Spánek z hlediska neurofyziologie

HypnogramSpánek je základní biologickou potřebou člověka; je opakem bdění a přestože subjektivně jde o dobu klidu a odpočinku, pro naše tělo to platí jen částečně. Z hlediska nervové soustavy je spánek vysoce aktivním dějem. Je charakterizován minimálním výskytem pohybů těla, sníženou reaktivitou na zevní podněty, reverzibilitou (tj. přechází k bdění) a střídáním spánkových epizod. Většina dospělých lidí spí 7-8 hodin denně s tím, že zde existují značné rozdíly a za normální rozpětí se považuje cca 4-11 hodin.

Spánek je regulován několika mechanismy:
:: homeostaticky – závisí na předchozím spánku a aktivitě
:: cirkadiánním rytmem – organizuje střídání spánku a bdění během 24 hodinových denních cyklů
:: v prostředí, kde člověk nemá možnost pozorovat střídání dne a noci, dochází zpravidla k prodloužení periody na 25 hodin (méně často ke zkrácení na 23)
:: u dítěte funguje před cirkadiánním rytmem rytmus na základě potřeby příjmu potravy – tzv. prandiánní rytmus
:: o strukturovanosti a důležitosti cirkadiánního rytmu svědčí fakt, že nedávno vznikl obor zabývající se rytmicitou lidských funkcí – chronobiologie
:: ultradiánním rytmem – řídí přechody mezi NREM a REM spánkovou fází (dosud poměrně málo prozkoumaný)

NREM a REM spánek

Rozlišují se dvě fáze spánku – NREM a REM (NREM = no rapid eye movements = spánek bez rychlých očních pohybů; REM = rapid eye movements = spánek doprovázený rychlými očními pohyby). Vždy jedna fáze NREM a jedna REM tvoří dohromady jeden spánkový cyklus, který u člověka trvá přibližně 70-100 minut (u kočky 20 a u myši 7 minut). REM-fáze v jednom cyklu probíhá zpočátku po dobu cca 5-12 minut. K ránu se NREM spánek stává mělčím a zkracuje se; naopak se prodlužují REM fáze.

NREM spánek vzniká sekrecí serotoninu, ukončení této fáze zabezpečují enzymy, které serotonin odbourávají. Pak nastupuje NA (noradrenalin), který se uplatňuje při fázi REM, a když je katalytickým působením příslušných enzymů zbaven aktivity, jsou opět vytvořeny předpoklady pro účinek serotoninu.
NREM spánek je vývojově starší než REM; objevil se před asi 180 mil. lety, kdy začal sloužit úspoře energie v klidové noční fázi dne. REM fáze přišla o asi 50 mil. let později. Svědčí o tom skutečnost, že REM spánek se nevyskytuje u obojživelníků, plazů ani nejprimitivnějších savců.

Hypnogram

Mozek ve spánku

Na spánku a souvisejících procesech se podílejí hlavně tyto mozkové struktury – mozková kůra, limbické struktury, difúzní thalamický systém a retikulární formace (RF) mozkového kmene. Mozková kůra vyhodnocuje příchozí informace a aktivizuje příslušné fyziologické pochody. RF, resp. ascendentní retikulární aktivační systém je důležitý v probouzení. Bez impulsů z RF by se mozková kůra nacházela ve stavu trvalého „spánku.“
Během REM spánku roste aktivita v oblasti Varolova mostu, v limbickém systému (amygdala, septum, hippokampus), v některých thalamických jádrech, v bazálních gangliích, zrakové a části spánkové kůry; v NREM spánku aktivita v těchto oblastech klesá.

Mozek spícího člověka dovede rozlišovat význam sluchových podnětů – oslovení vlastním jménem aktivizuje levostrannou amygdalu a levostrannou prefrontální kůru více, než neutrální výraz (prefrontální kůra = asociační kůra čel. laloku).
Obecně ve spánku převažuje činnost parasympatiku, klesá krevní tlak i dechová a tepová frekvence.

Průběh spánku – spánkové fáze

Aktivní bdělý stav je kortikálním elektroencefalogramem charakterizován frekvencí 16-25 Hz (beta vlny) a napětím 10-30µV.

Alfa vlny o frekvenci 8-12 Hz (20-40µV) provázejí stav relaxované bdělosti, s rostoucí ospalostí se frekvence zpomaluje. Člověk bdí asi 5% doby spánku.

NREM (telencefalická fáze)

NREM 1 – theta vlny 4-7 Hz (amplituda 50-70µV), pomalé pohyby očí; celkový podíl na spánku asi 5%
NREM 2 – spánková vřeténka (krátké úseky vln 12-16 Hz) a K-komplexy (osamocená vysoká amplituda až 200µV, mírný a kolísavý svalový tonus; 50% celk. doby spánku
NREM 3 – delta vlny 0,5-2 Hz (75+ µV) tvoří 20-50% (5-10% spánku)
NREM 4 – delta vlny 0,5-2 Hz tvoří >50%, nejvyšší práh probuzení (10-15% spánku)
(NREM 3 a 4 – tzv. pomalovlnný – hluboký – spánek)
pozn.: Hz udávají počet kmitů za vteřinu; vlna je krátkodobá změna napětí a amplituda je vzdálenost vrcholu vlny od základní osy.

REM (rhombencefalická fáze)

:: vlny mají nízkou amplitudu (napětí) a smíšené frekvenční spektrum, u dospělého činí asi čtvrtinu celkové doby spánku (u novorozence 50%, ve stáří 15%)
:: EMG (svalová) aktivita klesá na velmi nízkou úroveň – svalová atonie – téměř všechny hlavní volní sval. skupiny jsou paralyzovány prostřednictvím postsynaptické inhibice motorických neuronů v mozkovém kmeni a míše
EOG (elektrookulogram – informuje o očních pohybech)
:: nepravidelné, rychlé oční pohyby, které znamenají, že se aktivizují myšlenkové procesy; aktivita korových neuronů je obdobná, jako v bdělém stavu – mozek tedy pracuje podobně, jako ve dne, ale s tím rozdílem, že nemá přísun žádných vnějších podnětů a jeho činnost není ovlivňována vůlí a rozhodováním
:: do této fáze je lokalizována většina snů, o jejichž významu se doposud spíše spekuluje; jako nejpravděpodobnější se jeví vysvětlení, že mozek v REM fázi zpracovává denní informace, konsolidují se pamětní stopy a při snění nám je umožněno do těchto procesů nahlédnout
:: někteří badatelé hypotézu o konsolidaci paměti odmítají a tvrdí, že REM spánek má mozku zajišťovat stimulaci
:: v r. 2000 zjistili izraelští lékaři (dr. Lavie a další), že během REM fáze dochází k významné konstrikci (smrštění) periferních cév, což dali do souvislosti s faktem, že k většině srdečních selhání ve spánku dochází v ranních hodinách, tedy v době, kdy přibývá REM spánku; vazokostrikce totiž způsobí zvýšenou námahu srdečnímu svalu; momentálně se pracuje na systému včasné detekce blížícího se srdečního selhání ve spánku
potlačení REM:
:: pokud je člověku znemožněn REM-spánek, tj. je-li při jeho nástupu probouzen, dojde u zdravého jedince k rebound fenoménu – následující nerušenou noc se vyskytne více REM-spánku, než obvykle
:: u pacientů s primární depresí však potlačení REM spánku souvisí se zlepšováním nálady

Polysomnograf

Funkce spánku

:: konsolidace paměti – zejména. REM fáze, kdy si člověk přehrává nové události a nově naučené dovednosti; potlačení REM spánku zhoršuje následné provádění paměťových úloh
:: konsolidace změn v neuronálním systému – spánek má velký význam hlavně v dětství pro vývoj mozku
:: NREM – proteosyntéza (výroba bílkovin) sloužící mj. k obnově buněk; uvolňuje se růstový hormon, lehký spánek a bdění jeho uvolňování naopak potlačují
:: regenerace – zjednodušeně lze říct, v NREM spánku regeneruje tělo, v REM mozek

Ve spánku (a ve tmě) se také tvoří hormon melatonin (= hormon tmy, hormon mládí), který brání kumulaci volných radikálů způsobujících mimo jiné stárnutí organismu. Nedostatek melatoninu způsobuje některá nádorová onemocnění a jeho dostatek naopak působí protinádorově. K tvorbě melatoninu je nutně zapotřebí tma, či přesněji nepřerušovaná tma. Pokud posvítíme v blízkosti spícího člověka, zastaví se produkce melatoninu až na dvě hodiny. Není potřeba děsit se z několika takových epizod, nicméně dlouhodobý režim, který je z hlediska melatoninu nekvalitní, se může za několik let projevit.

Patologie – poruchy spánku

V současné době je známo přes 90 poruch spánku. 50% lidí některou z nich trpí občas a/nebo v lehčí formě, kolem 13% lidí má vážný problém. Narušený spánek samozřejmě snižuje kvalitu života a kromě toho má důsledky i z celospolečenského hlediska. Podle údajů WHO přišla Spojené státy v roce 2000 snížená produktivita práce vlivem nedostatečného a/nebo nekvalitního spánku na 18 mld. USD. Rovněž významně narůstají somatické problémy a odhaduje se, že za polovinu všech smrtelných dopravních nehod zodpovídají ospalí řidiči.

Dělení poruch spánku

Dyssomnie – dlouhodobé poruchy spánku – nedostatečné množství a/nebo kvalita spánku
:: insomnie – nízká kvalita nebo množství sp. – potíže s usínáním, probouzením se
:: hypersomnie – nadměrná ospalost přes den (za normální porce předchozího spánku, ne kvůli probdělé noci), dlouhé probouzení se
:: porucha rytmu spánek-bdění – potřeba spánku v době, která výrazně neodpovídá normálním vžitým zvyklostem
:: narkolepsie – spánkové ataky přes den, krátkodobé; někdy motorické obrny, kataplexie (výpadek svalového tonu), hypnagonické halucinace
:: poruchy spojené s dýcháním – příliš mnoho apnoických (apnoe = krátkodobá zástava dechu) epizod, člověk o nich neví, ale pořádně se nevyspí – pořád se v noci budí

Parasomnie – stavy porušeného vědomí, kde se kombinují jevy spánku a bdění
:: náměsíčnost – somnambulismus – vstávání a chození (4. fáze NREM), následná amnézie
:: noční děsy – zážitky děsu a paniky, křik, vegetativní příznaky (4. fáze NREM)
:: noční můry – probouzení se ze snu, čl. si dobře pamatuje jeho obsah; úzkost, ohrožení (REM)

PhDr. Michaela Peterková
www.psyx.cz

Doporučuji:
Online test spánku – Test odhalující poruchy spánku a váš potenciál ke zdravému spaní
www.spanek.psychoweb.cz – webové stránky o zdravém spánku, nespavosti a léčbě poruch

Bavte se a sdílejte: