Anatomie spánku
Fáze spánku
Mechanismy spánku
Kolik spánku potřebujete
Snění
Úloha genů a neurotransmiterů
Sledování spánku pomocí chytrých technologií
Tipy, jak se dobře vyspat
Naděje díky výzkumu
Kde lze získat další informace?
Úvod
Spánek je důležitou součástí vaší každodenní rutiny – trávíte jím přibližně třetinu svého času. Kvalitní spánek – a jeho dostatek ve správnou dobu – je pro přežití stejně důležitý jako jídlo a voda. Bez spánku nemůžete v mozku vytvářet a udržovat dráhy, které vám umožňují učit se a vytvářet nové vzpomínky, a je těžší se soustředit a rychle reagovat.
Spánek je důležitý pro řadu mozkových funkcí, včetně toho, jak spolu nervové buňky (neurony) komunikují. Ve skutečnosti zůstávají mozek a tělo během spánku pozoruhodně aktivní. Nejnovější poznatky naznačují, že spánek hraje roli hospodáře, který odstraňuje toxiny v mozku, jež se hromadí, když jste vzhůru.
Každý člověk potřebuje spánek, ale jeho biologický účel zůstává záhadou. Spánek ovlivňuje téměř všechny typy tkání a systémů v těle – od mozku, srdce a plic až po metabolismus, imunitní funkce, náladu a odolnost vůči nemocem. Výzkumy ukazují, že chronický nedostatek spánku nebo špatná kvalita spánku zvyšuje riziko poruch včetně vysokého krevního tlaku, kardiovaskulárních onemocnění, cukrovky, deprese a obezity.
Spánek je složitý a dynamický proces, který ovlivňuje fungování člověka způsobem, kterému vědci nyní začínají rozumět. Tato brožura popisuje, jak je regulována vaše potřeba spánku a co se děje v mozku během spánku.
nahoru
Anatomie spánku
Na spánku se podílí několik struktur v mozku.
Hypotalamus, struktura velikosti burského oříšku hluboko v mozku, obsahuje skupiny nervových buněk, které fungují jako řídicí centra ovlivňující spánek a bdění. V hypotalamu se nachází suprachiasmatické jádro (SCN) – shluky tisíců buněk, které přijímají informace o působení světla přímo z očí a řídí rytmus vašeho chování. Někteří lidé s poškozením SCN spí během dne nepravidelně, protože nejsou schopni sladit svůj cirkadiánní rytmus s cyklem světlo-tma. Většina nevidomých si zachovává určitou schopnost vnímat světlo a je schopna upravovat svůj cyklus spánku a bdění.
Mozkový kmen na bázi mozku komunikuje s hypotalamem a řídí přechody mezi bděním a spánkem. (Mozkový kmen zahrnuje struktury zvané pons, medula a střední mozek.) Buňky podporující spánek v hypotalamu a mozkovém kmeni produkují chemickou látku zvanou GABA, která působí na snížení aktivity center vzrušení v hypotalamu a mozkovém kmeni. Mozkový kmen (zejména pons a medula) hraje také zvláštní roli ve spánku REM; vysílá signály k uvolnění svalů nezbytných pro držení těla a pohyby končetin, abychom nehráli své sny.
Talamus funguje jako relé pro informace ze smyslů do mozkové kůry (obal mozku, který interpretuje a zpracovává informace z krátkodobé do dlouhodobé paměti). Během většiny fází spánku se thalamus ztiší a umožní vám naladit se na vnější svět. Během spánku REM je však thalamus aktivní a vysílá do mozkové kůry obrazy, zvuky a další vjemy, které naplňují naše sny.
Šišinka mozková, která se nachází v obou mozkových hemisférách, přijímá signály z SCN a zvyšuje produkci hormonu melatoninu, který pomáhá usnout, jakmile zhasnou světla. Lidé, kteří ztratili zrak a nemohou koordinovat svůj přirozený cyklus bdění a spánku pomocí přirozeného světla, mohou stabilizovat svůj spánkový režim užíváním malého množství melatoninu každý den ve stejnou dobu. Vědci se domnívají, že vrcholy a údolí melatoninu v průběhu času jsou důležité pro sladění cirkadiánního rytmu těla s vnějším cyklem světla a tmy.
Bazální přední mozek, který se nachází v blízkosti přední a spodní části mozku, také podporuje spánek a bdění, zatímco část středního mozku funguje jako systém probuzení. Uvolňování adenosinu (chemického vedlejšího produktu spotřeby buněčné energie) z buněk v bazálním předním mozku a pravděpodobně i v dalších oblastech podporuje váš spánkový pud. Kofein působí proti ospalosti tím, že blokuje působení adenosinu.
Amygdala, mandlovitá struktura podílející se na zpracování emocí, je během spánku REM stále aktivnější.
nahoru
Fáze spánku
Existují dva základní typy spánku: spánek s rychlým pohybem očí (REM) a spánek mimo REM (který má tři různé fáze). Každý z nich je spojen se specifickými mozkovými vlnami a neuronální aktivitou. Během typické noci několikrát projdete všemi fázemi spánku non-REM a REM, přičemž k ránu se objevují stále delší a hlubší období REM.
Stádium 1 non-REM spánku je přechod z bdělosti do spánku. Během tohoto krátkého období (trvajícího několik minut) relativně lehkého spánku se zpomaluje srdeční tep, dýchání a pohyby očí a svaly se uvolňují s občasnými záškuby. Vaše mozkové vlny se začnou zpomalovat oproti denním vzorcům bdělosti.
Stupeň 2 non-REM spánku je období lehkého spánku před tím, než vstoupíte do hlubšího spánku. Váš srdeční tep a dýchání se zpomalí a svaly se ještě více uvolní. Vaše tělesná teplota klesá a pohyby očí se zastavují. Aktivita mozkových vln se zpomaluje, ale vyznačuje se krátkými výbuchy elektrické aktivity. Ve fázi 2 spánku strávíte více opakovaných spánkových cyklů než v ostatních fázích spánku.
Fáze 3 non-REM spánku je období hlubokého spánku, které potřebujete k tomu, abyste se ráno cítili svěží. Vyskytuje se v delších obdobích v první polovině noci. Váš srdeční tep a dýchání se během spánku zpomalují na nejnižší úroveň. Vaše svaly jsou uvolněné a může být obtížné vás probudit. Mozkové vlny se ještě více zpomalí.
REM spánek se poprvé objevuje asi 90 minut po usnutí. Vaše oči se za zavřenými víčky rychle pohybují ze strany na stranu. Aktivita smíšených frekvencí mozkových vln se přiblíží aktivitě pozorované v bdělém stavu. Vaše dýchání se zrychlí a stane se nepravidelným a tepová frekvence a krevní tlak se zvýší na úroveň blízkou bdělosti. Většina snů se odehrává během spánku REM, i když některé se mohou objevit i ve spánku mimo REM. Svaly na rukou a nohou jsou dočasně ochrnuté, což vám brání v uskutečňování snů. S přibývajícím věkem spíte méně času ve spánku REM. Konsolidace paměti s největší pravděpodobností vyžaduje jak spánek mimo REM, tak spánek REM.
nahoru
Mechanismy spánku
Dva vnitřní biologické mechanismy – cirkadiánní rytmus a homeostáza – společně regulují, kdy jste vzhůru a kdy spíte.
Cirkadiánní rytmy řídí celou řadu funkcí od denních výkyvů bdělosti až po tělesnou teplotu, metabolismus a uvolňování hormonů. Řídí načasování spánku a způsobují, že jste v noci ospalí a máte tendenci se ráno budit bez budíku. Většinu cirkadiánních rytmů řídí biologické hodiny vašeho těla, které vycházejí ze zhruba 24hodinového dne. Cirkadiánní rytmy se synchronizují s pokyny prostředí (světlo, teplota) ohledně skutečné denní doby, ale pokračují i bez těchto pokynů.
Homeostáza spánek-bdění sleduje potřebu spánku. Homeostatický pohon spánku připomíná tělu, že má po určité době usnout, a reguluje intenzitu spánku. Tento spánkový pud sílí každou hodinu, kdy jste vzhůru, a způsobuje, že po období spánkové deprivace spíte déle a hlouběji.
Faktory, které ovlivňují vaši potřebu spánku a bdění, zahrnují zdravotní stav, léky, stres, prostředí, ve kterém spíte, a to, co jíte a pijete. Snad největší vliv má vystavení světlu. Specializované buňky v sítnici vašich očí zpracovávají světlo a říkají mozku, zda je den nebo noc, a mohou urychlit nebo oddálit náš cyklus spánku a bdění. Vystavení světlu může ztížit usínání a návrat do spánku po probuzení.
Pracovníci na noční směny mají často problémy s usínáním, když jdou spát, a také mají problémy s udržením bdělosti v práci, protože jejich přirozený cirkadiánní rytmus a cyklus spánek-bdění je narušen. V případě jet lagu se cirkadiánní rytmus nesynchronizuje s denní dobou, když lidé letí do jiného časového pásma, čímž vzniká nesoulad mezi jejich vnitřními hodinami a skutečnými hodinami.
nahoru
Kolik spánku potřebujete?“
S věkem se mění vaše potřeba spánku a spánkový režim, který se však u jedinců stejného věku výrazně liší. Neexistuje žádný zázračný „počet hodin spánku“, který by vyhovoval všem stejně starým lidem. Děti zpočátku spí až 16 až 18 hodin denně, což může podpořit růst a vývoj (zejména mozku). Děti školního věku a dospívající potřebují v průměru asi 9,5 hodiny spánku za noc. Většina dospělých potřebuje 7-9 hodin spánku za noc, ale po 60. roce života bývá noční spánek kratší, lehčí a přerušovaný četnými probuzeními. Starší lidé také častěji užívají léky, které narušují spánek.
Všeobecně platí, že lidé spí méně, než potřebují, a to kvůli delší pracovní době a dostupnosti nepřetržité zábavy a dalších aktivit.
Mnoho lidí má pocit, že mohou „dohnat“ zameškaný spánek během víkendu, ale v závislosti na tom, jak jsou nevyspalí, nemusí být delší spánek o víkendu dostatečný.
nahoru
Snění
Každý sní. Každou noc strávíte sněním přibližně 2 hodiny, ale většinu snů si nemusíte pamatovat. Jeho přesný účel není znám, ale snění vám může pomoci zpracovat vaše emoce. Události ze dne často napadají vaše myšlenky během spánku a lidé trpící stresem nebo úzkostí mají častěji děsivé sny. Sny se mohou vyskytovat ve všech fázích spánku, ale obvykle jsou nejživější ve spánku REM. Některým lidem se zdají barevné sny, zatímco jiní si vzpomínají pouze na černobílé sny.
nahoru
Úloha genů a neurotransmiterů
Chemické signály ke spánku
Klastry neuronů podporující spánek v mnoha částech mozku se stávají aktivnějšími, když se připravujeme na spánek. Nervově signální chemické látky zvané neurotransmitery mohou „vypnout“ nebo utlumit aktivitu buněk, které signalizují vzrušení nebo uvolnění. GABA je spojována se spánkem, svalovou relaxací a sedací. Norepinefrin a orexin (nazývaný také hypokretin) udržují některé části mozku aktivní, když jsme vzhůru. Mezi další neurotransmitery, které ovlivňují spánek a bdění, patří acetylcholin, histamin, adrenalin, kortizol a serotonin.
Geny a spánek
Geny mohou hrát významnou roli v tom, kolik spánku potřebujeme. Vědci identifikovali několik genů souvisejících se spánkem a poruchami spánku, včetně genů, které řídí vzrušivost neuronů, a „hodinových“ genů, jako jsou Per, Tim a Cry, které ovlivňují náš cirkadiánní rytmus a načasování spánku. Celogenomové asociační studie identifikovaly místa na různých chromozomech, která zvyšují naši náchylnost k poruchám spánku. Také byly identifikovány různé geny s takovými poruchami spánku, jako je familiární pokročilá porucha spánkové fáze, narkolepsie a syndrom neklidných nohou. Některé geny exprimované v mozkové kůře a dalších oblastech mozku mění úroveň své exprese mezi spánkem a bděním. Několik genetických modelů – včetně červa, ovocné mušky a zebřičky – pomáhá vědcům identifikovat molekulární mechanismy a genetické varianty podílející se na normálním spánku a poruchách spánku. Další výzkum umožní lépe porozumět dědičným spánkovým vzorcům a rizikům cirkadiánních a spánkových poruch.
Studie spánku
Váš poskytovatel zdravotní péče vám může doporučit polysomnogram nebo jiný test k diagnostice poruchy spánku. Polysomnogram obvykle zahrnuje noc strávenou ve spánkové laboratoři nebo spánkovém centru. Během noci se zaznamenává vaše dýchání, hladina kyslíku, pohyby očí a končetin, srdeční frekvence a mozkové vlny. Váš spánek je také zaznamenáván na video a audio. Získané údaje mohou spánkovému specialistovi pomoci určit, zda správně dosahujete a postupujete jednotlivými fázemi spánku. Výsledky mohou být použity k vypracování léčebného plánu nebo k určení, zda jsou zapotřebí další testy.
nahoru
Sledování spánku pomocí chytrých technologií
Miliony lidí používají aplikace pro chytré telefony, monitory u postele a nositelné předměty (včetně náramků, chytrých hodinek a čelenek) k neformálnímu shromažďování a analýze údajů o svém spánku. Chytré technologie mohou zaznamenávat zvuky a pohyby během spánku, vést si záznamy o prospaných hodinách a monitorovat srdeční tep a dýchání. Pomocí doprovodné aplikace lze data z některých zařízení synchronizovat do chytrého telefonu nebo tabletu nebo je nahrát do počítače. Jiné aplikace a zařízení vydávají bílý šum, produkují světlo, které stimuluje tvorbu melatoninu, a používají jemné vibrace, které nám pomáhají usnout a probudit se.
nahoru
Tipy pro kvalitní spánek
Dostatek spánku je dobrý pro vaše zdraví. Zde je několik tipů, jak si zlepšit spánek:
Nastavte si časový rozvrh – každý den choďte spát a vstávejte ve stejnou dobu.
Cvičte 20 až 30 minut denně, ale nejpozději několik hodin před spaním.
Vyhněte se kofeinu a nikotinu v pozdních hodinách dne a alkoholickým nápojům před spaním.
Relaxujte se před spaním – zkuste teplou koupel, čtení nebo jinou relaxační proceduru.
Vytvořte si prostor pro spánek – vyhněte se jasnému světlu a hlasitým zvukům, udržujte v místnosti příjemnou teplotu a nesledujte televizi ani nemějte v ložnici počítač.
Neležte v posteli vzhůru. Pokud nemůžete usnout, dělejte něco jiného, například si čtěte nebo poslouchejte hudbu, dokud se nebudete cítit unavení.
Máte-li problémy se spánkem nebo cítíte-li se během dne neobvykle unavený, navštivte lékaře. Většinu poruch spánku lze účinně léčit.
nahoru
Naděje díky výzkumu
Vědci se stále učí o funkci a regulaci spánku. Hlavním cílem výzkumu je pochopit rizika spojená s chronickým nedostatkem spánku a vztah mezi spánkem a nemocemi. Lidé s chronickým nedostatkem spánku mají větší pravděpodobnost nadváhy, mrtvice a kardiovaskulárních onemocnění, infekcí a některých typů rakoviny než ti, kteří spí dostatečně. Poruchy spánku jsou časté u lidí s neurologickými poruchami souvisejícími s věkem, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba. V souvislosti se spánkem a těmito zdravotními problémy zůstává mnoho záhad. Vede nedostatek spánku k určitým poruchám, nebo určité nemoci způsobuje nedostatek spánku? Tyto a mnohé další otázky týkající se spánku představují hranici výzkumu spánku.
Kde lze získat další informace?
Informace o dalších neurologických poruchách nebo výzkumných programech financovaných Národním ústavem pro neurologické poruchy a mrtvici (National Institute of Neurological Disorders and Stroke) získáte v síti Brain Resources and Information Network (BRAIN) na adrese:
BRAIN
P.O. Box 5801
Bethesda, MD 20824
(800) 352-9424
www.ninds.nih.gov
nahoru
Zpracoval:
Office of Communications and Public Liaison
National Institute of Neurological Disorders and Stroke
National Institutes of Health
Bethesda, MD 20892
NIH Publication No. 17-3440c
Materiál NINDS týkající se zdraví je poskytován pouze pro informační účely a nemusí nutně vyjadřovat podporu nebo oficiální stanovisko Národního ústavu pro neurologické poruchy a mrtvici nebo jiné federální agentury. Rady ohledně léčby nebo péče o konkrétního pacienta je třeba získat konzultací s lékařem, který daného pacienta vyšetřil nebo je obeznámen s jeho anamnézou.
Všechny informace připravené NINDS jsou veřejně dostupné a mohou být volně kopírovány. Uvádění údajů o NINDS nebo NIH je vítáno.