Регуляция отдыха и гормоны: почему недостаток сна вредит здоровью

Сон — это жизненно важный процесс, который позволяет организму восстанавливаться и поддерживать здоровье. К чему приводит недостаток сна? Какие гормоны вырабатываются во время сна? Чем грозит недостаток сна организму? Ответы на все эти вопросы – ниже.

Качество сна зависит от множества факторов, включая гормональный баланс и активность нейропептидов — небольших белковых молекул, которые участвуют в регуляции различных функций мозга. Сон — это полное погружение в подсознание организма, он обеспечивает отдых организму, способствует переработке и хранению информации, облегчает закрепление изученного материала и реализует подсознательные модели ожидаемых событий. Во сне происходят биологические процессы, без которых жизнь человека была бы невозможной.

Существует две фазы сна: медленная и быстрая. Эти названия обусловлены особенностями ритмики электроэнцефалограммы в эти периоды:

• Медленный сон является самым глубоким и важным для регуляции функции мозга и тела, не содержит сновидений и у взрослого человека составляет 75-80% от всего периода ночного сна.

  В период медленного сна наблюдается снижение температуры тела, урежение пульса и дыхание, отсутствует движение глаз. В этот период активно синтезируются важные нейропептиды и нейротрансмиттеры отвечающие за формирование долгосрочной памяти, образуются норадренергические и ацетилхолинергические нейронные связи, отвечающие за способность к обучению. Также в фазу медленного сна значительно увеличивается синтез и высвобождение гормона роста, вырабатывается пролактин и альдостерон, происходит регулирование баланса между нейромедиаторами симпатической и парасимпатической нервной системы смещая соотношение сил в сторону снижения влияния симпатической нервной системы. Клинически это проявляется нормализацией артериального давления и урежением частоты сердечных сокращений.

• Фаза быстрого сна характеризуется быстрым движением глаз на электроокулограмме, резким снижением тонуса мышц диафрагмы рта и шейных мышц, повышением артериального давления, учащением дыхания и пульса, сокращением мышц тела. Нейронные процессы во время быстрого сна играют решающую роль в консолидации памяти, процедурных и сложных когнитивных задач. Быстрый сон связан с освоением вновь приобретенных знаний и недавних воспоминаний. Эта фаза сна облегчает преобразование лабильных воспоминаний в стабильные формы, интегрируя их в существующие сети памяти. Нейронные процессы, происходящие в фазу быстрого сна, способствуют формированию простых и сложных двигательных навыков, участвуют в процессах сложной процедурной памяти, что является основой интеллектуальных способностей.

Последовательность фаз за ночь повторяется примерно 4-5 раз. Сон считается полноценным, если отмечается пять полных циклов. Первый цикл длится около от 60 до 120 минут, в среднем около 100 минут. Затем циклы укорачиваются за счет уменьшения доли медленного сна, при этом доля быстрого сна увеличивается.

Сон ребенка также делится на фазы, но они распределены иначе. У детей доля медленного сна несколько меньше, хотя общая продолжительность сна и потребность в нем больше, чем у взрослого. В первые месяцы жизни быстрый̆ сон составляет половину всего сна младенца, к двум годам его продолжительность снижается до 1/3, а в 10–14-летнем возрасте составляет 1/4 длительности сна. Сон у младенца начинается со стадии быстрого сна, тогда как у взрослых — с медленного сна, и первая фаза быстрого сна появляется у них не раньше, чем через 90 мин от момента засыпания. Фаза быстрого сна часто повторяется у младенцев, формируя укороченные циклы сна — чаще 45 мин. До 6 мес сон ребенка не может быть четко разделен на ЭЭГ-стадии, и только после 6 мес архитектура сна младенца становится похожей на таковую у взрослых. У новорожденных общее время сна равномерно распределено на дневное и ночное время суток, к одному году жизни ночной сон является преобладающим и объединяется в один непрерывный эпизод, к 4 годам большинство детей не испытывает потребности в дневном сне, в подростковом возрасте потребность в ночном сне сопоставима с таковой у взрослых.

Циклы сна и бодрствования

Цикл сна и бодрствования является одним из основных в биорегуляции жизнедеятельности человека. Треть жизни взрослый человек проводит во сне и при уменьшении времени сна он начинает испытывать нарушения в самочувствии и общем состоянии. Маленькие дети проводят во сне большую часть своей жизни, что позволяет им наладить все обменные процессы, синхронизировать рост и работу всего организма с окружающей средой.

Цикл «сон - бодрствование» является циркадным и повторяется каждые 24 часа. Регулируют этот цикл сложные ритмичные процессы синтеза нейротрансмиттеров и гормонов, связывающих нервную, эндокринную и иммунную систему координируя все биологические процессы. Эндогенные циркадные ритмы регулируются многоосциляторой системой, состоящей из «центральных часов» расположенных в супрахиазматическом ядре гипоталамуса и «периферических часов», представленных в виде различный нейромедиаторов и биологически активных веществ практически во всех органах, тканях и клетках организма. Работа супрахиазматического ядра запускается главным образом световыми сигналами, поступающими по ретиногипоталамическому тракту от сетчатки глаза. Далее посредством нервных и/или гормональных путей̆ супрахиазматическое ядро передаёт ритмичные сигналы другим областям головного мозга, в частности эпифизу, а также периферическим органам, таким как надпочечники, мышцы, жировая ткань, поджелудочная железа, печень, желудочно-кишечный тракт.

«Периферические часы», интегрируя сигналы «центральных часов» с факторами окружающей̆ среды, поведением (питание, свет, сон, физическую активность) и своими собственными автономными ритмами, поддерживают циркадный̆ ритм энергетического обмена.

Поддержка и регуляция циркадных ритмов на всех уровнях организации происходит посредством работы совокупности генов и соответствующих молекулярно-генетических механизмов, поддерживающих синхронизацию всех биологических процессов организма. Благодаря такой регуляции циркадные ритмы генерируются регулярно и сохраняются даже без внешних световых стимулов. Тем самым поддерживается устойчивость системы регуляции деятельности всего организма. Однако, при нарушении ритма «день-ночь», «сон- бодрствование» может произойти сбой синхронизации работы «центральных» и «периферических часов», что в свою очередь повысит риски развития различных соматических, метаболических и психических заболеваний.

Гормоны сна и их роль. Какие гормоны вырабатываются ночью

Выделены гормоны, которые активно участвуют в регуляции и поддержании ритма «сон-бодрствование» и обеспечивают синхронизацию работы мозга со всем организмом.

• Мелатонин — один из ключевых гормонов, регулирующих сон. Является производным триптофана. По своему эффекту он является антагонистом серотонина, тормозит процесс бодрствования, вырабатывается с наступлением темноты в основном в эпифизе. У взрослого человека содержится около 30мкг мелатонина, в ночное время его содержание в сыворотке крови в 30 раз больше, чем в дневное время.

  Он вырабатывается эпифизом в ответ на снижение уровня света. Яркий солнечный свет в дневное время способствует активной выработке мелатонина ночью. При этом вечернее или ночное воздействие яркого света, световое перераздражение сетчатки глаза подавляет выработку мелатонина, что влечёт за собой̆ существенные изменения гормонального баланса.

  80% циркулирующего в крови мелатонина поступает из эпифиза в кровоток. Мелатонин имеет короткий̆ период полураспада (около 30 мин) и быстро устраняется из кровотока. Мелатонин играет роль универсального эндогенного синхронизатора. Изменения секреции мелатонина является фактором риска и ведет к предрасположенности к многим заболеваниям, в том числе возраст-ассоциированным и нейродегенеративным, прежде всего болезни Альцгеймера Снижение уровня мелатонина может приводить к развитию пищевой зависимости, проявляющейся повышенным аппетитом, эпизодами компульсивного пищевого поведения, элементами синдрома ночной еды.

  Мелатонин является активным антиоксидантом, он защищает ДНК от различных повреждений, принимает активное участие в работе щитовидной железы, повышает активность Т лимфоцитов - клеток, в которых образуются биологически активные вещества, регулирующие функции иммунной системы, обладает противоопухолевыми свойствами, регулирует работу клеток головного мозга.

  Дефицит выработки мелатонина сопровождается повышением риска ожирения, сахарного диабета, артериальной гипертензии, депрессии, онкологических заболеваний, ускорению процессов старения, хронизации заболеваний и преждевременной смерти.

• Серотонин — нейромедиатор, который также играет роль в регуляции сна. Серотонин - гормон радости, вырабатывается под действием света, отсутствие же света приводит к депрессии. Он участвует в формировании чувства спокойствия и расслабления, что способствует улучшению качества сна. Недостаток серотонина может привести к бессоннице и другим нарушениям сна.
• Кортизол — гормон стресса, который вырабатывается надпочечниками. Уровень кортизола обычно highest в утренние часы и снижается в течение дня. Высокий уровень кортизола может мешать засыпанию и ухудшать качество сна, особенно если стресс продолжается длительное время.
• Гормон роста— вырабатывается гипофизом во время сна и играет важную роль в восстановлении и росте тканей. Оптимальный уровень гормона роста способствует улучшению качества сна и общему состоянию здоровья. Соматотропный гормон и активные факторы роста активно участвуют в процессах регенерации клеток, восстановлении структур тканей, росте мышечной ткани и улучшении памяти.
• Оrexin (гипокретин)— нейропептид, который участвует в регуляции бодрствования и аппетита. Он помогает поддерживать состояние бодрствования и предотвращает переход в состояние сна в неподходящее время. Нарушения в работе системы оrexin могут привести к нарколепсии — заболеванию, характеризующемуся внезапными приступами сна.
• Галанин— нейропептид, который может влиять на переход между различными стадиями сна. Он способствует расслаблению и может улучшать качество сна, особенно в условиях стресса.
• Вещество P — нейропептид, участвующий в регуляции боли и воспаления. Его уровень может влиять на качество сна, особенно у людей с хроническими болевыми синдромами.

К чему приводит недостаток сна

Гормоны и нейропептиды играют важную роль в регуляции качества сна. Поддержание баланса этих веществ в организме способствует улучшению сна и общему состоянию здоровья. Однако нарушения в работе гормональной системы или дисбаланс нейропептидов могут привести к различным нарушениям сна, таким как бессонница, апноэ во сне или нарколепсия.

Недостаток сна и отдыха приводит к замедлению мыслительных процессов, понижению скорости реакции и концентрации внимания, ослаблению памяти и снижению способности к обучению. Об этой особенности хорошо знают профессиональные водители и спортсмены. Утомление или эмоциональное истощение негативно влияет на психику человека, способствует раздражительности и способствует формированию агрессии.

Резкое ограничение или лишение сна усиливает негативное эмоциональное состояние, усиливает тревогу, потенцирует спутанность сознания и депрессию. Вызывая снижение выработки кортизола в утренние часы дефицит сна приводит к дефициту внимания, бдительности, импульсивности и скорости реакции.

Чем грозит недостаток сна

Расстройства сна могут привести к обострению серьезных соматических, неврологических и психиатрических заболеваний.

Существую данные исследований о том, что сокращение продолжительности сна до 5 ч/сут и менее связано с ростом показателей̆ смертности по различным причинам среди лиц от 60 лет и старше. Короткая продолжительность сна повышает риски гипертонической болезни у населения старших возрастных групп. Риски возникновения сахарного диабета и нарушения толерантности к глюкозе связаны с длительностью сна менее 6 ч/сут. Уменьшение продолжительности сна менее 4 часов в сутки ведет к нарушению ритма выработки кортизола, относительному гиперкортизолизму, повышению симпатической активации и нарушению толерантности к глюкозе.

Полная или частичная депривация сна ведет к изменению активности иммунокомпетентных клеток таких как естественных клеток-киллеров, лимфокин-активированных клеток-киллеров, интерлейкина-6 и растворимого рецептора-1 фактора некроза опухолей альфа (TNFR-1), что в свою очередь в совокупности с повышением уровня кортизола способствует развитию иммунодефицитных состояний, хронических инфекционных заболеваний и манифестации аутоиммунных заболеваний.

Сокращение времени сна менее 7 часов приводит к увеличению сердечно-сосудистых рисков и частоты коронарных событий. Показано, что при длительности сна менее 5 часов риск сердечно-сосудистых событий возрастает в 2-3 раза, что обусловлено повышением С-реактивного белка и прочих факторов воспаления.

Распространенность нарушений сна в популяции достаточно велика. Около 30% людей не удовлетворены своим сном. Распространенными расстройствами являются инсомния (6%), синдром обструктивного апноэ сна (СОАС) (1–3%), синдром недостаточного сна и синдром беспокойных ног (5–10%).

Выводы

Современный ритм жизни, избыточное освещение в ночное время суток, применение гаджетов в повседневной жизни в дневное и ночное время, хронический стресс являются факторами, нарушающими регуляцию ритма «сон-бодрствование» на всех уровнях его организации. При этом растут риски развития метаболических, сердечно-сосудистых заболеваний и нарушения в репродуктивной сфере у мужчин и женщин, ухудшается течение и прогноз уже существующих заболеваний. Своевременная коррекция ритма сна и бодрствования посредством применения поведенческих методик и лекарственных препаратов необходима для сохранения и восстановления оптимального уровня здоровья каждого человека.

Диагностика и лечение заболеваний эндокринной системы в Северо-Западном центре эндокринологии (Санкт-Петербург)

При возникновении каких-либо функциональных проблем в эндокринной системе вы можете получить консультацию специалиста в Северо-Западном центре эндокринологии (Санкт-Петербург).

Врачи назначат необходимые диагностические мероприятия, по результатам которых будет принято решение о том, требуется ли терапия. Задать вопросы и записаться на консультацию вы можете через формы обратной связи на сайте или по телефону: +7 (812) 565-11-12. Все адреса филиалов вы найдете во вкладке «Контакты». Мы также предоставляем услугу онлайн-консультации для тех, кто проживает далеко, но нуждается в квалифицированной помощи.