Biológia spánku

Patologické aspekty

Patológie spánku sa dajú rozdeliť do šiestich hlavných kategórií: nespavosť (ťažkosti so začatím alebo udržiavaním spánku); poruchy dýchania súvisiace so spánkom (ako napríklad spánkové apnoe); hypersomnia centrálneho pôvodu (ako je narkolepsia); poruchy cirkadiánneho rytmu (ako je napríklad jet lag); parasomnie (ako je napríklad spánok); a poruchy pohybu súvisiace so spánkom (napríklad syndróm nepokojných nôh [RLS]). Každá z týchto kategórií obsahuje veľa rôznych porúch a ich podtypov. Klinické kritériá patologických stavov spánku sú obsiahnuté v Medzinárodnej klasifikácii porúch spánku, ktorá používa kondenzovaný systém zoskupovania: dyssomnias; parasomnia; poruchy spánku spojené s duševnými, neurologickými alebo inými stavmi; a navrhované poruchy spánku. Aj keď sa u detí aj dospelých vyskytuje veľa porúch spánku, niektoré poruchy sú v detstve jedinečné.

Hypersomnia centrálneho pôvodu

Epidemická encefalitída lethargica je produkovaná vírusovými infekciami mechanizmov spánku a bdelosti v hypotalame, čo je štruktúra na hornom konci mozgového kmeňa. Ochorenie často prechádza niekoľkými štádiami: horúčka a delírium, hyposomnia (strata spánku) a hypersomnia (nadmerný spánok, niekedy hraničiaci s kómou). Bežne sa tiež pozorujú inverzie 24-hodinového režimu spánku a bdelosti, ako aj poruchy pohybov očí. Hoci je porucha mimoriadne zriedkavá, učila neurovedcov o úlohe konkrétnych oblastí mozgu v prechodoch spánku a bdenia.

Predpokladá sa, že narkolepsia zahŕňa špecifické abnormálne fungovanie subkortikálnych regulačných centier spánku, najmä špecializovanej oblasti hypotalamu, ktorá uvoľňuje molekulu nazývanú hypokretín (tiež označovaná ako orexín). Niektorí ľudia, ktorí zažívajú ataky narkolepsie, majú jeden alebo viac z nasledujúcich pomocných príznakov: kataplexia, náhla strata svalového tonusu, ktorá sa často vyvoláva emočnou reakciou, ako je smiech alebo šok, a niekedy tak dramatická, že spôsobuje, že osoba spadne; hypnagogické (nástup spánku) a hypnopompické (prebudenie) vizuálne halucinácie snového typu; a hypnagogickú alebo hypnopompickú paralýzu spánku, pri ktorej osoba nie je schopná pohybovať dobrovoľnými svalmi (okrem dýchacích svalov) po dobu od niekoľkých sekúnd do niekoľkých minút. Útoky spánku pozostávajú z období REM na začiatku spánku. Toto predčasné spustenie REM spánku (ktoré sa vyskytuje u zdravých dospelých zvyčajne iba po 70 - 90 minútach spánku NREM a u osôb s narkolepsiou do 10 - 20 minút) môže naznačovať, že sprievodné príznaky sú disociovanými aspektmi REM spánku; tj kataplexia a paralýza predstavujú aktívnu motorickú inhibíciu REM spánku a halucinácie predstavujú snový zážitok REM spánku. Nástup narkoleptických príznakov je často zrejmý v polovici dospievania a v mladej dospelosti. U detí nie je nevyhnutne zrejmá nadmerná ospalosť. Ospalosť sa môže prejaviť ako ťažkosti s pozorovaním, problémy so správaním alebo hyperaktivita. Z tohto dôvodu sa zvyčajne skúma prítomnosť iných narkoleptických príznakov - ako je kataplexia, paralýza spánku a hypnagogické halucinácie -.

Idiopatická hypersomnia (nadmerný spánok bez známej príčiny) môže zahŕňať nadmernú dennú ospalosť a ospalosť alebo nočné obdobie spánku dlhšie ako je obvyklé trvanie, ale nezahŕňa REM obdobia nástupu spánku, ako je vidieť pri narkolepsii. Jedna z hlásených sprievodných javov hypersomnie, zlyhania srdcovej frekvencie, ktorá sa počas spánku znížila, naznačuje, že hypersomnický spánok nemusí byť taký pokojný za jednotku času, ako je normálny spánok. Hypersomnia má vo svojej primárnej podobe pravdepodobne dedičný pôvod (ako je narkolepsia) a predpokladá sa, že zahŕňa určité narušenie fungovania hypotalamických spánkových centier; jeho príčinné mechanizmy však zostávajú zväčša neznáme. Aj keď sa u pacientov s narkolepsiou zistili určité jemné zmeny v regulácii spánku NREM, narkolepsia a idiopatická hypersomnia sa vo všeobecnosti nevyznačujú výrazne abnormálnymi schémami spánku EEG. Niektorí vedci sa domnievajú, že abnormalita pri týchto poruchách spočíva skôr v zlyhaní mechanizmov „zapnúť“ a „vypnúť“, ktoré regulujú spánok, a nie samotný spánkový proces. Konverzné experimentálne dôkazy ukázali, že narkolepsia je často charakterizovaná dysfunkciou špecifických neurónov nachádzajúcich sa v laterálnom a zadnom hypotalame, ktoré produkujú hypokretín. Hypocretin sa podieľa na regulácii chuti do jedla a spánku. Predpokladá sa, že hypokretín pôsobí ako stabilizátor pre prechod zo spánku a bdenia, čím vysvetľuje náhle záchvaty spánku a prítomnosť disociovaných aspektov (REM) spánku počas bdelosti u narkoleptických pacientov. Narkoleptické a hypersomnické príznaky môžu byť niekedy zvládnuté excitačnými liekmi alebo liekmi, ktoré potláčajú REM spánok.

Niektoré formy hypersomnie sú skôr periodické ako chronické. Jedna zriedkavá porucha periodicky nadmerného spánku, Kleine-Levinov syndróm, je charakterizovaná obdobiami nadmerného spánku, ktoré trvajú dni až týždne, spolu so strašnou chuťou do jedla, hypersexualitou a psychotickým správaním počas niekoľkých hodín bdenia. Syndróm sa zvyčajne začína počas dospievania, zdá sa, že sa vyskytuje častejšie u mužov ako u žien a nakoniec spontánne vymizne počas neskorej dospievania alebo na začiatku dospelosti.

nespavosť

Nespavosť je porucha, ktorá sa v skutočnosti skladá z mnohých porúch, ktoré majú spoločné dve vlastnosti. Po prvé, osoba nie je schopná iniciovať ani udržiavať spánok. Po druhé, problém nie je spôsobený známym lekárskym alebo psychiatrickým ochorením, ani nie je vedľajším účinkom liekov.

Ukázalo sa, že podľa fyziologických kritérií chudobné podvaly, ktoré sú sami o sebe opísané, všeobecne spia oveľa lepšie, ako si myslia. Ich spánok však vykazuje známky narušenia: časté pohyby tela, zvýšené úrovne autonómneho fungovania, znížené úrovne REM spánku a v niektorých prípadoch prenikanie bdelosti rytmu (alfa vlny) do rôznych štádií spánku. Hoci nespavosť v konkrétnej situácii je bežná a bez patologického dovozu, chronická nespavosť môže súvisieť s psychologickým narušením. Nespavosť sa zvyčajne lieči podávaním liekov, ale často látkami, ktoré sú potenciálne návykové a inak nebezpečné, ak sa používajú dlhšiu dobu. Ukázalo sa, že liečby zahŕňajúce kognitívne a behaviorálne programy (relaxačné techniky, dočasné obmedzenie času spánku a jeho postupné obnovenie atď.) Sú pri dlhodobej liečbe nespavosti účinnejšie ako farmakologické zásahy.

Poruchy dýchania súvisiace so spánkom

Jedným z najbežnejších problémov so spánkom v súčasnej spoločnosti je obštrukčná spánková apnoe. Pri tejto poruche horné dýchacie cesty (v oblasti na zadnej strane hrdla, za jazykom) opakovane brzdia prúdenie vzduchu kvôli mechanickej prekážke. To sa môže stať desiatky krát za hodinu počas spánku. V dôsledku toho dochádza k narušeniu výmeny plynov v pľúcach, čo vedie k zníženiu hladín kyslíka v krvi a k ​​nežiaducemu zvýšeniu hladiny oxidu uhličitého v krvi (plynu, ktorý je odpadovým produktom metabolizmu). Okrem toho dochádza k častým prerušeniam spánku, ktoré môžu viesť k chronickej deprivácii spánku, pokiaľ sa nelieči. Obštrukčná spánková apnoe sa zvyčajne spája s obezitou, aj keď poruchy môžu spôsobiť aj fyzické malformácie v oblasti brady (napr. Retrognatia alebo mikrognatia) a zväčšené mandle a adenoidy. U dospelých, dospievajúcich a detí sa môže vyskytnúť obštrukčná spánková apnoe.

Medzi menej časté príčiny problémov s dýchaním v spánku patrí apnoe v centrálnom spánku. Termín centrálny (na rozdiel od obštrukčných) sa týka myšlienky, že v tomto súbore porúch sú mechaniky dýchacích ciest zdravé, ale mozog neposkytuje signál potrebný na dýchanie počas spánku.

parasomnia

Medzi epizódy, ktoré sa niekedy považujú za problematické v spánku, patrí somniloquy (spánok), somnambulizmus (sleepwalking), enuréza (navlhčenie postele), bruxizmus (brúsenie zubov), chrápanie a nočné mory. Zdá sa, že spánkové rozhovory sa častejšie skladajú z nezmyselných reptania ako z rozšírených zmysluplných výpovedí. Vyskytuje sa najmenej občas u mnohých ľudí a na tejto úrovni sa nedá považovať za patologický. Sleepwalking je častý u detí a niekedy môže pretrvávať až do dospelosti. Enuréza môže byť sekundárnym symptómom rôznych organických stavov alebo častejšie samotnou primárnou poruchou. Aj keď je to porucha najmä v ranom detstve, u malého počtu osôb pretrváva enuréza do neskorého detstva alebo do ranej dospelosti. Brúsenie zubov nie je dôsledne spojené so žiadnym konkrétnym stupňom spánku, ani nemá výrazný vplyv na celkové vzorce spánku; zdá sa tiež, že ide o abnormalitu, nie o spánok.

Rôzne desivé zážitky spojené so spánkom sa nazývajú nočné mory. Pretože nie všetky takéto javy sa ukázali byť identické vo svojich súvislostiach so spánkovými štádiami alebo s inými premennými, je potrebné medzi nimi rozlišovať. Spánkové hrôzy (pavor nocturnus) sú zvyčajne poruchy raného detstva. Keď sa náhle preruší spánok NREM, dieťa môže kričať a sedieť v očividnom hrôze a byť nesúdržné a neznesiteľné. Po uplynutí niekoľkých minút sa dieťa vráti do režimu spánku, často bez toho, aby bolo úplne v strehu alebo hore. Pripomínanie snov zvyčajne chýba a celá epizóda sa môže zabudnúť ráno. Úzkostné sny sa najčastejšie zdajú byť spojené so spontánnymi vzrušeniami zo spánku REM. Pripomína sa sen, ktorého obsah je v súlade s narušeným prebudením. Aj keď ich pretrvávajúci výskyt pravdepodobne naznačuje prebudenie psychologického narušenia alebo stresu spôsobeného ťažkou situáciou, u mnohých inak zdravých osôb sa občas vyskytujú úzkostné sny. Tento stav je odlišný od záchvatov paniky, ktoré sa vyskytujú počas spánku.

REM porucha správania pri spánku (RBD) je ochorenie, pri ktorom spánok ovplyvňuje obsah snov. Hlavnou charakteristikou poruchy je nedostatok typickej ochrnutia svalov, ktorý sa pozoruje počas REM spánku. Dôsledkom je, že spáč už nie je schopný zdržať sa fyzického pôsobenia rôznych prvkov sna (napríklad biť baseball alebo bežať od niekoho). Tento stav je viditeľný hlavne u starších mužov a považuje sa za degeneratívne ochorenie mozgu. Zdá sa, že u osôb s RBD existuje zvýšené riziko neskoršieho rozvoja Parkinsonovej choroby.

Poruchy pohybu súvisiace so spánkom

Syndróm nepokojných nôh (RLS) a súvisiaca porucha známa ako periodická porucha pohybu končatín (PLMD) sú príklady porúch pohybu súvisiacich so spánkom. Charakteristickým znakom RLS je nepríjemný pocit v nohách, ktorý spôsobuje neodolateľný pohyb; pohyb poskytuje dočasnú úľavu pocitu. Hoci primárnou sťažnosťou spojenou s RLS je bdelosť, porucha sa klasifikuje ako porucha spánku z dvoch základných dôvodov. Po prvé, existujú cirkadiánne variácie symptómov, vďaka ktorým sú oveľa častejšie v noci; Schopnosť postihnutej osoby zaspať je často narušená neúprosnou potrebou pohybu v posteli. Druhým dôvodom je to, že počas spánku väčšina ľudí s RLS zažije jemné periodické pohyby nôh, ktoré niekedy môžu narušiť spánok. Periodické pohyby končatín sa však môžu vyskytnúť za rôznych okolností, vrátane porúch spánku iných ako RLS, ako je PLMD, alebo ako vedľajší účinok niektorých liekov. Samotné pohyby sa považujú za patologické, ak narušujú spánok.

Poruchy sa zvýraznili počas spánku

Podmienky spánku môžu byť zvýraznené rôznymi zdravotnými príznakmi. Napríklad záchvaty angíny pectoris (spastické dusenie na hrudníku) sa môžu zrejme zosilniť aktiváciou autonómneho nervového systému v REM spánku a to isté platí o sekréciách žalúdočnej kyseliny u osôb, ktoré majú dvanástnikové vredy. Naproti tomu spánok NREM môže zvýšiť pravdepodobnosť určitých druhov epileptického výboja. Na rozdiel od toho sa REM spánok javí ako ochranný proti záchvatovej aktivite.

Depresívni ľudia majú tendenciu spať. Spravidla spia príliš veľa alebo málo a majú nízku energiu a ospalosť vo dne bez ohľadu na to, koľko spia. Osoby s depresiou majú v noci nočný spánok skôr ako ľudia bez depresie. Prvá perióda REM, ktorá sa vyskytuje 40 - 60 minút po nástupe spánku, je často dlhšia ako obvykle a má väčšiu aktivitu pri pohybe očí. To naznačuje narušenie funkcie regulácie jazdy, ktoré ovplyvňuje také veci, ako je sexualita, chuť do jedla alebo agresivita, a to všetko u postihnutých osôb. Zdá sa, že deprivácia REM farmakologickými látkami (tricyklické antidepresíva) alebo technikami REM prebudenia zvracia túto abnormalitu spánku a zmierňuje príznaky prebudenia.

Poruchy cirkadiánneho rytmu

Existujú dva významné typy porúch spánku: fázový spánok a spánok s oneskoreným spánkom. V prvom prípade sa nástup a kompenzácia spánku vyskytujú skôr ako sociálne normy, a v druhom prípade je nástup spánku oneskorený a prebudenie je tiež neskôr v deň, ako je žiaduce. Fázovo oneskorený spánok je bežný cirkadiánny problém u jednotlivcov, najmä u adolescentov, ktorí majú tendenciu zostať hore neskoro, spať alebo spať neskoro popoludní. Zmeny v cykle spánku a bdenia sa môžu vyskytnúť aj u pracovníkov na zmeny alebo po medzinárodných cestách v časových pásmach. Poruchy sa môžu vyskytovať aj chronicky bez zjavného environmentálneho faktora. Rôzne gény, ktoré sa podieľajú na tejto cirkadiánnej regulácii, boli odhalené, čo naznačuje genetickú zložku v niektorých prípadoch porúch spánku. Tieto stavy sa môžu liečiť postupným prispôsobovaním načasovania spánku. Úprava môže byť uľahčená fyzikálnymi (napr. Vystavením svetlu) a farmakologickými (napr. Melatonínovými) prostriedkami.

Nadmerná ospalosť počas dňa je častou sťažnosťou u adolescentov. Najčastejšou príčinou je neadekvátny počet hodín strávených spaním, kvôli sociálnym rozvrhom a časným ranným začiatkom školy. Pre osoby všetkých vekových skupín môže vystavenie zariadeniam emitujúcim modré svetlo, ako sú smartfóny a tablety, pred zaspaním prispieť k problémom so spánkom pravdepodobne preto, že modré svetlo ovplyvňuje hladiny melatonínu, ktorý hrá úlohu pri indukcii spánku. Psychické poruchy (napr. Veľká depresia), poruchy cirkadiánneho rytmu alebo iné typy porúch spánku môžu tiež spôsobiť nadmernú ospalosť počas dňa.

Teórie spánku

Teóriam funkčného účelu spánku dominujú dva prístupy. Jeden začína merateľnou fyziológiou spánku a pokúša sa tieto nálezy spojiť s určitými známymi alebo hypotetickými funkciami. Napríklad po objavení REM spánku bolo hlásené v 50-tych rokoch, mnohí predpokladali, že funkciou REM spánku bolo opakovanie a opätovné prežitie denného myslenia. To sa rozšírilo na teóriu, že REM spánok je dôležitý pre posilnenie spomienok. Neskôr si pomalé mozgové vlny NREM spánku získali na popularite vedcov, ktorí sa pokúšali preukázať, že fyziológia spánku hrá úlohu v pamäti alebo iných zmenách vo fungovaní mozgu.

Iné teórie spánku prijímajú spánkové dôsledky spánku a snažia sa nájsť fyziologické opatrenia na zdôvodnenie spánku ako hnacej sily tohto správania. Napríklad je známe, že ľudia s menším spánkom sú unavení a že únava sa môže zvyšovať v priebehu nasledujúcich nocí neprimeraného spánku. Spánok teda zohráva pri bdelosti kritickú úlohu. S týmto východiskovým bodom vedci v spánku identifikovali dva hlavné faktory, ktoré sa zdajú byť hnacou silou tejto funkcie: cirkadiánny kardiostimulátor umiestnený hlboko do mozgu v oblasti hypotalamu nazývanej suprachiasmatické jadro; a homeostatický regulátor, pravdepodobne poháňaný nahromadením určitých molekúl, napríklad adenozínu, ktoré štiepia produkty bunkového metabolizmu v mozgu (zaujímavé je, že kofeín blokuje väzbu adenozínu na receptory na neurónoch, čím inhibuje spánkový signál adenozínu).

Označiť účel spánku ako prevenciu ospalosti je ekvivalentné tvrdeniu, že účelom jedla je zabrániť hladu. Je známe, že jedlo pozostáva z mnohých molekúl a látok, ktoré riadia nespočetné základné telesné funkcie, a že hlad a nasýtenie sú pre mozog prostriedkom na priame správanie k jedlu alebo k jedlu. Možno, že ospalosť pôsobí rovnakým spôsobom: mechanizmus, ktorý vedie zvieratá k správaniu, ktoré vedie k spánku, čo zase poskytuje množstvo fyziologických funkcií.

Široká teória spánku je nevyhnutne neúplná, kým vedci nezískajú úplné pochopenie funkcií, ktoré spánok hrá vo všetkých aspektoch fyziológie. Vedci sa preto zdráhali priradiť spánku jediný účel a mnohí vedci tvrdia, že je pravdepodobne presnejšie opísať spánok ako viacúčelový účel. Napríklad spánok môže uľahčiť tvorbu pamäte, zvýšiť bdelosť a pozornosť, stabilizovať náladu, znížiť tlak na kĺby a svaly, zvýšiť imunitný systém a zmeniť signály pri uvoľňovaní hormónov.