięższych przypadkach brak snu może być śmiertelny. Na przykład szczury, którym w ogóle nie wolno spać, umierają w ciągu dwóch do trzech tygodni.

Oczywiście taki eksperyment nie został powtórzony na ludziach, ale nawet dzień lub dwa bez snu mogą powodować halucynacje i fizyczny dyskomfort u zdrowej osoby.

Już po jednej nocy złego snu spadają zdolności poznawcze, cierpią na to koncentracja i pamięć. W rezultacie mamy skłonność do podejmowania impulsywnych decyzji i chwilowych przyjemności. Według jednego z badań brak wystarczającej ilości snu zwiększa również prawdopodobieństwo kłamstwa i oszustwa.

Jak brak snu wpływa na zdrowie fizyczne

Regularna deprywacja snu ma efekt kumulacyjny. Jest powiązany z otyłością, cukrzycą, chorobami serca i demencją. Osoby, które regularnie pracują na nocnej zmianie, są o 29% bardziej narażone na otyłość niż osoby pracujące na zmiany. Ponadto praca w nocy zwiększa ryzyko zawału serca i udaru mózgu o 41%.

Oczywiście w tym przypadku trudno oddzielić skutki braku snu od innych czynników, takich jak stres czy izolacja społeczna. Istnieje jednak coraz więcej dowodów na bezpośrednie skutki zdrowotne braku snu. Wykazano już, że wpływa na metabolizm i równowagę między tłuszczem a masą mięśniową.

Od dawna wiadomo, że bezsenność może być objawem demencji. Niektórzy naukowcy uważają również, że zły sen jest jednym z czynników przyczyniających się do rozwoju choroby Alzheimera.

Podczas snu mózg pozbywa się białek beta-amyloidu. A jeśli nie śpisz wystarczająco dużo, gromadzą się i z czasem prowadzą do zmian neurodegeneracyjnych w mózgu.

Czy wszystkie inne zwierzęta śpią?

Odpowiedź zależy od tego, co liczy się jako sen. Większość naukowców rozumie przez to:

• stan bezruchu;
• znacznie niższa reakcja niż w stanie czuwania.

Na podstawie tych kryteriów naukowcy próbowali zidentyfikować gatunki nieuśpione, ale nie ma jeszcze wiarygodnych dowodów.

Kiedyś pretendentem do tego tytułu była żaba rycząca. W 1967 roku naukowcy przeprowadzili eksperyment i okazało się, że żaby te reagują jednakowo na porażenie prądem w dzień iw środku nocy. Ale te wyniki zostały zakwestionowane.

Są zwierzęta, które potrzebują niewiele snu. Na przykład dorosłe żyrafy śpią w sumie około pół godziny dziennie, kilka minut na podejście. A niektóre zwierzęta mogą spać tylko z połową mózgu, a zatem pozostają aktywne. Na przykład ten jednopółkulowy sen występuje u delfinów, fok, manatów i niektórych ptaków, a być może także u rekinów.