Отличается ли спящий человек от бодрствующего? Конечно, ответит даже ребенок. Если человек бодрствует, он может думать, слышать, видеть, воспринимать и анализировать информацию, чувствовать вкусы и запахи, проявлять определенную реакцию на раздражители. Если человек спит, он практически не подвижен. И, кажется, что все органы и системы прекращают свою деятельность, и отдыхают столько, сколько пребывает во сне человек. Так ли это на самом деле? Что же происходит, пока мы спим, с телом, органами и системами организма?
Тело во время сна
Вряд ли для кого-то станет новостью тот факт, что наиболее распространенным положением тела во время сна является положение лежа. Почему не сидя, не стоя, ни на коленях? Дело в том, что для полной релаксации телу требуется такое же положение, как стоя, но с тем условием, чтобы мышцы пребывали в расслабленном состоянии. Стоять в расслабленном состоянии невозможно, поскольку при отсутствии поддержки шеи и нижней части спины, человек попросту падает. Положение лежа максимально отвечает всем необходимым требованиям.
Понятно и очевидно, что люди могут спать и в других позах. Но полноценно ли при этом протекает сон? Человек, уснувший сидя, например, в общественном транспорте, не может обеспечить мышцам шеи и спины поддержку, которая позволила бы им достичь максимально расслабленного состояния. Человек спит, шея и спина пытаются избавиться от напряжения, но этому активно препятствует отсутствие опоры. В результате, ткани, связывающая позвонки, растягиваются, а суставы, которые обеспечивают подвижность позвоночника, сжимаются. Не удивительно, что после такого сна люди испытают трудности с движениями и боли в области нижней части спины и шейно-воротниковой зоны.
Примечательно, что люди, спящие сидя и даже стоя, по мере углубления сна начинают «ронять» голову. Мышцы тяготеют к полному расслаблению, а тело подсознательно стремится занять нужное для полноценного отдыха положение. Свидетельством того, что мышцы во время сна пребывают в состоянии полного релакса, является эксперимент, который может провести каждый: поднимите руку спящего, а затем отпустите. Рука безвольно упадет!
Однако, мнение о том, что во время сна отдыхают абсолютно все мышцы тела ошибочно. Мышцы век и вокруг глаз вынуждены оставаться напряженными, поскольку в часы, пока расслаблено все тело им приходится отвечать за то, чтобы глаза оставались закрытыми.
А насколько отличается деятельность внутренних органов и систем спящего?
Организм во время сна
Кровь, приводимая в движение сердцем, продолжает циркулировать, однако скорость кровообращения и сердечные ритмы спящего человека понижены. Замедляется и становится менее глубоким дыхание. В замедленном режиме функционируют почки и печень, снижается на один градус температура тела. А вот желудок продолжает работать в обычном режиме.
Интересные открытия были сделаны учеными, которые изучали органы чувств спящих людей. Резкие звуки независимо от природы их возникновения, выводят человека из состояния сна. Видимо, именно способность пробуждаться от звука была учтена при разработке будильников! Иначе выглядит реакция спящего на запахи. Ни резкий запах пиридина, ни приятных запах мяты, которые применялись учеными университета Браун (США) не могли пробудить принимавших участие в эксперименте людей. Американцы заметили, что человек реагирует на запахи только в фазе быстрого сна, а по мере перехода сна в фазу медленного, чувствительность к запахам, даже самым резким, ослабевает и вовсе исходит на нет. Учитывая, что быстрый сон занимает лишь 25% в структуре сна, менее удивительным становится факт, что многие люди во сне гибнут от удушья продуктами горения.
Во время сна не ослабевает чувствительность человека к изменению температурного режима. Если человек раскрылся во вне, при снижении температуры до 26 градусов и ниже он проснется. То же происходит при температуре свыше 37 градусов!
Движения во сне
Интересно, а почему заняв, казалось бы, максимально удобное положение, укладываясь в постель, мы несколько раз за ночь переворачиваемся то с боку на бок, то с живота на спину, то поджимая, то вытягивая ноги!? Ученые определили, что движения во сне могут возникать как ответная реакция на раздражители, либо являться следствием особенностей функционирования организма. Так, например, человек начинает ворочаться во сне, в случае, если появляются некие отклонения от оптимальных для индивида условий сна. Шум, внезапные вспышки света, изменение температуры воздуха в помещении, движения спящего рядом супруга или ребенка - все это заставляет нас шевелиться. Доказано, что 70% всех движений, совершаемым человеком во сне, пагубно сказываются на интенсивности сна. Они препятствуют переходу организма в стадию глубокого сна. Иначе говоря, чем больше движений совершает человек во сне, тем меньше шансов полноценно выспаться.
А можно ли вообще спать неподвижно, если движения так негативно сказываются на качестве нашего сна? Как ни парадоксально, вовсе не менять положения тела во время сна тоже не получится. Из-за земного притяжения, участки нашего тела, контактирующие с поверхностью, на которой мы спим, испытывают давление. Продолжительное давление на кожу нарушает нормальное кровоснабжение отдельных участков тела и вызывает их повреждение. Чтобы разгрузить участки от давления, мы периодически переворачиваемся во сне, делая это на подсознательном уровне! Замечено, что человек, спящий на жесткой поверхности, совершает на 46% больше таких движений, чем тот который спит на подпружиненной кровати или диване. А значит, справедливо сделать вывод, что комфортность поверхности оказывает непосредственное влияние на качество сна.
Мозг во время сна
Ученые проводили многочисленные эксперименты, чтобы разгадать, чем же занимается мозг во время сна. Большинство результатов, полученных в результате наблюдений, свидетельствуют о том, что мозг продолжает функционировать, однако меняется характер его деятельности. Во время сна клетки мозга отключаются от периферических раздражений и начинают заниматься классификацией и упорядочением информации, полученной в период бодрствования. Новая информация перерабатывается, сортируется, сопоставляется с той, которая образована опытом прошлого, и направляется в нужную ячейку на длительное хранение. Регулярное отсутствие полноценного ночного отдыха, не позволяет мозгу своевременно высвобождать ресурсы для обработки и «упорядоченной записи» полученных данных, что негативно сказывается на состоянии памяти человека.
«Утро вечера мудренее», - говорит народная мудрость. И научные эксперименты не стремятся ее опротестовать. В 2004 году ученые из Любекского университета (Германия) набрали группу добровольцев и научили их решать определенный тип математических задач. Участникам эксперимента было предложено решить 100 аналогичных задач. При этом, о существовании более рационального способа решения заявлено не было. После первого сеанса, одной половине группы был предоставлен 12-часовой сон, остальные подопытные бодрствовали. Во время второго сеанса 59% первой группы продемонстрировали простой метод решения задачи, количество людей, нашедших легкий алгоритм, в группе бодрствующих, было значительно меньше (23%). Опыт позволил сделать вывод, что во время сна мозг в состоянии найти такой вариант решения проблемы, о существовании которого бодрствующий человек зачастую даже не подозревает.
Все мы знаем, что во время сна мы находимся в неподвижном расслабленном состоянии. Но мы также знаем, что за ночь мы не раз меняем позу и множество раз совершаем какие-либо движения: вздрагиваем, подергиваемся, кое-кто даже говорит во сне.
Взаимоотношения процесса сна и мышечной активности намного сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Не зря в патофизиологии сна есть целый кластер заболеваний, связанных с ненормальной мышечной активностью во время сна, от синдрома беспокойных ног до сомнамбулизма, которые до сих пор с поддаются, если вообще поддаются, лечению.
Засыпание
Итак, когда мы отходим ко сну, наши мышцы постепенно расслабляются. Но в отличие от быстрого сна, когда мышцы расслабляются «принудительно», благодаря активному торможению ретикуло-спинальной нисходящей системы, в медленном сне мышцы расслабляются из-за постепенного снижения тонической активности антигравитационной мускулатуры (той, которая отвечает за положение нашего тела в пространстве, за позу другими словами) .
При засыпании, где-то на самой границе между бодрствованием и сном, когда наше сознание уже начинает отключаться, мы часто испытываем внезапное резкое вздрагивание, которое нас вновь пробуждает. Это явление называется гипнической миоклонией или гипническим подергиванием .
В Средневековье такое вздрагивание во время засыпания называли «прикосновением дьявола ». Механизм этого явления и его биологический смысл не совсем ясны до сих пор. Наиболее вероятной причиной может быть конфликт двух подсистем нервной системы - тонуса мышц и полного расслабления.
Когда мышцы тела расслабляются, и поток нервной импульсации, несущей к мозгу информацию о положении тела в пространстве, резко сокращается, часто случается так, что мозг неправильно трактует такое внезапное прекращение сигнализации из мышц.
Он воспринимает это как падение и посылает к мышцам мощный импульс, чтобы проверить все ли в порядке. В результате происходит довольно сильное мышечное сокращение. То есть вздрагивание - это попытка мозга разбудить человека и предупредить его об опасности либо просто проверить правильность функционирования всех систем.
Вполне возможно, что наши ощущения полетов или падения с высоты, часто имеющих место в наших сновидениях, имеют похожий механизм. При расслабленных мышцах и одновременном возбуждении моторной коры, возникающих вследствие виртуальных движений, совершаемых в сновидениях, это, наверное, единственный способ для мозга разрешить конфликт мышечной и нервной систем, ведь в таких полетах и падениях мы двигаемся, не совершая движений!
Быстрый сон
На рисунке 1 представлены три основных состояний мозга: бодрствование, медленный и быстрый сон. Главным различием между состоянием быстрого сна и бодрствования является мышечная атония. Забегая вперед, скажу, что это своего рода защитный механизм: мозг защищает тело от, как это ни странно, сновидений.
Ведь видя сон, мы участвуем в нем, мы совершаем во сне какие-то виртуальные действия: ходим, плаваем, двигаемся…. Все эти «движения» активируют в мозге те же области, как если бы мы их совершали в реальности при бодрствовании. То есть мозг дает команду мышцам двигаться, однако благодаря принудительному торможению двигательной активности, движений не происходит.
Если бы не атония мышц, мы бы совершали эти действия на самом деле, разыгрывали бы сцены из сна наяву, что, кстати, и происходит при поведенческих нарушениях в фазе быстрого сна (REM sleep behavior disorder, сокращенно RBD) .
Рис.1. Характерное положение тела при трех различных состояниях мозга у кошек и схематическое изображение механизма каждого из трех состояний: А - бодрствование; В - медленный сон; С - быстрый сон. Обозначения: locus coeruleus - голубое пятно; raphe system -ядра шва. Источник : адоптировано из Michel Jouvet, Scientific American, 1967.
В 1960х годах Мишель Жуве (1925) , один из столпов сомнологии экспериментально показал, что будет, если убрать эту защитную систему. Кошки с поврежденным участком мозга, ответственным за мышечную атонию (подголубое пятно) , во время быстрого сна воочию исполняли все то, что им снилось: бегали за невидимой мышью, ощетинивались при виде незримой собаки, ели невидимую еду и т.д. И, естественно, не ориентируясь в пространстве (ведь кошки находились в состоянии сна с закрытыми глазами) , они натыкались на предметы и могли себя серьезно поранить.
В норме в фазе быстрого сна благодаря ингибиторной активности орексина (гипокретина) гипоталамуса, норадренергического голубого пятна, серотонинергических ядер шва происходит активация глутаматергических нейронов моста (вентрального сублатеродорсального ядра у грызунов, подголубого пятна у человека) (рис.2) .
Рис.2. Схема расположения нейронов и их связей, ответственных за мышечную атонию. Обозначения: LC - голубое пятно. Источник: McGregor & Siegel , Nature Neurosci , 2010.
Далее возбуждающие глутаматергические влияния вентрального сублатеродорсального ядра (или подголубого пятна) через свои проекции в продолговатый мозг активируют глицин- и ГАМКергические тормозные нейроны вентромедиальной медуллы (магноцеллюлярного ядра у кошек, гигантоклеточного ядра у человека) , которые в свою очередь угнетают мотонейроны спинного мозга, гиперполяризируя их.
Из-за гиперполяризации мотонейронов выделение ацетилхолина, необходимого для сокращения мышц, прекращается, что и обусловливает мышечный паралич во время быстрого сна. Этот механизм (рис.3) в последнее время ставится под сомнение и рассматривается только как часть более сложного процесса (Brooks, Peever, 2012) . Его раскрытие, возможно, — дело ближайшего будущего.
Рис.3. Схематическое изображение структур головного мозга, участвующих в запуске и поддержании быстрого сна, а также в развитии мышечной атонии (выделено красным). Обозначения: cortex - моторная кора, CAN - центральное ядро амигдалы, PAG - околоводопроводное серое вещество, LC - голубое пятно, DR - ядра шва, PPT - педункулопонтийное ядро, LDT - латеродорсальный тегментум, vSLD - вентральное сублатеродорсальное ядро, VMM - вентромедиальная медулла, Glu - глутамат, GABA - ГАМК, 5- HT - серотонин, Ach - ацетилхолин, NA - норадреналин, + возбуждающие влияния, — тормозящие влияния, * соответствующая структура у грызунов.
Однако все мы могли хоть раз в жизни наблюдать как маленькие дети или наши домашние питомцы, находясь в быстрой фазе сна, подергивают конечностями, совершают сосательные или лизательные движения и т.д.
Для нас кажется «очевидным» в такие моменты, что дети или животные видят сны. У взрослых также имеются подергивания конечностей, но выражены они, чаще всего, слабее. Как же так? Ведь мышцы должны быть полностью расслаблены, «парализованы» во время сновидений.
Оказывается, что мышечный паралич затрагивает только тонические мышцы, то есть те, которые отвечают за нашу позу, положение тела в пространстве (антигравитационные мышцы) . Это все крупные скелетные мышцы тела.
Фазические же мышцы - мелкие, находящиеся в конечностях (пальцы рук и ног) и отвечающие за быстрые движения, не затрагиваются и поэтому в быстром сне могут наблюдаться их сокращения. Поэтому можно сказать, что полная атония скелетных мышц в той или иной мере сопровождается короткими фазическими подергиваниями.
На сегодняшний день неизвестны ни биологический смысл этого явления, ни его механизм, ни анатомические структуры, вовлеченные в этот процесс. Недавно группой исследователей из университета Айовы было установлено, что такие мышечные подергивания конечностей - это не столько отражение сновидений, сколько механизм, активизирующий образование нейронных сетей в мозге, способствуя, таким образом, его развитию (Tiriac et al., 2012; 2014) . Вот почему они более развиты у младенцев.
Надо сказать, что мышечная атония в фазу быстрого сна не затрагивает мышцы глазодвигателнього аппарата, внутреннего уха и респираторные мышцы, включая диафрагму. Не все ясно с мышцами лица, иннервируемыми черепно-мозговыми нервами.
Атония во время быстрого сна там тоже присутствует, но механизм ее развития иной. Скорее всего, определяющую роль здесь играет аминергическая система мозга, влияющая на мотонейроны тройничного нерва. Возможно, это отличие и определяет то, что в фазу быстрого сна наше лицо часто отражает характер переживаемого сновидения, особенно если оно эмоционально окрашено: мы улыбаемся или строим гримасы.
Имеются и фазические подергивания мимических мышц в быстром сне, они опосредуются глутаматергическими влияниями парвоцеллюлярного ретикулярного ядра. Очень часто как у животных, так и у человека встречается явление вокализации во время быстрого сна - собаки поскуливают, люди говорят во сне. Это происходит из-за аномального возбуждения той части мозга, которая ответственна за речь у человека или производства звуков у животных и обычно это происходит где-то на границе между медленным и быстрым сном. При этом в фазу быстрого сна речь более отчетливая, а при медленном сне (дельта-сон) - невнятная, что-то вроде бормотания.
Самые известные движения в быстром сне - это быстрые движения глаз (БДГ) , давшие название этой фазе сна - сон с БДГ. Они не похожи на движения глаз при бодрствовании, когда мы что-то рассматриваем. Их характер скорее напоминает движения глаз, когда мы пытаемся запомнить визуальные образы.
От всего периода быстрого сна, непосредственно движения глаз занимают примерно 10%. Любопытно, что у слепых от рождения людей (либо, по некоторым данным, ослепшим до 5 летнего возраста) непосредственно движений глаз в фазу быстрого сна не наблюдается (Berger et al., 1962) , либо эти движения не ярко выражены (Hobson et al., 1988) , хотя таким людям тоже снятся сны, но не в виде визуальных картинок, а в виде запахов, звуков, ощущений.
При повреждениях или фармакологической блокаде вестибулярных ядер продолговатого мозга, исчезают и движения глаз в быстром сне, а с ними и весь комплекс реакций, который им сопутствует: фазические подергивания конечностей, вегетативные реакции и т.д. При этом изолированные движения глаз сохраняются. Вестибулярные ядра только инициируют БДГ, но их окончательное формирование зависит от двухолмия и ретикулярной формации среднего мозга, где расположены ядра глазодвигательных нервов.
Медленный сон
Большинство движений, совершаемых нами за ночь, происходят в медленном сне. Хотя, по сравнению с периодом бодрствования их количество и значительно снижено, однако они все же присутствуют - в виде эпизодических непреднамеренных движений: смена позы, в которой мы спим, переворачивания с боку на бок и другие движения. В среднем здоровый хорошо спящий человек совершает крупные движения от 25 до 30 раз за ночь (рис.4) .
Если же человек болен или плохо спит из-за нервного перевозбуждения, то количество движений может перевалить за сотню. Что заставляет нас двигаться во сне? Ну, во-первых, это какие-то условия, которые нас будят: внезапный шум, движения рядом спящего человека, вспышки света и другие факторы. Во-вторых, длительное давление на те участки тела, на которых мы спим, нарушает их кровоснабжение.
Нам всем знакомо такое чувство, когда какая-то часть нашего тела «затекает». Области с нарушенным таким образом кровообращением посылают в мозг сигнал к тому, чтобы изменить положение тела и восстановить кровоснабжение. Как итог - мы переворачиваемся. Причем все это происходит на подсознательном уровне.
Самое известное заболевание, связанное с нарушением двигательной активности во время медленного сна - снохождение (сомнамбулизм или лунатизм) .
Рис.4. Смена положений тела во время сна. Движения происходят как в фазу медленного сна, так и в короткие периоды бодрствования, которые могут возникать сразу после фазы быстрого сна.
Очень часто сразу после быстрого сна наступает непродолжительный период бодрствования, часто мы даже не помним об этом после окончательного пробуждения утром. В эти промежутки мы также совершаем движения, меняем свою позу. Возможно, в этих коротких пробуждениях заложен эволюционный смысл, когда наши предки не могли спать в блаженной безопасности, как мы - люди современные, и должны были все время быть начеку.
Новые посты проще всего отслеживать по анонсам в наших пабликах
Ранее существовало мнение, что во время сна человек не способен видеть, слышать, ощущать. Все органы его в этот период якобы не работают, душа отделяется от тела. Эзотерика сон сравнивала с маленькой смертью.
Но если понаблюдать за спящим, можно заметить периодические смены положения тела, подергивание конечностей, движение глазных яблок. Некоторые люди могут разговаривать во сне, при этом речь может состоять из несвязных, обрывочных слов, или иметь вид обдуманных, несущих определенную смысловую нагрузку фраз. Биология дает ответы на вопросы: что происходит с человеком во время сна, какие изменения осуществляются в организме.
Сон имеет цикличный характер, каждый период делится на две фазы – быстрого и медленного сна. Обычно за среднюю продолжительность ночного отдыха проходит пять таких отрезков по 100 минут. Три четверти фазы составляет второй вид. Сам по себе он тоже не однороден, подразделяется на четыре стадии. Этот период восполняет энергетические затраты организма.
Важно знать! В фазе быстрого сна происходит переработка информации. В этот период человека сложнее разбудить, хотя он ближе к порогу бодрствования. Постоянное прерывание отдыха именно в этот момент может вызвать тяжелые психические проблемы.
Пробуждение во время медленного сна не несет таких значительных последствий, компенсируется за счет остального периода расслабления.
Характеристика состояния человека во время ночного отдыха
Во время сна человек почти полностью неподвижен. Создается впечатление, что все органы, системы не работают, мышцы и ткани расслаблены и отдыхают, сознание отсутствует.
Но деятельность внутри организма все же присутствует, только происходящие процессы замедлены или протекают по-другому. Некоторые изменения становятся активнее или возникают исключительно в ночное время суток.
Изменения, происходящие в организме
Фазы сна отличаются разностью проявляющихся в организме процессов. По некоторым признакам протекающих в органах и системах изменений можно узнать, что происходит с нами во время сна, какой этап ночного отдыха переживает человек на данный момент.
Резкий звук способен разбудить человека на любой фазе, именно эти данные использовали при создании будильника.
Важно знать! Интересный факт: запахи, даже очень неприятные, ощущаются только во время быстрого сна. Минус этого феномена заключается том, что люди не чувствуют запах горения или газа и могут погибнуть при пожаре, отравиться.
Мозговая активность
Во период сна деятельность головного мозга снижается на 40%, но это не значит, что он отдыхает. Происходит обработка полученных в течение дня знаний, впечатлений.
Во время первой стадии мозговые импульсы выглядят как небольшие волнообразные движения. Вторая добавляет к ним маленькие всплески активности продолжительностью несколько секунд. Третья отличается длительными волнами.
Состояние мышц
Для полноценного сна человеку необходимо принять горизонтальное положение. Это вызвано тем, что мышцы расслабляются, перестают поддерживать тело в вертикальной позе. Происходит регенерация мышечной ткани. Но такое состояние не препятствует многочисленным поворотам в течение ночи.
Кровеносная система
В период сна происходит уменьшение частоты сердечных сокращений, снижение артериального давления. Кровь меньше снабжает головной мозг, больше питает конечности.
Ткани организма восстанавливаются. Лучше выводятся продукты распада, кровяные клетки обновляются.
Работа дыхательных органов
Когда человек спит, все мышцы расслабляются, в том числе и в горле. Если ткани потеряли свой тонус, увеличились аденоиды, возникает храп. Он может осложниться состоянием ночного апноэ. Дыхание на несколько секунд останавливается.
Наступает кислородное голодание мозга, он дает сигнал к сжатию дыхательных путей, открытию трахеи. Это сопровождается громким вздохом и дыхание восстанавливается.
Пищеварение
Неподвижное состояние тела требует минимальное количество калорий. Замедляются процессы пищеварения, ведь вырабатываемой при этом энергии некуда расходоваться.
При позднем приеме пищи она плохо переваривается, в желудке возникает тяжесть. Сон становится беспокойным, могут сниться кошмары. Есть следует не позже, чем за 2 часа до отбоя. Если голод сильный, можно выпить стакан нежирного кефира или ряженки.
Состояние кожи
Во время сна начинают усиленно вырабатываться новые клетки. Происходит восстановление поврежденных, регенерация эпидермиса.
Глубокий, спокойный сон способствует омоложению слоев кожи. Дневной отдых не подходит для этого, регенерация происходит только в ночное время суток.
Поведение глаз
По наличию или отсутствию движения глаз можно дать объяснение, на какой фазе отдыха находится человек. При погружении в дрему они совершают круговые вращения. Опускание в более глубокое состояние отмечается их метанием, дёрганием. Если разбудить спящего в этот момент, он четко будет помнить увиденное сновидение.
Первый раз феномен проявляется через час-полтора от времени засыпания, длится он 5-10 минут. В течение ночи повторяется около 5 раз, ближе к утру протяженность увеличивается. Эти моменты совпадают с наиболее яркими, динамичными снами, и глаза как бы видят сон наяву.
Работа иммунной системы
Во время ночного отдыха начинают больше производиться некоторые белки иммунной системы. Также растет выработка веществ, помогающих справиться с болезнью.
Сон лечит – это выражение можно воспринимать буквально. Он активизирует фактор некроза опухоли, подавляющий раковые клетки.
Особые гормоны сна
Эликсиром жизни, долголетия считают гормон сна мелатонин.
Он очень нужен человеку, попадает в организм несколькими путями:
- продуцируется естественным способом;
- находится в пище;
- выпускается в препаратах.
В эпифизе происходит синтез серотонина, полученного из триптофана, в мелатонин. Для этого процесса обязательно нужен солнечный свет, под его воздействием аминокислота преобразовывается в гормон. Выработка вещества сна на 70 % осуществляется за ночное время. При повышенном освещении его производится меньше, чем при недостаточном.
Начинается его продуцирование около 20 часов. Наибольшая концентрация приходится на период от полуночи до 4 утра. Именно поэтому необходимо прекращать бодрствование до 12 ночи и спать в затемненной комнате в эти часы.
Мелатонин регулирует ритм организма в течение суток. Он помогает быстрому засыпанию и качественному сну. Выполняет и ряд других функций:
- налаживает эндокринную систему;
- осуществляет антиоксидантное действие;
- повышает иммунитет;
- помогает справляться с нервным напряжением;
- нормализует функционирование пищеварительной системы;
- оказывает влияние на клетки головного мозга;
- стабилизирует артериальное давление и работу кровеносной системы;
- тормозит старение.
Внимание! Недостаток этого гормона ведет к ожирению, ранней менопаузе и увеличению риска опухоли молочной железы у женщин, организм начинает быстрее стареть. Он не накапливается, выспаться впрок не получится. Необходимо постоянно соблюдать режим сна и бодрствования.
В естественном виде мелатонин находится во многих продуктах. Выпускают и пищевые добавки, содержащие этот гормон. Применение их необходимо обязательно согласовывать с врачом.
Температурные показатели
Температура тела в вечернее время начинает падать, к утру разница между показателями измерений может достигнуть одного градуса. Это способствует более крепкому, глубокому сну. Организм лучше отдыхает, быстрее восстанавливается. Повышение термических параметров делает сон менее глубоким, человек готов проснуться в любую минуту.
Негативные процессы внутри человека при нарушениях сна
Средняя продолжительность сна взрослого должна составлять 6-8 часов, для ребенка требуется более длительный период. Этого времени достаточно, чтобы организм восстановился. Если постоянно недосыпать, негативные последствия проявятся очень быстро. Даже один день недостаточного отдыха приводит к перееданию. Провоцируется повышенный аппетит, человек может хотеть съесть более калорийные продукты.
Важно знать! Дневная сонливость после плохого отдыха вызывает замедление передачи импульсов, заторможенность реакции плюс снижение концентрации и памяти. При работе, требующей внимания, могут случаться аварийные ситуации.
Доказан факт связи между преждевременным старением и недостаточным, кратким сном. Темные круги, мешки под глазами являются первыми признаками этого процесса. Снижается иммунитет, возрастает риск подхватить простудное заболевание, которое будет протекать длительнее, с осложнениями. Человек становится раздражительным, взрывным. Если же постоянно спать недостаточно, часто просыпаться, могут возникнуть более тяжелые последствия:
- возможно возникновение ожирения;
- повышается вероятность инсульта;
- может развиться сахарный диабет;
- некоторые виды рака могут быть спровоцированы хроническим недосыпанием;
- уменьшается количество мужских половых клеток;
- чаще возникают сердечно-сосудистые заболевания.
Важно знать! Люди, регулярно недосыпающие, рискуют умереть преждевременно. Такие короткие периоды, вызванные определенными обстоятельствами, могут быть оправданы. Хроническое состояние несет большие риски для здоровья, недостаток сна может стоить человеку жизни.
Выводы
С организмом во время сна происходит ряд изменений. Понимание всех процессов необходимо для составления правильного режима дня. Отдых должен быть достаточным по продолжительности, без раздражающих факторов. Обязателен захват периода от 23 часов до 5 утра. В это время сон наиболее полноценный, продуктивный. Позволяет человеку быстрее восстановить силы, встретить следующий день в хорошем настроении, полным сил, отдохнувшим.
Наука
Мы проводим почти одну треть нашей жизни во сне. Но сон - это не пустое времяпровождение, так как в момент, когда мы погружаемся в наше бессознательное, включается множество функций, которые обеспечивают нам оптимальный ночной отдых.
Во сне наше тело восстанавливается и очищается. Плохой сон связан с плохим здоровьем, а те, кто ночью спит меньше шести часов, имеют меньшую продолжительность жизни, чем те, кто спит дольше. Таким образом, сон имеет глубокое воздействие на наше умственное, эмоциональное и физическое благополучие.
Мозг
Кажется, что сон это довольно пассивное состояние, и несмотря на то, что активность в коре головного мозга падает почти на 40 процентов, когда мы находимся в первой фазе сна, мозг остается очень активным на последних стадиях сна.
Типичный ночной сон состоит из пяти разных циклов сна , каждый из которых длиться около 90 минут. Первые четыре стадии каждого цикла считаются спокойным сном или фазой сна с небыстрым движением глаз. Последняя стадия отличается сном с быстрым движением глаз.
Во время первой стадии сна, мозговые волны представляют собой небольшие волнообразные движения. Во время второй стадии, они перемежаются с электрическими сигналами называющимися "веретенами"- небольшими всплесками активности, которые длятся несколько секунд и которые держат нас в состоянии тихой готовности.
В то время, как вторая стадия перетекает в третью, мозговые волны продолжают углубляться в большие медленные волны. Чем больше и медленнее мозговая волна, тем глубже сон . Четвертая стадия наступает, когда 50 процентов волн становятся медленными.
В это время, 40 процентов обычного кровотока к мозгу направляется к мышцам, для того, чтобы восстановить энергию. Однако, во время фазы быстрого сна, которая следует за этой стадией, наблюдается высокий уровень активности мозга. Эта стадия связана со снами и ее вызывает Варолиев мост - часть ствола головного мозга, которая передает импульсы от спинного мозга к головному мозгу и близлежащие структуры.
Варолиев мост посылает сигналы в таламус и в кору головного мозга, которые ответственны за мыслительный процесс. Он также посылает сигналы отключить двигательные нейроны в спинном мозг, вызывая временный паралич и предотвращая движения во сне .
Фаза быстрого сна помогает объединить память и эмоции и в этот момент резко повышается кровоток в нескольких областях мозга, связанных с памятью и эмоциональным опытом, в то время как в таких областях мозга, как рассуждения и язык, кровоток уменьшается.
Глаза
Несмотря на то, что глаза прикрыты веками, их движения означают разные стадии сна. Когда мы впервые погружаемся в полусознательное состояние, глаза совершают круговые движения. Но когда мы оказываемся в более глубоком сне, начинаются быстрые движения глаз, когда глаза дергаются и метаются.
Фаза быстрого сна наступает примерно через 1,5 часа после засыпания и вновь возникает каждые 90 минут в течение ночи. Она означает время, когда мы видим сны.
Несмотря на то, что активность мозга на этом этапе высока, мышцы тела расслаблены практически до состояния паралича .
Гормоны
Во время бодрствования, организм сжигает кислород и пищу для того, чтобы обеспечить себя энергией. Такое состояние называется катаболическим, во время которого энергии расходуется больше, чем сохраняется, используя ресурсы организма. Во время этой стадии главенствует работа стимулирующих гормонов, таких как адреналин и естественные кортикостероиды.
Однако, когда мы спим, то оказываемся в анаболическом состоянии, когда преобладает сохранение, восстановление и рост. Уровни адреналина и кортикостероидов падает, и организм начинает вырабатывать гормон роста человека .
Белковый гормон роста человека способствует росту, поддержанию и восстановлению мышц и костей, содействуя использованию аминокислот - важных строительных блоков белков. Каждая ткань в нашем теле обновляется гораздо быстрее во время сна , чем в любое другое время бодрствования.
Мелатонин - другой гормон, который вырабатывается, чтобы помочь нам уснуть, выделяется шишковидной железой, находящейся глубоко в мозге и помогает контролировать ритмы тела и циклы сна и бодрствования.
Уровень мелатонина растет по мере того как температура тела падает, чтобы вызывать состояние сонливости. Прямо противоположный процесс происходит, когда мы просыпаемся.
Половые гормоны тестостерон и гормоны плодовитости, фолликулостимулирующий и лютеинизирующий гормоны выделяются большей частью именно во время сна.
Иммунная система
Исследования показывают, что при инфекционных болезнях сон помогает быстрее восстановиться. Возможно, это происходит из-за повышенной секреции некоторых белков иммунной системы во время сна, так как уровень определенных веществ, борющихся с болезнью, растет во время сна и падает, когда мы бодрствуем.
Крепкий сон также помогает сопротивляться инфекциям , а некоторые исследования показали, что умеренная потеря сна уменьшает уровень лейкоцитов, которые составляют часть защитной системы организма.
Фактор некроза опухоли - убийца рака , который течет в наших жилах, также активизируется во время сна. Исследование показало, что у людей, которые не спали до 3 часов утра, на следующий день было на одну треть меньше клеток, содержащих фактор некроза опухолей, а эффективность оставшихся клеток была значительно снижена.
Также, как в мире правит свет и тьма, у людей есть внутренние часы, называемые циркадные ритмы . Располагаясь в гипоталамусе, они вызывают 24-часовые колебания многих функций организма. Они управляют сменой сна и бодрствования и подсказывают, когда нам пора спать.
Циркадные ритмы регулируют процессы в организме от пищеварения до восстановления клеток. Все эти ритмы вызываются действием химических посредников и нервов, которые контролируются циркадными часами.
Обеспечение регулярных периодов сна ночью, позволяет нашим внутренним часам регулировать выработку гормонов, для того чтобы мы чувствовали себя бодрыми в течение дня и наслаждались восстанавливающим сном ночью.
Температура тела
Вечером, температура тела, наряду с уровнем гормонов бодрствования, такими, как адреналин, начинает падать. Может произойти небольшое потоотделение, так как тело находиться в обездвиженном состоянии и пытается бороться с потерей тепла.
Температура тела продолжает падать в течение ночи . Примерно к 5 часам она падает на одни градус по Цельсию ниже той температуры, что была вечером.
В то же время скорость обмена веществ также падает. В это время мы чувствуем себя наиболее усталыми, так как низкая температура совпадает с низким уровнем адреналина.
Низкая температура тела увеличивает вероятность крепкого сна и позволяет организму отдохнуть и восстановиться. Когда температура тела начинает повышаться, человеку труднее оставаться в состоянии глубокого сна.
Кожа
Верхний слой кожи состоит из плотно лежащих мертвых клеток, которые мы постоянно теряем в течение дня. Во время глубокого сна, скорость обмена веществ в коже увеличивается и начинается усиленная выработка многих клеток тела и в то же время снижается распад белков.
Так как белки - это строительные блоки, необходимые для роста клеток и починки повреждений от таких факторов, как ультрафиолетовые лучи, глубокий сон может на самом деле стать сном красоты .
Дневной сон не может компенсировать потерю ночного "сна красоты", так как днем нет той энергии, требующейся для восстановления тканей, потому что она используется для других целей.
Дыхание
Когда мы засыпаем, мышцы горла расслабляются и оно становится уже каждый раз как мы вдыхаем. Храп происходит тогда, когда горло сужается до щели и части дыхательных путей начинают вибрировать из-за сопротивления дыханию.
Те, кто храпит, чаще всего имеют сниженный тонус мышц в языке и горле , что позволяет языку откидываться назад к дыхательным путям. Ожирение, увеличенные миндалины и аденоиды также способствуют храпу.
Однако нарушенное дыхание во время сна может вызвать состояние, известное как апноэ во сне. Апноэ может привести к сжатию трахеи, когда мышцы расслабляются во время сна. Это блокирует поток воздуха на период от нескольких секунд до минуты, в то время как спящему становиться тяжело дышать.
Когда уровень кислорода в крови падает, мозг отвечает на это сжатием верхних дыхательных путей и открытием трахеи. Это приводит к фырканью или вздоху перед тем, как храп восстановиться.
Слюна требуется для того, чтобы увлажнять рот и для еды, но во время сна, поток слюны уменьшается, что вызывает сухость во рту, когда мы просыпаемся
.
Однако, рот остается достаточно активным во время сна, а многие люди бессознательно начинают скрежетать зубами во сне. Это состояние называется бруксизм, и чаще всего встречается во время первой и второй стадий сна. Оно вызвано неправильным расположением зубов в челюсти, но также считается способом облегчить стресс, который накопился в течение дня.
Мышцы
Хотя человек может менять положение во время сна около 35 раз за ночь, мышцы тела остаются расслабленными. Это позволяет восстановить ткани.
Однако в некоторых исследованиях утверждается, что мышцы могут также восстановиться во время обычного отдыха, и для этого не нужно бессознательное состоянии.
Кровь
Когда мы спим, частота сердечных сокращений снижается между 10 и 30 ударами в минуту. Это вызывает спад кровяного давления, который происходит во время спокойного сна.
Во время отдыха, кровь течет от мозга, раздувает артерии и делает конечности больше. Некоторые ученые считают, что сон при усталости является легкой формой детоксикации крови . Это происходит потому, что в течение дня мусор из разрушенных тканей попадает в кровоток. В бодрствующем состоянии, большая часть отходов будет удалена через легкие, почки, кишечник и кожу. Но может наступить предел насыщения. Таким образом, природа пытается уменьшить продукты отхода, чтобы пополнить потерянную энергию, что вызывает усталость и сон.
Во время сна, клетки и ткани, которые распадаются, вырабатывают отходы и становятся менее активными. Это позволяет распавшимся тканям восстановиться.
Пищеварительная система
Организму требуется постоянное энергоснабжение и ее ключевым источником является глюкоза. Она постоянно сжигается для высвобождения энергии для сокращения мышц, нервных импульсов и регулирования температуры тела.
Когда мы спим, необходимость в энергии минимальна , потому пищеварительная система работает в замедленном темпе, а неподвижность тела способствует этому.
Многие люди считают, что сон - это наиболее тихая и неактивная деятельность. До тех пор, пока близкие не докажут им обратное, уличив, например, в храпе или лунатизме. На самом деле, пока мы спим, наши внутренние органы продолжают трудиться. Правда, не в таком интенсивном режиме, как днем. Все процессы, которые идут в организме во время ночного отдыха, очень важны. Благодаря им поддерживается наша жизнедеятельность.
Фазы сна
Итак, что происходит с человеком во сне? Тело расслабляется после дневной нагрузки, ведь нужно восстановиться и накопить энергию для следующего дня. Зато нервная система бодрствует - кровообращение и дыхание, слух и речь, координация и внимание должны полноценно функционировать. Неутомима и кора головного мозга - даже по ночам она нагружает одни его зоны и дает отдохнуть другим. Попробуем разобраться, как ведет себя организм в разных стадиях сна и какие именно процессы в нем проходят.
Чтобы лучше понять, что с нами делается, когда мы спим, рассмотрим подробнее фазы сна.
Если человек устал или не выспался, он проваливается в сон, как только прикоснется к подушке, - и тут же попадает в фазу быстрого сна. Ее еще называют парадоксальной. В этот период показатели электроэнцефалографии и пульса спящего человека очень похожи на результаты бодрствующего. Вместе с тем, почти все мышцы полностью утрачивают тонус. Напряженными остаются только мышцы среднего уха, диафрагма, а также те, которые двигают глазные яблоки и удерживают веки.
Коротко быструю фазу можно описать так: тело заснуло, а мозг продолжает функционировать. Именно в этот период обычно наслаждаются самыми яркими и врезающимися в память сновидениями.
Приблизительно через 20 минут после того, как мы заснули, наступает фаза медленного сна. Ученые определили, что она в общей сложности составляет 75% ночного отдыха и состоит из нескольких последовательных стадий:
Потом человек словно начинает пробуждаться и впадает в быстрый сон. Эти две фазы чередуются всю ночь напролет. Если сна было достаточно (7-8 часов), то свежесть и бодрость с утра обеспечены.
Как ведет себя тело
Как уже упоминалось, сон дарит нам расслабление, отдых и сновидения (как приятные, так и жуткие кошмары). Для этого как раз и отключается сознание, точнее его мыслительная функция. Память и восприятие окружающего сохраняют при засыпании минимальную активность, продуцируя плохо запоминающиеся сны хаотического содержания. Под утро отдохнувшее сознание улучшает свою работу и выдает очень яркие сюжетные сновидения. Но что все это время происходит с телом? Наверняка многие хотя бы раз интересовались, почему во сне вдруг начинает дергаться нога или почему спящий человек поднимается с постели и начинает бродить по комнате. Чем же еще может удивить наше тело:
Физиологические процессы в организме
Когда человек спит, в его организме протекает достаточно большое количество различных процессов. Расслабленность его тела, внешняя неподвижность и отсутствие реакций на несильные внешние раздражители обманчивы. Что же делается у нас внутри, когда мы отдыхаем:
Как видно, процессы, протекающие в организме спящего человека, отличаются разнообразием. Но задача у них одна - почистить изнутри и восстановить тело, подготовив его, таким образом, к новому дню.
«Генеральная уборка» в мозге
Когда мы засыпаем, головной мозг не отключается. Правда, он почти полностью прекращает реагировать на любой внешний раздражитель. Взамен этот орган сосредоточивается на внутренних нуждах организма. Его основная задача заключается в сортировке и переработке полученной за день информации. После этого он отправляет уже упорядоченные данные на хранение в соответствующие ячейки.
Процесс наведения мозгом порядка во время ночного отдыха считается своего рода генеральной уборкой. Именно она дает нам возможность проснуться с утра и посмотреть на проблему по другим углом, приняв более логичное и ясное решение. Народ, кстати, правильно подметил - утро вечера мудренее . А учащиеся школ и вузов давно извлекают из этого пользу - штурмуют учебники непосредственно перед тем, как лечь спать. Тогда материал запоминается на ура.
Если человек регулярно недосыпает, мозгу остается слишком мало времени на обработку, структурирование и размещение в ячейках памяти накопленной информации. В итоге в голове - сплошной туман, да и память оставляет желать лучшего.
Ученые установили, что во время сна ткани и клетки мозга словно промываются «очищающей клизмой». Оказывается, токсичные вещества, проникающие в организм вместе с пищей либо из-за сбоев, спровоцированных стрессом, могут оседать не только в органах пищеварения, почках или печени. Они точно так же попадают и в мозговую жидкость - причем не только в головном, но и в спинном мозге. Во сне происходит съеживание окружающих нейроны глиальных клеток. Их размер сжимается. Таким образом, пространство между клеток увеличивается и по нему может пройти значительно больше жидкости. В результате токсины активно вымываются из тканей нервов. Это препятствует формированию специфических белковых бляшек, которые осложняют передачу межнейронных импульсов.
Получается, что крепкий полноценный сон - отличная профилактика болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также иных нейродегенеративных заболеваний.
Подытожим
Во сне среднестатистический человек проводит приблизительно третью часть своей жизни. Это очень много. Однако ночной отдых - вовсе не бесполезная трата времени. Ведь в тот момент, когда мы засыпаем, организм начинает активные работы по собственному восстановлению и обновлению.
Если имеются какие-либо повреждения, полученные в течение дня, ночью их ликвидация будет проходить особенно качественно и успешно. Именно во время сна наше тело получает возможность основательно очиститься.
Неудовлетворительный сон рано или поздно приведет к проблемам со здоровьем . Те, кто пытается урвать несколько часов для работы или каких-либо других дел и спит менее 6 часов в сутки, живут меньше, чем те, кто предпочитает поспать подольше. Таким образом, ночной отдых обладает глубоким положительным влиянием на наше физическое, интеллектуальное и эмоциональное благополучие.