Сон: как работает, для чего нужен организму

Сон является неотъемлемой частью жизни. Он нужен для отдыха и восстановления сил организма. Однако не каждый человек знает, для чего он необходим, как работает, какова его структура, дополнительные функции.

Почему сон — это так важно и зачем он нужен?

Сну отводится особое место среди правил здорового образа жизни, поскольку он является важным инструментом восстановления организма, без которого человек не сможет прожить более 1-2-х недель.

Недостаток или отсутствие сна может приводить к различным проблемам со здоровьем и повышать риски развития многих заболевания:

• ухудшение общего самочувствия и состояния;
• снижение когнитивных способностей – ухудшение памяти;
• развитие хронической усталости;
• снижение активности;
• изменение внешности.

Также дефицит ночного отдыха может значительно повышать риски возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, психосоматических расстройств или вызывать проблемы с избыточной массой тела.

Как работает сон

Считается, что сон в жизни человек занимает около 1/3 всей его жизни. Благодаря проведенным исследованиям головного мозга ученые пришли к выводу, что основными инструментами управления сна являются циркадные ритмы и гомеостаз.

При этом оба фактора обуславливаются генетическими особенностями каждого человека.

Суточная цикличность

Цикличность суток участвует в биоритмах человеках или режимах сна-бодрствования. Данные процессы происходят в результате накопления особых веществ в спинномозговой жидкости.

Наиболее известным веществом является аденозин, которое накапливается на протяжении всего цикла бодрствования. Во время сна его уровень резко уменьшается.

Для обеспечения организма достаточным количеством энергии, которая тратиться в течение всего дня, необходим АТФ (аденозинтрифосфат).

При избыточном накоплении аденозина в организме происходят биологические процессы, которые заставляют многие системы погружаться в сон, отчего человек засыпает.

Циркадный ритм

Как работает сон и для чего он нужен постоянно изучается исследователями всего мира. Циркадный ритм является встроенными внутренними биологическими часами человека. Он представляет собой небольшую область, расположенную в гипоталамусе (в левом и правом полушарии).

В данной области расположено около 20 тыс. нервных клеток (нейронов), которые передают сигналы в различные системы организма. При этом у каждого нейрона свои собственные биологические ритмы, которые равняются 24 ч.

Циркадные ритмы работают в соответствии с окружающей средой и синхронизируются на основе темноты и света. Однако могут работать и самостоятельно без какой-либо согласованности с окружающей обстановкой.

Однако такое длительное расхождение может привести к сбоям в ритмах и вызвать некоторые проблемы.

Считается, что около 20% всех людей имеют генетические особенности, которые позволяют им быть, так называемыми, жаворонками или совами. Данные состояния не являются нарушением и при изменении циркадных ритмов могут негативно сказаться на состоянии человека.

Структура сна

Сон имеет структуру и подразделяется на 2 типа, включающих в себя в общей сложности 5 фаз.

Медленный сон

Медленный сон состоит из 4-х фаз. Каждая из таких фаз представляет собой погружение в сон и непосредственно сам процесс ночного отдыха.

Структура медленного сна:

1. 1-я фаза – погружение, переход или пограничное состояние. На данном этапе случаются ночные подергивания или судороги. Механизм имеет несколько теория происхождения – заключительная проверка спящего, запутанность мозга (сравнение со смертью) и инстинкты, передавшиеся от предков, которые спали на деревьях.
2. 2-я фаза – полный сон с расслаблением всех мышц и отключением сознания.
3. 3-я и 4-я фазы – отсутствие связи с внешним миром и реакций на стимуляцию спящего. При этом все системы работают в расслабленном режиме. Именно на данных этапах возможен лунатизм, кошмарные сновидения разговоры во сне.

В более редких случаях некоторые фазы могут пропускаться в зависимости от генетических особенностей человека.

Быстрый сон

Как работает сон и для чего он нужен, ежедневно рассказывают специалисты, которые занимаются его изучением в специальных институтах.

Быстрый сон представляет собой отдых, при котором происходит быстрое движение глаз под закрытыми веками. При этом процесс сопровождается повышенной активностью мозга, более высокой в сравнении с бодрствованием.

Фаза быстрого сна характеризуется яркими и запоминающимися снами. В этом время мышцы всего тела расслаблены максимально, что не дает возможности отыгрывать сновидения в реальном мире.

Все 5 фаз являются одним циклом полноценного сна, длительность которого варьируется от 100 до 120 мин.

Что происходит в организме во время сна

У сна множество различных и полезных функций.

Помимо общего расслабления, он может оказывать следующее воздействие:

• поддержание здоровья человека;
• обновление и восстановление нервных клеток;
• устранение токсических веществ, оказывающих влияние на нервную систему;
• восстановление функций головного мозга;
• ускорение регенерации поврежденных тканей – ран, травм и других повреждений;
• укрепление иммунитета;
• восстановление общего тонуса организма.

При плохом, беспокойном или часто прерывающемся сне нарушаются некоторые функции. Это сказывается на психологическом, физическом и эмоциональном состоянии человека.

При этом отмечается снижение выработки некоторых гормонов (например, гормона роста у детей), что может привести к задержке развития.

Сколько нужно спать в день, зависимо от возраста, в какое время

Согласно принятым стандартам длительность сна взрослого человека должна составлять 8 ч. Однако данные показателя являются обобщенными, поскольку многое зависит от физиологических особенностей человека и наличия быстрых и медленных фаз сна.

При этом также учитывается возраст и генетические отличия. Таким образом, людям с мутациями в генах DEC2 и ABCC9 может понадобиться всего несколько часов для отдыха без каких-либо последствий для организма.

Возраст	Рекомендуемая длительность сна	Недопустимые нормы
Новорожденные до 3-х месяцев	От 14 до 17 ч	Меньше 11 и больше 19 ч
Дети от 4-х до 11 месяцев	12-15 ч	Менее 10 и более 18 ч
Дети от 1-го до 2-х лет	11-14 ч	Меньше 9 и больше 16 ч
Дети 3-5 лет	От 10 до 13 ч	Меньше 8 и больше 14 ч
Дети от 6 до 13 лет	9-11 ч	Меньше 7 и больше 12 ч
Подростковый возраст от 14 до 17 лет	От 8 до 10 ч	Менее 7 и более 11 ч
От 18 до 25 лет	7-9 ч	Меньше 6 и больше 10 ч
26-64 года	От 7 до 9 ч	Меньше 6 и больше 10 ч
Старше 65 лет	7-8 ч	Меньше 5 и больше 9 ч

Нейроанатомия сна

Для чего человеку нужен сон и как именно он работает получится понять, если сначала изучить нейроанатомию данного процесса. В гипоталамусе располагается целая сеть нейронных связей, которые отвечают за продолжительность сна и его наличия как такового.

За медленный сон отвечают следующие структуры:

• гипоталамус (передние области органа);
• неспецифические ядра таламуса;
• ядра, отвечающие за выработку серотонина (ядро шва);
• тормозная область Моруцци.

За быструю фазу сна отвечают следующие области:

• голубое пятно;
• вестибулярные ядра, расположенные в районе продолговатого мозга;
• центры, которые отвечают за быстрое движение глаз;
• верхние отделы (двухолмие), расположенное в области среднего мозга.

Цикл ночного отдыха регулируется голубым пятном и некоторыми участками коры обоих полушарий.

Что влияет на сон?

Существует множество различных факторов, которые оказывают влияние на сон – качество, продолжительность, фазы.

Возрастные изменения сна

С возрастом качество сна ухудшается, а его продолжительность сокращается. Если в середине жизни, человеку необходимо 7-8 ч ночного отдыха, то людям старше 65-70 лет достаточно 5-6 ч.

Такой ритм не требует лечения и не считается патологией. В дневное время повышается количество коротких снов, в ночное время длительность сокращается.

Поскольку двигательная активность в дневное время у пожилых людей снижена, время для отдыха и накопления энергии требуется меньше.

При этом на продолжительность сна также может сокращаться при различных заболеваниях или злоупотребление седативными препаратами, которые могут при длительном использовании приводить к обратному эффекту.

Психоэмоциональные нарушения, которые часто встречаются у пожилых людей, также могут привести к сокращению периода ночного отдыха.

Искусственное освещение

Искусственное освещение и свет от бытовых приборов (телевизора, монитора компьютера, торшеров) могут оказывать влияние на цикадные ритмы, которые синхронизируются с окружающей средой посредством света и темноты.

Ультрафиолетовые волны синего цвета необходимы для повышения настроения, активности и улучшения когнитивных способностей.

С наступлением темноты шишковидная железа начинает активно вырабатывать метелатонин, который указывает, что пришла пора сна. Синие волны, исходящие от искусственного света, блокируют выработку данного вещества, что приводит к нарушению нормальных ритмов.

Полностью исключить такие важные предметы обихода невозможно, поэтому были разработаны специальные очки, позволяющие блокировать синие волны.

Также для компьютеров или других гаджетов выпускается специальное программное обеспечение, позволяющее в вечернее время блокировать действие синих световых волн.

Гигиена сна

Как работает сон и для чего он нужен рассказывают ученые, у которых разное видение и понятие процесса. Кроме основных понятий полезно знать, как сделать его правильным и полезным. Под гигиеной сна подразумевается управление различными факторами, которые оказывают воздействие на длительность и качество сна.

К данным факторам относится:

• Внешние обстоятельства и приоритеты. Многие люди становятся заложниками внешних обстоятельств таких, как просмотр фильмов в ночное время, переписка в социальных сетях, уход за ребенком. Все это приводит к нарушению ритмов сна-бодрствования.
• График. Рекомендуется ложиться и вставить в одно и то же время.
• Свет. В комнате, где спит человек, должно быть полное отсутствие света. Для этого лучше всего использовать плотные темные шторы или специальные маски для сна.
• Звук. Спальня должна быть звукоизолированной, чтобы не допускать наличие посторонних звуков. В ином случае рекомендуется использовать беруши.
• Температура. Оптимальной и комфортной для сна температурой является 18-22 ⁰C.
• Прием пищи. Не рекомендуется ложиться спать на полный или голодный желудок. Последний прием пищи должен быть за 2-3 ч до сна. Позднее чем за 3-5 ч до отхода ко сну запрещается употреблять кофе и другие энергические напитки.
• Расслабление. Теплые ванны с морской солью или эфирными маслами являются отличным средством расслабления и помогают быстрее уснуть.
• Постель. Правильное положение тела и удобные постельные принадлежности помогут быстрее расслабиться и погрузиться в сон.

Соблюдение этих рекомендаций позволит сделать сон более комфортным, поможет человеку выспаться и восстановиться после трудного или тяжелого рабочего дня.

Влияние сна на жизнедеятельность

Качество и длительность ночного отдыха оказывает влияние на повседневную жизнь человека.

Отсыпание в выходные дни

Проведенные шведскими учеными исследования, установили, что риски развития летального исхода одинаковы у тех, кто спал в течение недели 7-8 ч и тех, кто отсыпался на выходных.

Однако у людей, которые спали менее 5 ч в сутки, наблюдались признаки повышенного давления и холестерина. При этом у таких пациентов значительно возрастали риски возникновения бессонницы.

Небольшая длительность ночного отдыха в рабочие часы недели также приводила к возрастанию рисков следующих нарушений:

• головные боли;
• хроническая усталость;
• избыточная масса тела;
• сердечно-сосудистые заболевания;
• инсульты;
• инфаркты.

Сбои в циклах сна приводят к возрастанию концентрации гормона голода (грелина) и уменьшению уровня лептина, что, в свою очередь, вызывает аппетит. Данные исследования проводились как на животных, так и на людях.

Депривация сна

Депривация означает потерю, лишение или сокращение сна. Полное отсутствие сна является тяжелым состоянием, которое сопровождается потерей ясности сознания с периодическим его помутнением и проваливанием в сон.

Такое состояние значительно повышает риски развития сахарного диабета, приводит к сбоям в артериальном давлении и вызывает другие симптомы, схожие с паранойей и психозами.

В конечном итоге продолжительное отсутствие сна может привести к смерти.

Производительность труда

Как работает сон и для чего он нужен, должен знать каждый человек, что позволит эффективно и с пользой для себя его использовать. Проведенные исследования подтвердили взаимосвязь между продолжительностью сна и производительностью труда. Постоянный недосыпания приводят к когнитивным расстройствам и имеют накопительный эффект.

При регулярном нормальном цикле сна-бодрствования производительность труда сохраняется на одинаковом уровне.

Проведенные исследования показали, что воспроизведение звуковых сигналов определенной тональности и интенсивности на протяжении нескольких секунд, также приводили к нарушению циклов сна. При этом эксперимент проводился как при частичном засыпании подопытного, так и при полном погружении в сновидение. Все изменения фиксировались с помощью ЭЭГ.

Результаты отображались на мониторе в виде изменений активности головного мозга.

Какие бывают патологии сна и как с ними бороться

Существует несколько нарушений, связанных с качеством и продолжительностью сна:

• Диссомнии – расстройства сна, включая бессонницу. Причинами развития такого состояния могут служить различные невротические и психосоматические заболевания, психозы или органические поражения головного мозга.
• Ночное апноэ – нарушение дыхания во сне (остановка с последующим возобновлением).
• Гиперсомнии – нарушения сна, характеризующиеся непреодолимым желанием уснуть. Возникают такие состояния при летаргическом сне или нарколепсии.
• Парасомнии – активные проявления человека во время сна. К таким нарушениям относятся: лунатизм, кошмарные сновидения, скрежетание зубами, приступы эпилепсии.
• Сонный паралич – отсутствие двигательной способности до момента засыпания или после пробуждения.

Как правило, данные нарушения могут возникать в результате различных заболеваний, в том числе психических. Лечение патологий проводится комплексно с применением лекарственных препаратов (антидепрессантов, антипсихотиков, седативных) в зависимости от природы происхождения того или иного расстройства.

Также необходима обязательная консультация и лечение у психотерапевта.

При органическом поражении головного мозга назначается соответствующая комплексная терапия.

Сон нужен человеку для полноценного отдыха и восстановления организма, поэтому он необходим каждому человеку. Чтобы сделать его более комфортным и полезным, следует изучить то, как он работает и что именно необходимо делать, чтобы он приносил максимальную пользу.

Видео о сне

Про природу сна: