Сон (физиологическое состояние)

Сон, физиологическое состояние человека и животных, характеризующееся обездвиженностью и почти полным отсутствием реакций на внешние раздражения. Состояние сна наступает периодически в соответствии с внутрисуточным биоритмом активности-покоя.

Основателем «науки о сне» была М. М. Манассеина (1843-1903), ученица и сотрудница физиолога И. Р. Тарханова, которая в 1870-е гг. на щенках изучала значение сна для организма. Анализируя свои результаты, Манассеина пришла к выводу, что сон для организма важнее пищи.

Современные представления о природе сна сформировались во второй половине 20 в. после появления методов регистрации биоэлектрической активности головного мозга (электроэнцефалограмма, ЭЭГ), мышц (электромиограмма, ЭМГ) и глаз (электроокулограмма, ЭОГ). Крупнейшим достижением в этой области было открытие в 1950-е гг. Н. Клейтманом, У. Дементом (США) и М. Жуве (Франция) так называемого парадоксального сна.

Естественный сон включает два состояния (фазы), так же отличных друг от друга, как и от бодрствования, — медленный сон (медленноволновый, ортодоксальный, синхронизированный, спокойный, телэнцефалический сон, сон без быстрых движений глаз) и быстрый сон (парадоксальный, десинхронизированный, активированный, ромбэнцефалический, сон с быстрыми движениями глаз). При засыпании человек погружается в медленный сон, последовательно проходя 4 стадии: дремоту (1), поверхностный сон (2), сон умеренной глубины (3) и глубокий сон (4). Изменение рисунка ЭЭГ в этой фазе (повышение амплитуды и снижение частоты колебаний) называется синхронизацией. Каждая из стадий медленного сна имеет свои особенности, отражающиеся на ЭЭГ: для стадии 2 характерны так называемого сонные веретена и К-комплексы (поэтому ее называют стадией сонных веретен), для стадий 3 и 4 — медленные, так называемые дельта-волны, поэтому обе эти стадии объединяют под названием дельта. Психическая активность в медленном сне представлена обрывочными неэмоциональными мыслями, а время, проведенное во сне, обычно недооценивается. У молодых здоровых людей поверхностный сон занимает около половины времени всего ночного сна, а глубокий сон — 20-25%.

Медленный сон завершается сменой позы, после чего следует резкий переход в фазу парадоксального сна: на ЭЭГ отмечается десинхронизация, то есть высоковольтная медленная активность сменяется быстрыми низкоамплитудными ритмами, как при пробуждении, однако парадоксальным образом при этом полностью расслабляются все гладкие мышцы тела (исчезновение активности на ЭМГ) и возникают быстрые движения глаз (мощная активность на ЭОГ). Кроме того, наблюдаются неравномерность пульса и дыхания, подергивания лицевых мышц, пальцев, конечностей, у мужчин (любого возраста) возникает эрекция. При пробуждении во время парадоксального сна испытуемые в 80% случаев сообщают о переживании эмоционально окрашенных сновидений (не обязательно эротических), а время пребывания во сне часто переоценивается. Фаза парадоксального сна занимает около 20% времени сна. Медленный сон и следующий за ним парадоксальный сон формируют цикл с периодом около 1, 5 часов. Нормальный ночной сон состоит из 4-6 таких циклов. Таким образом, электрофизиологические данные позволяют отличить естественный сон от патологического сна (наркотического, медикаментозного, летаргического) и так называемых сноподобных состояний (комы, спячки, оцепенения) — особого генетически обусловленного состояния организма теплокровных животных, характеризующееся последовательной сменой определенных электрографических картин в виде циклов, фаз и стадий.

У человека в отличие от других млекопитающих циклы сна неодинаковы: в первых ночных циклах преобладает дельта-сон, периоды парадоксального сна очень коротки (10-15 минут) и внешне слабо выражены. Во вторую половину ночи, наоборот, глубокий медленный сон почти отсутствует, зато чрезвычайно интенсивны и длинны (30-40 минут) периоды парадоксального сна. Этот феномен — следствие адаптации человека к условиям цивилизации; фактически каждые сутки представляют собой 16-часовый период лишения сна (депривация), за которым следует 8-часовой период восстановительного сна («отдача»). По закону «отдачи» вначале восстанавливается глубокий сон, а затем — парадоксальный. В соответствии с природным биоритмом взрослому человеку требуются 1-2 периода дневного сна. Об этом свидетельствуют приступы дневной сонливости, рассеянности и расслабленности, особенно опасные при вождении автомобиля и выполнении профессиональных обязанностей, требующих внимания и собранности.

Спящий малыш

У новорожденных сон занимает большую часть суток, а активированный сон, или сон с подергиваниями (аналог парадоксального сна взрослых), составляет большую часть сна. В первые месяцы после рождения быстро увеличивается время бодрствования, доля парадоксального сна снижается, а медленного увеличивается. Характерно, что процент парадоксального сна при рождении ниже у тех млекопитающих, которые появляются на свет со сформировавшейся нервной системой (ягнята, морские свинки и др.). В старости сокращается время глубокого сна (вплоть до полного его выпадения), а также снижается доля парадоксального сна.

Медленный и парадоксальный сон свойственны птицам, правда, периоды последнего более короткие, а доля во сне более низкая, чем у млекопитающих. У свежевылупившихся цыплят процент парадоксального сна выше, чем у взрослых птиц. Попытки обнаружить парадоксальный сон во время ежесуточных периодов покоя у холоднокровных животных оказались безуспешными. Возможно, что парадоксальный сон является древнейшим видом не сна, а бодрствования.

У всех исследованных видов млекопитающих, начиная от самых примитивных и кончая человеком, основной признак медленного сна (синхронизация ЭЭГ) и вышеописанные характеристики парадоксального сна принципиально сходны. Однако только у приматовудается выделить 4 стадии медленного сна; у кошек их две, у лабораторных крыс одна. Согласно данным нейрофизиолога Л. М. Мухаметова, дельфины, ушастые тюлени и, возможно, сиреныобладают особой организацией медленного сна, при которой полушария головного мозга могут спать поочередно. Это связано, по-видимому, с необходимостью сохранения способности дышать во сне воздухом, находясь в воде. Что касается парадоксального сна, то сомнения в его наличии остаются пока в отношении яйцекладущего млекопитающего ехидны и полностью водных млекопитающих дельфинов.

В состоянии медленного сна клетки мозга не выключаются и не снижают своей активности, а перестраивают ее; при парадоксальном сне большая часть нейронов коры головного мозга работает столь же интенсивно, как и при самом активном бодрствовании. Таким образом, обе фазы сна играют важнейшую роль в жизнедеятельности, они, по-видимому, связаны с восстановлением функций мозга, переработкой информации, полученной в предшествующем бодрствовании, и т. п., но в чем именно эта роль заключается — остается неизвестным.

Состояния сна и бодрствования чрезвычайно сложны в их регуляции принимают участие различные структуры головного мозга и различные нейромедиаторные системы. Во-первых, это механизм регуляции ритма активность-покой, включающий сетчаткуглаз, супрахиазматические ядра гипоталамуса(главный ритмоводитель организма) и эпифиз, выделяющий гормон мелатонин. Во-вторых, это механизмы поддержания бодрствования — подкорковые активирующие системы, обеспечивающие весь спектр сознательной деятельности человека, расположенные в ретикулярной формации, в области синего пятна, ядер шва, заднего гипоталамуса, базальных ядер переднего мозга; в качестве медиаторов их нейроны выделяют глутаминовую кислоту, ацетилхолин, норадреналин, серотонин и гистамин. В-третьих, это механизм медленного сна, который реализуется особыми тормозными нейронами, разбросанными по разным отделам мозга и выделяющими один и тот же медиатор — гамма-аминомасляную кислоту. Наконец, это механизм парадоксального сна, который запускается из четко очерченного центра, расположенного в области так называемого варолиева моста и продолговатого мозга. Химическими передатчиками сигналов этих клеток служат ацетилхолин и глутаминовая кислота.

Несмотря на внешнее сходство мозговой деятельности при активном бодрствовании и парадоксальном сне, принципиальная разница между этими состояниями заключается в том, что из всех активирующих мозговых систем, во время парадоксального сна активны лишь одна-две, и именно те, которые расположены в стволе мозга. Все же остальные системы выключаются, и их нейроны молчат весь период парадоксального сна. Этим и определяется, видимо, различие между нашим восприятием реального мира и миром сновидений. Однако механизмы, определяющие наступление и чередование обеих фаз сна пока мало изучены.

Наиболее распространены т. н. гилосомнические состояния, связанные с наступлением и поддержанием сна в ночное время: слишком длительное засыпание, частые ночные пробуждения, ранние утренние пробуждения и пр., в просторечьи называемые бессонницей. Обычно бессонница ночью сочетается с сонливостью днем. Наиболее часты преходящие нарушения подобного типа, связанные с внешними стрессовыми факторами (путешествия, семейные и производственные конфликты и пр.). При устранении этих факторов сон нормализуется. Особую важность в наше время приобрели расстройства, связанные с трансмеридианальными перелетами. Показано, что для адаптации цикла сон-бодрствование при перелете в западном направлении требуются сутки на каждый часовой пояс, а в восточном — около полутора.

Если же подобные явления длятся более трех недель и не связаны явно с какими-то недавними событиями, то они считаются стойкими. Так, около 20% трудящихся промышленно развитых стран работают посменно или же только ночью (причем легче адаптироваться к постоянной ночной работе, чем к сменной). Все они с годами приобретают стойкие нарушения сна. Отдельную группу составляет бессонница пожилого возраста, связанная с исчезновением внутрисуточного ритма активности-покоя.

Стойкие нарушения сна-бодрствования имеют место при психических заболеваниях, таких как депрессии, неврозы, психозы, а также при алкоголизме, резкой отмене приема психотропных препаратов, нарушении дыхания во сне (апноэ во сне, Пиквикский синдром, синдром Ундины), различных заболеваниях: центральной нервной системы, почек, эндокринной системы, при болях различного происхождения. Они могут также провоцироваться внешними факторами: шумом, жарой, холодом, вибрацией и пр. В большинстве случаев объективно проявляются одни и те же неспецифические нарушения: подавление глубокого медленного сна (его становится меньше и наступает он позже), а также парадоксального сна.

Встречаются, однако, и некоторые особенности. Так, весьма важным специфическим признаком эндогенной депрессии является значительное укорочение латентности первого периода парадоксального сна (менее 50 минут). При алкоголизме в периоды абстиненции, а также при резкой отмене психотропных препаратов наряду с бессонницей наступает и т. н. «отдача» парадоксального сна, т. е. удлинение и учащение его периодов, сопровождаемое яркими неприятными сновидениями.

Особую важность приобретают нарушения сна, связанные с нарушением и остановкой дыхания во сне (апноэ во сне). Этим заболеванием страдает 1-3% населения, в основном мужчины зрелого и пожилого возраста, страдающие от избыточного веса. Апноэ провоцирует сердечную аритмию и резко повышает риск умереть во сне. Ночные записи объективно подтверждают как нарушение структуры сна, так и нарушения сердечной деятельности у этих больных. При лечении используется весьма обширный арсенал методов, начиная от «разгрузочной» диеты и кончая применением специальных дыхательных аппаратов во время сна и даже хирургическим вмешательством.

Во врачебной практике нередки случаи псевдобессонницы, когда жалобы больного не подтверждаются объективными обследованиями, не выявляющими нарушения сна. В этих случаях «бессонница» носит чисто субъективный характер, либо эти люди просто нуждаются в меньшем количестве сна.

Другую группу нарушений сна составляют т. н. гиперсомнические состояния, которые отмечаются при некоторых заболеваниях — диабете, недостаточности щитовидной железы, уремии, печеночных нарушениях, некоторых опухолях мозга и др., когда возникает избыточная дневная сонливость. Среди этой группы особое положение занимает нарколепсия — уникальное наследственное заболевание, охватывающее 0, 1-0, 2% населения, связанное со специфическим нарушением деятельности механизма парадоксального сна, когда его спонтанные приступы (мышечное расслабление, быстрые движения глаз, яркие сновидения) наступают внезапно во время дневного бодрствования; соответственно ночью наблюдается уменьшение этой фазы сна и нарушение цикличности.

Встречаются и случаи псевдогиперсомнии, когда избыточная сонливость в дневное время вовсе не связана с какой-либо патологией: эти люди просто нуждаются в большем количестве сна.

К т. н. «парасомническим состояниям» относится снохождение, или лунатизм. Это явление возникает на фоне медленного сна, и во время приступа ЭЭГ лунатика представляет собой смесь признаков поверхностного сна и бодрствования. Снохождение часто встречается у детей и подростков, в этом возрасте оно не является патологией.

Лечение нарушений сна должно быть в первую очередь гигиеническим, направленным на поддержание здорового образа жизни, регулярного режима и создания наилучших условий для сна. Используются также психотерапевтические методы, успокаивающие чаи и травяные настойки. Снотворные рецептурные лекарственные средства должны применяться в последнюю очередь, когда исчерпаны все другие способы нормализации сна. Необходимо иметь в виду, что до сих пор не создано «идеального снотворного», т. е. вещества, эффективного и безопасного до такой степени, чтобы его можно было покупать без рецепта врача и принимать самостоятельно, как витамины. Даже самые последние новинки в этой области дают весьма нежелательные последствия при регулярном употреблении.

Научной и медицинской общественностью сейчас осознано, что даже небольшие хронические нарушения сна и бодрствования, столь характерные для современного урбанизированного человечества, если и не представляют опасности для здоровья, чреваты тем не менее серьезными последствиями в производственной сфере, на транспорте и т. п. Они даже могут быть одной из важнейших причин (скрывающихся за неопределенным термином «человеческий фактор») целого ряда инцидентов и катастроф, в числе которых называется и чернобыльская авария. Специальная общественная комиссия США «Сон, катастрофы и социальная политика» пришла к выводу в 1988, что быт и характер производственной деятельности человека в условиях научно-технической революции (управление автомобилем, «общение» с компьютером и т. д.) диктует необходимость строгого соблюдения жестких требований гигиены сна, в то время как его образ жизни плохо согласуется с этими требованиями (залитые электрическим светом ночные города — т. н. «эффект Эдисона», постоянный шум, поздние передачи по телевидению и пр.).

Эта коллизия продолжает обостряться, что заставляет принимать срочные меры в промышленно-развитых странах. В частности, в США по всей стране развернуто более 500 центров по коррекции нарушений сна, в рамках Национального Института Здоровья (аналог нашей Академии Медицинских наук) создан специальный Институт по изучению сна, разработаны новые безлекарственные методы лечения и т. п. Одним из важнейших направлений в этой области является создание эффективных и безвредных лекарственных препаратов нового поколения. Для решения всех этих проблем необходимым условием является изучение фундаментальных физиологических механизмов сна человека.

Автор: В.М. Ковальзон