Нейропротекторні аспекти сну
Енді Р. Юджин
1 відділ клінічної фармакології/дослідження анестезії, відділ молекулярної фармакології та експериментальної терапії, Гонда 19, клініка Майо, 200 First Street SW, Рочестер, Міннесота 55905, США
Джоланта Масіяк
2 Нейрофізіологічний відділ, кафедра психіатрії, Люблінський медичний університет, вул. Глуська 1, Люблін 20-439, Польща
Анотація
Вступ
Кожна людина значну частину свого життя проводить уві сні. Незважаючи на те, що це така величезна складова людського життя, все ще існує багато таємниць, що оточують взаємозв'язок між мозком та процесом сну. Насправді, сон впливає на кожну людину різними способами. Дослідники та вчені довели, що сон покращує запам'ятовування пам'яті та допомагає регулювати обмін речовин в організмі та зменшує розумову втому [1]. Цікаво, що вчені пов’язують небезпеку хронічної втрати сну з подібністю до водіння у стані алкогольного сп’яніння. Сон є основною фізіологічною потребою від простого перехідного періоду до стадії сну. Емоційні та психічні вади при хронічній втраті сну, а також надзвичайно небезпечна ситуація, яку може стримувати недосип, є серйозною проблемою, про яку люди повинні знати. Спати дуже важливо. Насправді впродовж століть жодні наукові докази достовірно не підтверджували істотну причину сну на молекулярному рівні.
До недавнього часу останні дослідницькі розробки прийшли до висновку, що сон має набагато більший вплив на мозок, ніж вважалося раніше. Більш конкретно, коли людина спить, мозок перезавантажується, видаляє токсичні побічні продукти, які могли накопичуватися протягом дня [2]. Ці нові наукові докази важливі, оскільки демонструють, що сон може очистити «павутиння» в мозку і допомогти підтримувати його нормальне функціонування. Що ще важливіше, цей документ ілюструє різні принципи сну; починаючи від нешвидкого руху очей (NREM) до поведінкових, а також психічних моделей з хронічною втратою сну, а також важливості сну, що діє як сміття в організмі.
Активність мозку під час сну
Як правило, сон розглядається як несвідомий стан, в якому той може бути збуджений [3]. Ось чому людина мріє; ми іноді відчуваємо почуття страху, шоку, втоми та смутку залежно від того, про що мріяв мозок. Під час сну мозок менш реагує на зовнішні подразники, саме тому люди не реагують під час сну. Хтось може прокинутися від шуму, але не може проводити свідому розмову під час сну. Сон дуже важливий для того, щоб організм відпочивав і відновлював свою енергію. Це важливий цикл відпочинку, відновлення енергії та використання її знову. Часто відсутність сну в часі викликає повсякденні порушення життя. Під час відпочинку наш мозок проходить різні фази сну. Ці фази важливі, оскільки протягом певної фази; при пробудженні сон порушується, а мозок може відчувати неспокій.
У нормальної людини; сон поділяється на дві великі фази, і кожна фаза додатково ділиться на цикли. Перша фаза - це не швидкий рух очей (NREM), а друга - швидкий рух очей (REM). Далі фаза NREM ділиться на більше стадій, коли один переходить у глибший сон. Ці стадії включають N1, N2 та N3. Під час N3 вважається, що людина перебуває у глибокому або дельта-хвильовому сні. REM-сон має загальнозміцнюючі та фазові компоненти, що характеризують його вплив на сон. Фазова частина швидкого сну з рухами очей була визначена як стан із симпатією, який характерно складається із швидких рухів очей, а також варіабельності дихання та м’язових посмикувань [4]. Під час REM тонічна фаза - це парасимпатично керована фаза, і немає руху очей; довжина і щільність руху очей у періоді швидкої дії збільшується протягом усього циклу сну. Спочатку цикл сну починається з періоду NREM, а потім - періоду REM [5]. Під час восьмигодинного сну мозок входить і виходить із періоду швидкої реакції приблизно від 4 до 5 разів. Це фаза, в якій загалом відбуваються сни.
Процес сну у дорослих
У дорослих стадія N1 фази NREM вважається стадією переходу між неспанням і сном. Стадія N2 - це легкий сон, який відбувається протягом усього періоду сну; на цій стадії відбувається розслаблення м’язів, пульс сповільнюється і температура падає [6,7]. Це коли мозок готується вступити в стадію глибокого сну. Нарешті, стадія N3, яку також можна назвати дельтою або повільним хвильовим сном; що здебільшого відбувається в першій третині нічного сну. 3-й етап - це більше глибокий сон; якщо прокинутися на цьому етапі, людина може відчувати дезорієнтацію протягом декількох хвилин.
Наслідки нестачі сну на тілі, а також нашого самопочуття мають багато наслідків. Але найголовніше, що дослідження показали, що недосип може перешкоджати запам’ятовуванню пам’яті в мозку, а також підвищувати рівень стресу. Сон необхідний для регенерації частин мозку, щоб він міг продовжувати нормально функціонувати [8,9]. Відсутність сну або недостатній сон може спричинити збої в роботі деяких нейронів у мозку. Якщо нейрони не можуть нормально функціонувати, це впливає на поведінку людини та впливає на їх роботу. Певні стадії сну необхідні для регенерації нейронів в корі головного мозку, тоді як інші стадії сну, здається, використовуються для формування нових спогадів та створення нових синаптичних зв'язків [10]. Оскільки мозок активно працює всі години, коли людина не спить, через певний час нейрони сну починають втомлюватися. Це впливає на мозок різними способами, включаючи проблеми з концентрацією уваги, труднощі з фокусуванням та проблеми із запам'ятовуванням.
Очищення павутиння від мозку
Однією з найбільших загадок сну є те, як він з’єднується з мозком. Насправді вчені ніколи не дійшли точної причини таких стосунків. Деякі з найбільш інтригуючих питань включають: Чому сон важливий? Чому люди сплять? Нещодавно в дослідженні було зазначено, що коли люди рясно сплять протягом ночі, побічні клітинні відходи, які могли накопичуватися в інтерстиціальному просторі та в клітинах мозку, ретельно видаляються [11]. З цього можна зробити висновок, що основна мета сну - діяти як сміття для мозку. По суті, сон діє як збирач сміття, який надходить вночі і виводить відходи, залишені мозком. Це дозволяє мозку нормально функціонувати наступного дня, коли людина прокидається для сну.
Система видалення сміття «Мозок»
Нещодавно дослідження показує, що є канал, наповнений рідиною, який виводить токсини з мозку, що дозволяє мозку мати чистий аркуш, з якого можна працювати після того, як людина заснує [2]. Цю точну мережу називають глімпатичною системою. Глімфатична система - це шлях очищення відходів, якщо говорити неспеціалістично, водопровідна система. На відміну від лімфатичної системи, глімфатична система, яку охрестили після поєднання слів "лімфатична" та "глія", діє для вимивання клітинного сміття в організмі так само, як це робить водопровідна система. Глімпатична система містить гліальні клітини, які є певним типом нейрофункціональної клітини в організмі людини.