Da bi razumeli fiziologijo spanja, moramo razumeti fiziologijo možganov, saj se fiziološke spremembe med spanjem najbolj izrazito kažejo v možganih.
Možgani med spanjem porabijo bistveno manj energije kot med budnostjo, zlasti med spanjem, ki ni REM. Na območjih z zmanjšano aktivnostjo možgani obnovijo zaloge ATP (adenozin trifosfata) - molekule, ki se uporablja za kratkotrajno shranjevanje in prenos energije. V mirnem stanju budnosti so možgani odgovorni za 20 % porabe energije v telesu, zato to zmanjšanje opazno vpliva na celotno porabo energije.
Spanje zviša čutni prag, kar pomeni, da spalne osebe zaznavajo manj dražljajev, vendar se na splošno še vedno lahko odzovejo na glasne zvoke in druge pomembne čutne dogodke.
Med počasnim spanjem ljudje izločajo porcije rastnega hormona.
Vse spanje, tudi podnevi, je povezano z izločanjem prolaktina.
Ključne fiziološke metode za spremljanje in merjenje sprememb med spanjem vključujejo:
- EEG - elektroencefalografijo možganskih valov,
- EOG - elektrookulografijo gibanja oči in
- EMG - elektromiografijo aktivnosti skeletnih mišic.
Hkratno zbiranje teh meritev se imenuje polisomnografija (PSG), vrsta študije spanja, ki jo je mogoče opraviti v specializiranem laboratoriju za spanje.
Raziskovalci spanja uporabljajo tudi:
- poenostavljeno EKG - elektrokardiografijo za srčno aktivnost in
- aktigrafijo za motorične gibe.
MOŽGANSKI VALOVI MED SPANJEM
Električna aktivnost, ki je vidna na EEG, predstavlja možganske valove. Amplituda valov EEG pri določeni frekvenci ustreza različnim točkam v ciklu spanja in budnosti, kot so spanje, budnost ali zaspanost.
Valovi alfa, beta, theta, gama in delta se pojavljajo v različnih fazah spanja, pri čemer ima vsako valovanje drugačno frekvenco in amplitudo:
- VALOVANJE ALFA se pojavlja, ko je oseba v stanju mirovanja, vendar je še vedno popolnoma pri zavesti. Njene oči so lahko zaprte, celotno telo pa počiva in je relativno mirno, pri čemer se telo začne upočasnjevati.
- VALOVI BETA zamenjajo valove alfa, ko je oseba pozorna, saj morda opravlja neko nalogo ali se na nekaj osredotoča. Valovi beta so sestavljeni iz najvišjih frekvenc in najnižjih amplitud ter se pojavijo, ko je oseba popolnoma pozorna.
- Valovi gama se pojavijo, ko je oseba zelo osredotočena na neko nalogo ali uporabi vso svojo koncentracijo.
- VALOVI THETA se pojavijo v obdobju, ko je oseba budna, in še naprej prehajajo v 1. fazo spanja in v 2. fazo.
- VALOVI DELTA se pojavljajo v 3. in 4. fazi spanja, ko je oseba v najglobljem spanju.
SPANJE BREZ REM IN REM
Spanje delimo na dve vrsti: spanje brez hitrega premikanja oči (non-REM ali NREM) in spanje s hitrim premikanjem oči (REM). Spanje brez REM in spanje REM sta tako različna, da ju fiziologi opredeljujejo kot različni vedenjski stanji.
Najprej se pojavi spanje NON-REM, ki se po prehodnem obdobju imenuje spanje s počasnimi valovi ali globoko spanje. V tej fazi se telesna temperatura in srčni utrip znižata, možgani pa porabijo manj energije.
Spanje REM, znano tudi kot paradoksno spanje, predstavlja manjši del celotnega časa spanja. Je glavna priložnost za sanje (ali nočne more) in je povezan z desinhroniziranimi in hitrimi možganskimi valovi, gibanjem oči, izgubo mišičnega tonusa in prekinitvijo homeostaze.
Cikel spanja, v katerem se izmenjujeta spanje NREM in REM, traja povprečno 90 minut in se v dobri noči ponovi 4-6-krat.
Ameriška akademija za medicino spanja (AASM) NREM deli na tri stopnje: N1, N2 in N3, pri čemer zadnjo stopnjo imenujemo tudi spanec delta ali spanec s počasnim valovanjem.
Celotno obdobje običajno poteka v naslednjem vrstnem redu: N1 → N2 → N3 → N2 → REM.
Spanje REM se pojavi, ko se oseba iz globokega spanja vrne v fazo 2 ali 1. Več globokega spanja (stopnja N3) je na začetku noči, medtem ko se delež spanja REM poveča v dveh ciklih tik pred naravnim prebujanjem.
PREBUJANJE
Prebujanje lahko pomeni konec spanja ali pa le trenutek, ko si ogledamo okolje in ponovno prilagodimo položaj telesa, preden ponovno zaspimo. Spalci se običajno prebudijo kmalu po koncu faze REM ali včasih sredi faze REM. Notranji cirkadiani kazalniki skupaj z uspešnim zmanjšanjem homeostatske potrebe po spanju običajno povzročijo prebujanje in konec spalnega cikla. Prebujanje vključuje povečano električno aktivacijo v možganih, ki se začne v talamusu in se razširi po možganski skorji.
V običajni noči spanja ni veliko časa, ki bi ga preživeli v budnem stanju. V različnih študijah spanja, ki so bile opravljene z uporabo elektroencefalografije, je bilo ugotovljeno, da so ženske med nočnim spanjem budne 0-1 %, medtem ko so moški v tem času budni 0-2 %. Pri odraslih se budnost povečuje, zlasti v poznejših ciklih. V neki študiji je bilo ugotovljeno, da je v prvem devetdesetminutnem ciklu spanja budnost 3-odstotna, v drugem 8-odstotna, v tretjem 10-odstotna, v četrtem 12-odstotna in v petem 13-14-odstotna. Večina tega budnega časa se je pojavila kmalu po spanju REM.
Danes se veliko ljudi zbuja z budilko, vendar se lahko ljudje zanesljivo zbudijo ob določenem času tudi brez budilke. Mnogi spijo povsem drugače ob delavnikih in drugače ob prostih dnevih, kar lahko privede do kronične cirkadiane desinhronizacije. Veliko ljudi pred spanjem redno gleda televizijo in druge zaslone, kar lahko še poveča motnje v cirkadianem ciklu. Znanstvene študije o spanju so pokazale, da je faza spanja ob prebujanju pomemben dejavnik pri krepitvi inercije spanja.
Dejavniki, ki določajo budnost po prebujanju, so količina/kvaliteta spanja, telesna dejavnost prejšnji dan, zajtrk, bogat z ogljikovimi hidrati, in nizka raven glukoze v krvi.
MOŽGANSKE STRUKTURE POVEZANE S SPANJEM.
Med spanjem sodelujejo različne možganske strukture.
HIPOTHALAMUS, struktura velikosti arašida globoko v možganih, vsebuje skupine živčnih celic, ki delujejo kot nadzorni centri, ki vplivajo na spanje in prebujanje. V hipotalamusu je suprakiazmatično jedro (SCN) - skupek več tisoč celic, ki prejemajo informacije o izpostavljenosti svetlobi neposredno iz oči in nadzorujejo vaš vedenjski ritem. Nekateri ljudje s poškodbo SCN čez dan neredno spijo, ker svojih cirkadianih ritmov ne morejo uskladiti s ciklom svetlobe in teme. Večina slepih ljudi ohrani določeno sposobnost zaznavanja svetlobe in lahko spreminja svoj cikel spanja in budnosti.
MOŽGANSKI STEM v spodnjem delu možganov komunicira s hipotalamusom in nadzoruje prehode med budnostjo in spanjem. Možgansko deblo vključuje strukture, imenovane pons, medula in srednji možgani. Celice v hipotalamusu in možganskem deblu, ki spodbujajo spanje, proizvajajo možgansko kemikalijo GABA, ki zmanjšuje aktivnost centrov vzburjenja v hipotalamusu in možganskem deblu. Posebno vlogo pri spanju REM ima tudi možgansko deblo, zlasti pons in medula, ki pošilja signale za sprostitev mišic, pomembnih za telesno držo in gibanje okončin, tako da se v sanjah ne odigramo.
THALAMUS deluje kot posrednik informacij iz čutil v možgansko skorjo - možganski del, ki interpretira in obdeluje informacije iz kratkoročnega v dolgoročni spomin. V večini faz spanja se talamus umiri in vam omogoča, da se prilagodite zunanjemu svetu. Med spanjem REM pa je talamus aktiven in v skorjo pošilja slike, zvoke in druge občutke, ki nas polnijo v sanjah.
PINEALNA ŽELAVA, ki se nahaja v obeh možganskih poloblah, sprejema signale iz SCN in povečuje proizvodnjo hormona melatonina, ki pomaga zaspati, ko se ugasnejo luči. Ljudje, ki so izgubili vid in ne morejo usklajevati svojega naravnega cikla budnosti in spanja s pomočjo naravne svetlobe, lahko stabilizirajo svoje vzorce spanja z jemanjem majhnih količin melatonina vsak dan ob istem času. Znanstveniki menijo, da so vrhovi in doline melatonina v določenem časovnem obdobju pomembni za uskladitev telesnega cirkadianega ritma z zunanjim ciklom svetlobe in teme.
OSNOVNI MOŽGANI, ki se nahajajo v prednjem in spodnjem delu možganov, prav tako spodbujajo spanje in budnost, medtem ko del srednjih možganov deluje kot sistem za vzburjenje. Sproščanje adenozina (kemični stranski produkt porabe energije v celicah) iz celic v bazalnih prednjih možganih in verjetno tudi v drugih regijah podpira vaš nagon za spanje. Kofein deluje proti zaspanosti tako, da blokira delovanje adenozina.
AMIGDALA, struktura v obliki mandlja, ki sodeluje pri procesiranju čustev, je med spanjem REM vedno bolj aktivna.
Upam, da je fiziologija spanja zdaj bolje razumljena. Če ne, smo pripravljeni skupaj z vami raziskati dodatna vprašanja, ki jih imate.