Физиология сна

Размещено на http://www.allbest.ru

Сон -- 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 насекомым (например, дрозофилам. Кроме того, словом "сон" называют последовательность образов (формируемых в фазу т. н. "быстрого сна"), которые человек может помнить.

Физиологически обычный сон отличается от других, похожих на него состояний - анабиоза (т. н. "спячки" у животных), гипнотического сна, комы, обморока, летаргического сна.

Физиология сна

Во сне повышается уровень анаболических процессов и снижается катаболизм. Сон в норме происходит циклически, примерно каждые 24 часа. Этот цикл переопределяется каждые сутки, наиболее важным фактором которых является уровень освещения. От естественного цикла освещённости зависит уровень концентрации гормона мелатонина. Повышение уровня мелатонина вызывает непреодолимое желание спать. Помимо ночного сна в некоторых культурах существует физиологически обусловленный кратковременный дневной сон -- сиеста.

Засыпание

Непосредственно перед сном наступает состояние сонливости, снижения активности мозга, характеризующееся:

снижением уровня сознания[.

зевотой;

понижением чувствительности сенсорных систем;

урежением частоты сердечных сокращений, снижением секреторной деятельности желёз (слюнных > сухость слизистой рта; слёзных > жжение глаз, слипание век).

Структура сна

Сон -- особое состояние сознания человека и животных, включающее в себя ряд стадий, закономерно повторяющихся в течение ночи. Появление этих стадий обусловлено активностью различных структур мозга.

У здорового человека сон начинается с первой стадии медленного сна (Non-REM сон), которая длится 5-10 минут. Затем наступает 2-я стадия, которая продолжается около 20 минут. Ещё 30-45 минут приходится на период 3-4 стадий. После этого спящий снова возвращается во 2-ю стадию медленного сна, после которой возникает первый эпизод быстрого сна, который имеет короткую продолжительность - около 5 минут. Вся эта последовательность называется циклом. Первый цикл имеет длительность 90-100 минут. Затем циклы повторяются, при этом уменьшается доля медленного сна и постепенно нарастает доля быстрого сна (REM сон), последний эпизод которого в отдельных случаях может достигать 1 часа. В среднем, при полноценном здоровом сне отмечается пять полных циклов. Последовательность смены стадий и их длительность удобно представлять в виде гипнограммы, которая наглядно отображает структуру сна пациента.

Медленный сон

Медленный сон (син.: медленноволновой сон, ортодоксальный сон), длится 80-90 минут.

Первая стадия. Альфа-ритм уменьшается и появляются низкоамплитудные медленные тета-, по амплитуде равными или превышающими альфа-ритм. Поведение: дремота с полусонными мечтаниями, абсурдными или галлюциногенными мыслями и иногда с гипнагогическими образами (сноподобными галлюцинациями). Мышечная активность снижается, глаза могут совершать медленные движения. В этой стадии могут интуитивно появляться идеи, способствующие успешному решению той или иной проблемы или иллюзия существования их. В ЭЭГ могут регистрироваться острые вертексные волны, POSTS, изредка наблюдается гипнагогическая гиперсинхрония. В этой стадии могут отмечаться гипнагогические подергивания.

Вторая стадия (неглубокий или легкий сон).

Дальнейшее снижение тонической мышечной активности. Сердечный ритм замедляется, температура тела снижается, глаза неподвижны. Занимает в целом около 45-55% общего времени сна. Первый эпизод второй стадии длится около 20 минут. В ЭЭГ доминируют тета волны, появляются так называемые "сонные веретёна" -- сигма-ритм, который представляет собой учащённый альфа-ритм (12--14--20 Гц). С появлением "сонных веретён" происходит отключение сознания; в паузы между веретёнами (а они возникают примерно 2--5 раз в минуту) человека легко разбудить. Эпизодически сонные веретена могут включаться в структуру стадий 3-4 Повышаются пороги восприятия. Самый чувствительный анализатор -- слуховой (мать просыпается на крик ребёнка, каждый человек просыпается на называние своего имени).

4-я стадия медленного сна, глубокий сон. ЭЭГ выделена красной рамкой.

Третья стадия медленный сон. Стадия классифицируется как 3-я, если дельта-колебания (2 Гц) занимают менее 50% и 4-я стадия - если дельта составляет более 50%.

4-я стадия медленного сна, глубокий сон. ЭЭГ выделена красной рамкой.

Четвёртая стадия. Самый глубокий медленный дельта-сон. Преобладают дельта-колебания (2 Гц). Третью и четвёртую стадии часто объединяют под названием дельта-сна. В это время человека разбудить очень сложно; возникают 80 % сновидений, и именно на этой стадии возможны приступы лунатизм снохождение, ночные страхи, сноговорение и энурез у детей. Однако человек почти ничего из этого не помнит.

У здорового человека третья стадия занимает 5-8% и четвертая стадия еще около 10-15% общего времени сна. Первые четыре медленноволновые стадии сна в норме занимают 75--80 % всего периода сна. Предполагают, что медленный сон связан с восстановлением энергозатрат.

Быстрый сон

Быстрый сон. ЭЭГ выделена красной рамкой. Движения глаз подчёркнуты красным. Быстрый сон (син.: быстроволновой сон, парадоксальный сон, стадия быстрых движений глаз, или сокращённо БДГ-сон, REM-сон). Это пятая стадия сна. Эта стадия открыта в 1953 г. Клейтманом и его аспирантом Асеринским. ЭЭГ: быстрые колебания электрической активности, близкие по значению к бета-волнам пилообразной волны. Это напоминает состояние бодрствования. Вместе с тем (и это парадоксально!) в этой стадии человек находится в полной неподвижности, вследствие резкого падения мышечного тонуса. Однако глазные яблоки очень часто и периодически совершают быстрые движения под сомкнутыми веками. Существует отчётливая связь между БДГ и сновидениями. Если в это время разбудить спящего, то в 90 % случаев можно услышать рассказ о ярком сновидении. Электроэнцефалограмма отражает состояние активации и походит скорее на ЭЭГ 1-й стадии сна. Первый эпизод быстрого сна наступает через 70-90 минут от момента засыпания, длится 5-10 минут. По ходу сна длительность последующих эпизодов БДГ-сна нарастает, достигая под утро нескольких десятков минут. У взрослого человека доля REM фазы составляет около 20-25% общего времени сна. Фаза быстрого сна от цикла к циклу удлиняется, а глубина сна снижается. Быстрый сон прервать труднее, чем медленный, хотя именно быстрый сон ближе к порогу бодрствования. Прерывание быстрого сна вызывает более тяжёлые нарушения психики по сравнению с нарушениями медленного сна. Часть прерванного быстрого сна должна восполняться в следующих циклах.

Предполагают, что быстрый сон обеспечивает функции психологической защиты, переработку информации, её обмен между сознанием и подсознанием.

Слепым от рождения снятся звуки и ощущения; БДГ у них нет.

"Вегетатика"

Вегетатика, или "вегетативная буря". Усиление секреции гормонов надпочечников, усиление мозгового кровотока, изменение частоты сердечных сокращений, различные формы аритмий, подъёмы и падения артериального давления, изменения паттернов дыхания, эрекция полового члена и клитора (нет эрекции -- или органическое поражение мозга у взрослых, или первый признак нарушения сексуального поведения во взрослом состоянии у детей).

Нейроанатомия сна

В мозге есть скопления нейронов, возбуждение которых вызывает развитие сна (гипногенные центры). Три вида структур:

Структуры, обеспечивающие развитие медленного сна:

Передние отделы гипоталамуса (преоптические ядра)

Неспецифические ядра таламуса

Ядра шва (содержат тормозный медиатор серотонин)

Тормозный центр Моруцци (средняя часть моста)

Центры быстрого сна:

Голубое пятно

Вестибулярные ядра продолговатого мозга

Верхнее двухолмие среднего мозга

Ретикулярная формация среднего мозга (центры БДГ)

Центры, регулирующие цикл сна:

Голубое пятно (стимуляция -- пробуждение)

Отдельные участки коры больших полушарий

Функции сна

Сон обеспечивает отдых организма.

Сон играет важную роль в процессах метаболизма. Во время медленного сна высвобождается гормон роста. Быстрый сон: восстановление пластичности нейронов, и обогащение их кислородом; биосинтез белков и РНК нейронов.

Сон способствует переработке и хранению информации. Сон (особенно медленный) облегчает закрепление изученного материала, быстрый сон реализует подсознательные модели ожидаемых событий. Последнее обстоятельство может служить одной из причин феномена дежавю[источник не указан 123 дня].

Сон -- это приспособление организма к изменению освещённости (день-ночь).

Сон восстанавливает иммунитет путём активизации T-лимфоцитов, борющимися с простудными и вирусными заболеваниями.

Необходимая продолжительность сна

Продолжительность сна обычно составляет 6--8 часов в сутки, но возможны изменения в довольно широких границах (4-10 часов). При нарушениях сна его длительность может составлять от нескольких минут до нескольких суток.

Продолжительность сна у новорожденных, взрослых и пожилых людей составляет 12--16, 6--8 и 4--6 ч в сутки соответственно. Длительность сна менее 5 ч (гипосомния) или нарушение физиологической структуры считаются факторами риска бессонницы.

Лишение сна является очень тяжёлым испытанием. В течение нескольких дней сознание человека теряет ясность, он испытывает непреодолимое желание уснуть, периодически "проваливается" в пограничное состояние со спутанным сознанием. Этот способ психологического давления недаром использовался при допросах, в настоящее время он рассматривается как изощрённая пытка.

Сновидения

Последние исследования функциональности сновидений в Университете Хельсинки (рук. проф. en:Pekka Sutola) показали, что REM фаза сна иногда быстро возникает у млекопитающих, а затем они переходят в фазу глубокого сна. Это объясняет, почему эпилептики имеют REM-подобную фазу во время приступа и не в состоянии вспомнить события за несколько часов до приступа. Полнее структура функционирования этой системы ещё не установлена.

Сиеста

Послеполуденный кратковременный сон-отдых -- сиеста -- является историческим элементом культуры многих народов. Чаще всего он встречается в жарких странах. Недавнее исследование, проведённое в Греции (совместно университетом Афинской медицинской школы и Гарвардским Университетом) показало, что получасовой отдых-дрёма хотя бы трижды в день снижает риск гибели от сердечного приступа на 37 %.

Патология сна

Инсомнии (диссомнии) -- нарушения ночного сна. Пример: бессонница. Причины: неврозы, психозы, органические поражения мозга (энцефалит, эпилепсия), соматические заболевания.

Гиперсомнии -- непреодолимая патологическая сонливость. Примеры: нарколепсия, летаргический сон.

Парасомнии. Причина: невроз. Примеры: сомнамбулизм (снохождение/лунатизм), скрежетание зубами, ночные кошмары, эпилептические припадки и т. д.

Сонный паралич -- состояние, когда паралич мышц наступает до засыпания или после пробуждения.

При стойких нарушениях сна бывают ситуации, когда необходимо вмешательство врача.

Управление сном

Иногда спящий человек может отдавать себе отчёт в том, что он находится во сне. Такое состояние называется осознанное сновидение.

Физиологические методы регуляции

Для здорового сна необходимо от 4 до 6 часов, но эти цифры достаточно условны. Необходимость в более длительном сне проявляется, например, при большом объёме физической работы. Около трети жизни мы проводим во сне, потому важно сохранять его естественный природный ритм.

Фармакологические средства

Лекарственные средства иногда назначают симптоматически, так же, как и седативные препараты. Фармакологическая регуляция сна без назначения врача может быть очень опасна, кроме того, при длительном применении снотворных их эффект уменьшается. Тем не менее, злоупотребление снотворными и успокаивающими препаратами -- распространённое и опасное явление в развитых индустриальных странах.

К числу успокаивающих и снотворных средств длительное время причисляли такие наркотики, как опиум и морфин, однако из-за опасности наркомании в настоящее время их в этом качестве не употребляют.

Очень долго, более 100 лет в качестве снотворного средства использовали люминал и другие барбитураты. Мелатонин является одним из наиболее современных препаратов, на который возлагают большие надежды из-за его физиологичности. По данным последних исследований дефицит магния часто приводит к нервозности, раздражительности, а также к бруксизму -- непроизвольному скрежету зубами во сне. Также установлено, что магний способствует выработке мелатонина. Тем не менее, магний сам по себе играет самостоятельную роль в создании спокойного, комфортного состояния, снимая стрессы и расслабляя излишне перенапряжённые мышцы. Поэтому приём магния должен быть составной частью любой диетологической программы для улучшения сна.

Электросон физиология сон нейроанатомия патология

Электросон -- метод нейростимулирующей терапии, при котором в результате воздействия на ЦНС пациента импульсным током низкой частоты и малой силы возникает состояние сонливости либо сна. Электросон оказывает транквилизирующee, седативнoe, а также стимулирующее и некоторые другие воздействия и рекомендуется как восстанавливающая процедура при широком спектре расстройств и заболеваний. [1],[2]

История изучения сна

В истории "науки о сне" важную роль сыграли исследования М. М. Манасеиной (1843--1903), ученицы физиолога И. Р. Тарханова. В 1870-х гг. она изучала значение сна для организма на щенках. Анализируя результаты, М.Манасеина пришла к выводу, что сон для организма важнее пищи.

Современные представления о природе сна сформировались во второй половине XX века, после появления методов регистрации биоэлектрической активности головного мозга (электроэнцефалограмма, ЭЭГ), мышц (электромиограмма, ЭМГ) и глаз (электроокулограмма, ЭОГ). Крупным достижением в этой области было открытие в 1950-е гг. Н. Клейтманом, У. Дементом (США) и М. Жуве (Франция) явления "парадоксального сна".

Сон у животных

Лошади и овцы могут спать стоя или лёжа, однако во сне в положении стоя не проявляется фаза БДГ. Кошки спят около 16 часов в сутки. Китообразные, дельфины и птицы обладают интересной способностью к одностороннему сну. Они спят "наполовину": с одним открытым глазом и одним бодрствующим полушарием. Спящее и бодрствующее полушария меняются. Эта способность животных, живущих в море, объясняется функцией, которая следит за дыханием. У птиц эта функция объясняется способностью к своевременному распознаванию врага. Некоторые позвоночные не спят вовсе.

Дыхание во сне

Дыхание во сне существенно изменяется, в соответствии с фазой сна.

Существует тесная связь между сном ребёнка и различными формами расстройств дыхания. Сон ребёнка -- это то состояние, при котором нарушения реализуются наиболее отчётливо, а в ряде случаев эти нарушения выявляются исключительно во время сна[4].

Размещено на Allbest.ru