„Osvícený“ spánek, don Quijote a skřivánci a sovy Helena Illnerová Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Sancho Panza: Chvála spánku
„Dobrý skutek vykonal, kdo vynalezl spánek, je to plášť, zakrývající všechny lidské myšlenky, potrava zaplašující hlad, voda hasící žízeň, oheň zahřívající chlad, chlad zmirňující horko, dále všeobecně platný peníz, jímž si můžeme koupit všechno, váha a závaží vyvažující stejně pastýře jako krále, hlupáka jako učeného.“
Význam spánku
Soňa Nevšímalová, Karel Šonka et al. 2007, Poruchy spánku a bdění, Galen: Spánek je nutný pro každodenní obnovu schopnosti mozku k poznávací činnosti a řízení organismu. Má význam pro synaptickou plasticitu, endokrinní řízení funkcí organismu… Je nezbytný pro imunitní kompetenci organismu…
NREM a REM spánek
Aktivita neuronů mozku snímaná pomocí elektroencefalografie Spánkové cykly NREM/REM: 90-110 min NREM spánek: stadia 1,2,3,4 NREM 3 a 4: pomalovlnný spánek První cyklus: více NREM 3 a 4 Další cykly: ubývá NREM 3 a 4, přibývá NREM 2 a REM
Dvojí řízení spánku
Řízení cirkadiánní biologickými hodinami v mozku Řízení homeostatické dané trváním předchozí bdělosti Borbély, 1982)
Řízení cirkadiánní
Centrální hodiny v mozku jsou uloženy v suprachiasmatických jádrech (SCN) hypothalamu. Hodiny v SCN jsou synchronizovány k 24-hod dnu pravidelným střídáním světla a tmy. Hodiny v periferních orgánech jsou synchronizovány k 24-hod. dnu centrálními hodinami a případně i jinými podněty, např. příjmem potravy.
CIRKADIÁNNÍ RYTMY
ve spánku – bdění v tělesné teplotě v chování v příjmu pití a potravy v tvorbě hormonů v metabolismu ve složení tekutin v zapínání a vypínání genů
SUBJEKTIVNÍ NOC VEČER:
ospalost vzrůstá melatonin vzrůstá tělesná teplota klesá
RÁNO:
kortizol vzrůstá melatonin klesá tělesná teplota vzrůstá
SUBJEKTIVNÍ NOC SE NEMUSÍ VŽDY SHODOVAT SE SKUTEČNOU NOCÍ
Vnitřní perioda biologických hodin člověka
Průměrná perioda u vidících je 24,18 hod. (Czeisler et al. 1999) Rozmezí je 23,47-24,64 hod. (?) Průměrná perioda u nevidomých je 24,52 hod., rozmezí 24,1324,92 hod. Perioda koreluje s periodou kožních buněk in vitro (Pagani et al. 2010).
Vnější perioda T = 24 hod. Synchronizace: Tau* = 24 hod. Tau > 24 hod.: NUTNÉ DENNÍ PŘEDBĚHNUTÍ Tau < 24 hod.: NUTNÉ DENNÍ ZPOŽDĚNÍ
SYNCHRONIZACE SVĚTLEM
Světlo zvečera a v první polovině noci zpožďuje fázi rytmů
Světlo ve druhé polovině noci a zrána způsobuje předběhnutí fáze rytmů
Světlo během subjektivního dne nemění fázi rytmů
HODINOVÉ GENY SAVCŮ Clock BMal 1 (Mop 3), BMal 2 Per 1, Per 2 (Period) Cry 1, Cry 2 (Cryptochrome) Rev – Erb α, Rora CK1 Є CK1 δ (kasein kinase) Transkripčně-translační zpětnovazebné smyčky GENY KONTROLOVANÉ HODINAMI
Jsou hodinové geny zodpovědné za CHRONOTYPY? Skřivánci versus sovy?
Ptacek vs Ptáček-FASPS Nature Medicine, 1999,Cell 2007
Začátek spánku:K 23:10,F 19:25 Konec spánku: K 07:44, F 04:18 První 3,4NREM:K23:55, F 20:14 První REM: K 00:55, F 21:16 Začátek melat.: K 21:21,F 17:31 Teplotní min. : K 03:35, F23:22 VINÍK: MUTACE NA PER2. JEN JEDEN VINÍK?
Homeostatické řízení spánku
Cirkadiánní hodiny konsolidují dobu bdělosti. V závislosti na době po probuzení narůstá homeostatický tlak na spánek; večer je nejvyšší. Měřítkem tlaku je NREM 3 a 4; v prvním cyklu bývá nejvyšší. Během noci s prodlužující se dobou spánku klesá NREM 3 a 4; narůstá REM, nejvíce po teplotním minimu.
Spánek je řízen komplementárně cirkadiánními hodinami a homeostatickým tlakem na spánek
Homeostatický tlak na spánek u R a V chronotypů(Schmidt et al.2009,2012 R vs V: 3-4-hod. rozdíl v usínání, polovině spánku a melatoninu Večer 10,5 hod. po probuzení: R delší reakční psychomotorický čas než V; FMR vykazuje vyšší aktivitu u V než u R v suprachiasmatické oblasti hypothalamu a dále v locus coeurelus, sídle bdělosti U R je vyšší NREM 3 a 4 (míra homeostatického tlaku) než u V R a V jsou dány rozdíly cirkadiánními i v homeostatickém tlaku
Délka spánku ve střední Evropě (K.V.Allebrandt, 2010)
Vykazuje Gaussovo rozložení; vrchol 8 hod., rozmezí 6-10 hod. Závisí na věku, gendru, historicky i roční době Je určena převážně homeostatickým tlakem Existuje korelace mezi variantami genu Clock a délkou spánku (a jiné možnosti?) Nedostatek spánku může vést k obezitě
Vliv světla na spánek
Vliv světla na cirkadiánní systém: na nastavování hodin na odpověď na roční dobu na pokles melatoninu v noci
Vidění vs synchronizace Vidění: fotoreceptory tyčinky a čípky v retině; fotopigment rodopsin; optické nervy; zraková kůra Synchronizace: gangliové buňky v retině; fotopigment melanopsin; RHT, GHT; SCN, další místa v mozku?
ÚČAST SVĚTLOČIVÝCH BUNĚK NA SYNCHRONIZACI SAVCŮ
Nevidomí jedinci či myši bez tyčinek a čípků jsou synchronizovatelní osvětlením I myši bez gangliových buněk s melanopsinem jsou synchronizovatelné osvětlením Pouze vyřazení tyčinek, čípků a gangliových buněk s melanopsinem potlačí synchronizaci
Vliv světla o různých vlnových délkách na časový systém -Gangliové buňky s melanopsinem jsou nejcitlivější v oblasti modrého světla -Na počátku noci modré i zelené světlo potlačuje tvorbu melatoninu -Při delším osvětlení v noci je časový systém již výrazně citlivý jen na světlo modré
Vliv modrého světla na organismus (C. Cajochen et al.,2011)
Modré světlo večer snižuje ospalost, zvyšuje pozornost, psychickou výkonnost, schopnost učit se, paměť 5-hodinové sezení večer před obrazovkou počítače vybavenou LED potlačuje večerní nárůst v ospalosti a melatoninu Pozornost vs schopnost usnout
Narušení a desynchronizace časového systému Vyřazení nebo mutace hodinového genu Stálé světlo Časté přelety přes časová pásma Směnný provoz Stárnutí Poruchy spánku
Důsledky narušení a desynchronizace časového systému Zvýšené riziko: spánkových poruch metabolických poruch psychických poruch nádorových a kardiovaskulárních onemocnění oslabení imunitního systému
Předpoklad dobrého zdraví a dobré nálady
Udržovat pravidelnou životosprávu Vykonávat činnosti v době, kdy je na ně organismus připraven Být zesynchronizován se svým partnerem či partnerkou
Předpoklad dobrého spánku, výkonu a nálady
Jasné světlo během dne, zvláště ráno Ztlumené světlo před pravidelným usínáním. Ne jasné obrazovky! Světlo o slabé intenzitě při probuzení v noci Vyhýbání se modrému světlu v hodinách před spaním
Rada dona Quijota Sancho Panzovi
„Tvůj spánek budiž umírněný, neboť kdo nevstává se sluncem, neužije dobře dne; a pamatuj si, Sancho, že píle jest matka zdaru ….“ OTÁZKA: věděl již don Quijote, že většina lidí potřebuje ranní osvětlení k synchronizaci svého časového systému s vnějším dnem?
Nejednoznačnost rady: vyspal se lépe don Quijote nebo Sancho?
„Don Quijote hověl přirozenosti, spal první spánek, ale druhému spánku se již neoddal, jsa pravý opak Sancha Panzy, který nemíval nikdy druhého spánku, protože u něho trval spánek první od večera do rána, což svědčilo o jeho dobrém tělesném složení a o tom, že nemíval velkých starostí.“
Další předpoklad dobrého spánku Nemějte
starosti !!!
