Психофизиология сна Н.А. Шнайдер, д.м.н., проф. Кафедра медицинской генетики и клинической нейрофизиологии Института последипломного образования Красноярск 28 марта 2013 года

План лекции Введение Дефиниция сна Психофизиология сна Клинические примеры Инсомния Парасомния Гиперсомния Заключение Контрольные вопросы

Введение

Сон и жизнь Лошади и овцы могут спать стоя или лёжа Кошки спят около 16 часов в сутки Сон - естественный физиологический процесс пребывания в состоянии с минимальным уровнем мозговой деятельности и пониженной реакцией на окружающий мир, присущий млекопитающим, птицам, рыбам и некоторым другим животным, в том числе насекомым.

Сон и жизнь Китообразные, дельфины и птицы обладают интересной способностью к одностороннему сну. Они спят "наполовину": с одним открытым глазом и одним бодрствующим полушарием. Спящее и бодрствующее полушария меняются. Эта способность животных, живущих в море, объясняется функцией, которая следит за дыханием.

Сон человека В древние времена люди полагали, что сон это особое состояние, во время которого душа человека покидает тело и совершает путешествие по разным мирам, во избежание потери связи между телом и душой человека старались случайно не разбудить.

Сон человека Современные представления о природе сна сформировались во второй половине XX века, после появления методов регистрации биоэлектрической активности головного мозга (электроэнцефалограмма, ЭЭГ), мышц (электромиограмма, ЭМГ) и глаз (электроокулограмма, ЭОГ). Крупным достижением в этой области было открытие в 1950-е гг. Н. Клейтманом, У. Дементом и М. Жуве явления "парадоксального сна« – сна со сновидениями (БДГ)

Дефиниция

Сон и жизнь Сон – это физиологическое состояние, в котором человек проводит 1/3 жизни – около 25 лет

Гипотезы сна 1.Сон обеспечивает отдых организма. 2. Сон играет важную роль в процессах метаболизма. ФМС: высвобождается гормон роста. ФБС: восстановление пластичности нейронов, и обогащение их кислородом; биосинтез белков и РНК нейронов. 3. Сон способствует переработке и хранению информации. Сон (особенно ФМС) облегчает закрепление изученного материала, быстрый сон реализует подсознательные модели ожидаемых событий. 4. Сон это приспособление организма к изменению освещённости (день-ночь) и зависит от выработки мелатонина. 5. Сон восстанавливает иммунитет путём активизации T- лимфоцитов, борющихся с простудными и вирусными заболеваниями.

Важность сна для здоровья человека Без пищи человек может прожить 21 день, без питья – 10 день, без сна – лишь 5 дней. После 5 дней отсутствия сна наступает тяжелое изменение сознания – психоз.

Психофизиология сна

Сон и бодрствование

Биологические основы сна Начало 50-х годов ХХ века - итальянский физиолог Моруцци и американский физиолог Мэгун, показали, что наиболее важной зоной является внутренняя область Варолиева моста и ствола мозга. Согласно анатомическим данным, волокна от этой области идут вверх к ядрам таламуса, имеющим связи с корой. Существование таких связей означает, что РФ моста и ствола могла бы эффективно воздействовать на кору больших полушарий. Электростимуляция РФ моста действительно возбуждает в коре активность, регистрируемую с помощью ЭЭГ. С другой стороны, повреждения моста ведут к необратимому переходу в коматозное состояние.

Системы регуляции сна На слайде показаны основные участки мозга, посылающие волокна к ретикулярной активирующей системе. В цепях, выходящих из голубого пятна (медиатор - норадреналин) и ядер шва (медиатор - серотонин) аксоны расходятся к различным участкам спинного мозга, мозжечка и таламуса.

Системы регуляции сна Клетки голубого пятна активируются тогда во время воздействия стимулов-прикосновений, света, звуков или запахов. Понижение активности голубого пятна создает условия для наступления сна Голубое пятно

Сон и гомеостаз

Супрахиазмальные ядра гипоталамуса Биологические часы" человека расположены на уровне супрахиазмальных ядер гипоталамуса Они имеют периодичность хода, определяемую скоростью определенных биохимических реакций в клетке, составляющую около 25 часов (у большинства людей), и поэтому нуждаются в ежедневной "подстройке". Настройка «биологических часов» осуществляется с помощью солнечного света: свет возбуждает особую группу светочувствительных клеток сетчатки, содержащих специальный фотопигмент меланопсин.

Супрахиазмальные ядра гипоталамуса

Нейрональные пути бодрствования Нейротрансмиттер- модулированная активность в ключевых клеточных популяциях этих путей поддерживает уровень бодрствования Нейротрнасмиттеры также ингибируют сон путем супрессии активности нейронов вентролатеральных супраоптических ядер гипоталамуса (VLPO)

Цикл бодрствование-сон определяется балансом между противоположными нейротрансмиттерными системами Тенденция ко сну детерминируется балансом сон-промоторных систем и бодрстование-промоторных систем: Сон – ГАМК, галанин Бодрствование – орексин, гистамин, норадреналин, серотонин

Цикл бодрствование-сон определяется балансом между противоположными нейротрансмиттерными системами Повышение активности сон-промоторных систем вызывает сон.

Цикл бодрствование-сон определяется балансом между противоположными нейротрансмиттерными системами Повышение активности сон-промоторных систем вызывает сон. Снижение активности бодрствование- промоторных систем вызывает сон

Нейротрансмиттеры и модуляторы сна и бодрствования Бодрствование Норадреналин Серотонин Ацетилхолин Гистамин Орексин/гипокретин Бодрствование Норадреналин Серотонин Ацетилхолин Гистамин Орексин/гипокретин Сон Аденозин ГАМК Галанин Мелатонин Сон Аденозин ГАМК Галанин Мелатонин

ГАМК – ключевой тормозной нейромедиатор 30% всех нейронов головного мозга используют ГАМК как нейротрансмиттер ГАМК контролирует трансмембранный ток ионов хлора с помощью рецепторов на хлорных каналах, что приводит к гиперполяризации мембраны нейрона и нейронального торможения Clapp P. et al., 2011

Орексин/гипокретин Орексин А и Б – нейротрансмиттеры, относящиеся к бодрстование- промоторной системы мозга У пациентов с нарколепсией нет орексиновых нейронов Антагонисты орексиновых рецепторов являются перспективными препаратами для терапии инсомнии. Adapted from Sakurai

Мелатонин - ключевой модулятор сна/бодрствования

Сон и мелатонин Сон в норме происходит циклически, примерно каждые 24 часа, хотя внутренние часы человека обычно идут с циклом в 24,525,5 часа. Этот цикл переопределяется каждые сутки, наиболее важным фактором, которых является уровень освещения. От естественного цикла освещённости зависит уровень концентрации гормона мелатонина.

Мелатонин

Солнце и мелатонин Пробуждение после восхода Солнца является необходимым физиологическим элементом хорошего самочувствия человека в течение дня и нормального функционирования всех систем организма.

Стадии сна Засыпание Фаза медленного сна: 1 стадия 2 стадия 3 стадия 4 стадия Фаза быстрого сна («парадоксальный сон») Пробуждение Сон особое состояние сознания человека и животных, включающее в себя ряд стадий, закономерно повторяющихся в течение ночи. Появление этих стадий обусловлено активностью различных структур мозга.

Засыпание Непосредственно перед сном наступает состояние сонливости, снижения активности мозга, характеризующееся: снижением уровня сознания, зевотой, понижением чувствительности сенсорных систем, урежением частоты сердечных сокращений, снижением секреторной деятельности желёз (слюнных - сухость слизистой рта; слёзных - жжение глаз, слипание век).

1 стадия ФМС Поведение: дремота с полусонными мечтаниями, абсурдными или галлюциногенными мыслями и иногда с гипнагогическими образами (сноподобными галлюцинациями), могут интуитивно появляться идеи, способствующие успешному решению той или иной проблемы или иллюзия существования их. ЭЭГ: альфа-ритм уменьшается и появляются низкоамплитудные медленные тета-по амплитуде равными или превышающими альфа-ритм. могут регистрироваться острые вертексные волны, POSTS, изредка наблюдается гипнагогическая гиперсинхрония Мышечная активность: снижается, глаза могут совершать медленные движения, могут быть вздрагивания ВНС: урежение ЧСС, снижением секреторной деятельности желёз (слюнных - сухость слизистой рта; слёзных - жжение глаз, слипание век).

2 стадия ФМС Поведение: неглубокий (поверхностный) сон, с появлением "сонных веретён" происходит отключение сознания; в паузы между веретёнами (а они возникают примерно 25 раз в минуту) человека легко разбудить, повышаются пороги восприятия: самый чувствительный анализатор слуховой (мать просыпается на крик ребёнка, каждый человек просыпается на называние своего имени). ЭЭГ: доминируют тета волны, появляются так называемые "сонные веретёна" сигма-ритм, который представляет собой учащённый альфа-ритм ( Гц) Мышечная активность: снижается, глаза неподвижны. ВНС: урежение ЧСС, снижение температуры тела

3-4 стадии ФМС Поведение: Глубокий сон, Человека сложно разбудить, Сновидения человек не помнит Возможны парасомнии (снохождение, ночные страхи, сноговорение и энурез у детей). ЭЭГ: 3 стадия, ели дельта-колебания (2 Гц) занимают менее 50%, 4-я стадия - если дельта составляет более 50%. Мышечная активность: Может повышаться глаза неподвижны.

ФБС (парадоксальный сон) Поведение: Поверхностный сон, Человека легко разбудить, Сновидения человек помнит Возможны гипногаические галлюцинации Возможны парасомнии (ночные кошмары ) ЭЭГ: быстрые колебания электрической активности, близкие по значению к бета-волнам пилообразной волны. Мышечная активность : Выраженная мышечная гипотония глаза совершают быстрые движения

Пробуждение Лучшее время для пробуждения это начало цикла сна, первая или вторая стадия ФМС. На этой стадии сон не крепкий, и малейшие стимулы пение птиц, восход солнца - побуждают организм к пробуждению. Если сон прервать на третей или четвертой стадии фМС, то могут возникать физические недомогания, чувство «разбитости».

Цикл сна У здорового человека сон начинается с первой стадии медленного сна (Non-REM сон), которая длится 5-10 мин. Затем наступает 2-я стадия ФМС, которая продолжается около 20 мин. 3-4 стадии ФМС продолжаются мин. После этого спящий снова возвращается во 2-ю стадию ФМС Затем возникает первый эпизод ФБС, который имеет короткую продолжительность - около 5 мин. Эта последовательность фаз и стадий сна называется циклом сна.

Циклы сна Первый цикл имеет длительность минут. Затем циклы повторяются, при этом уменьшается доля ФМС и постепенно нарастает доля ФБС, последний эпизод которого в отдельных случаях может достигать 1 часа. В среднем, при полноценном здоровом сне отмечается пять полных циклов.

Ритмика мозга во время сна

Гипнограмма

Сон и продолжительность жизни Длительность сна влияет на продолжительность жизни человека. При длительности сна менее 6 ч смертность повышается: среди мужчин - в 1,7 раза, среди женщин – в 1,6 раза.

Гигиена сна

Основные виды нарушений сна

Основные виды расстройства сна Инсомнии (диссомнии) - нарушения ночного сна. Расстройства циркадного ритма сна Гиперсомнии - непреодолимая патологическая сонливость. Парасомнии – пароксизмальные двигательные и поведенческие расстройства во время сна.

Инсомния

Изменение взгляда на инсомнию Инсомния – это заболевание, а не симптом Инсомния должна лечиться независимо от лечения коморбидных заболеваний Инсония – это хроническое заболевание Инсомния - расстройство сна, которое характеризуется недостаточной продолжительностью или неудовлетворительным качеством сна, либо сочетанием

Инсомния Инсомния – состояние гипербодрствования Люди с хронической инсомнией имеют повышенную секрецию кортикотропина Инсомния ассоциируется с повышенным метаболизмом как в состоянии бодрствования, так и в состоянии сна Инсомния ассоциируется с активацией бодрствование- промоторных систем и ингибированием сон-промоторных систем

Система поддержания бодрствования у людей с инсомнией НЕ деактивируется при засыпании

Общие признаки инсомнии Плохое засыпание и/или на плохое качество сна Нарушения сна отмечаются не меньше 3 раз в неделю в течение месяца Обеспокоенность бессонницей и её последствиями (ночью и в течение дня) Тяжёлое недомогание либо нарушение социального и профессионального функционирования, вызванное неудовлетворительной продолжительностью и/или качеством сна

Критерии инсомнии (DSM V)

Инсомния По этиологии: Первичная бессонница Бессонница, которая не связана ни с какой известной физической или психической патологией или окружающими факторами Вторичная бессонница Бессонница, вызываемая существующей физической или психической патологией

Инсомния и возраст

Продолжительность сна и возраст Снижение продолжительности ночного сна у пожилых не оказывает такого серьезного неблагоприятного влияния на качество жизни и работоспосбность в дневное время, как у лиц молодого возраста, и имеет менее серьезные последствия для состояния здоровья.

Эпидемиология инсомнии 30-50% взрослых страдают от одиночных эпизодов инсомнии в течение 1 года Распространенность хронической умеренной инсомнии у взрослых достигает 20-25% Распространенность серьезной хронической инсомнии около 10% Около 49% взрослых имеют расстройства сна > 5 ночей в месяц Распространенность инсомнии выше среди женщин NHLBI working group on Insomnia. Bethesda, Md: NHLBI; NIH Publication Smith MT, et al. Am J psychiatry. 2002; 159:5-11 Hajak G et al. Eur Psychiatry. 2003; 18:201-8 Ringdahl EN et al. J Am Board Fam Pract. 2004; 17:

Последствия инсомнии Нарушения сна в течение длительного времени влияют на: Память Четкость планирования Чувство времени Работоспособность Качество жизни Исследования показывают растущую связь между плохим сном и целым рядом серьезных проблем со здоровьем, включая: Артериальную гипертонию Депрессию Ожирение Диабет Повышение смертности

Последствия инсомнии

Коморбидные заболевания, ассоциированные с инсомнией Инсомния присутствует при большинстве психиатрических и соматических заболеваний более чем в 50% случаев Коморбидные психиатрические расстройства: депрессия, тревога, болезни зависимости (алкоголизм, наркомания, токсикомания и др.) Коморбидные соматические заболевания: хроническая боль, гипертония, болезни ЖКТ, заболевания легких и сердца, диабет, проблемы мочеиспускания Коморбидные расстройства сна: обструктивное апноэ сна, синдром беспокойных ног, заболевания с периодическими движениями конечностей

Подходы к лечению инсомнии Нефармакологический подход Обучение пациента Гигиена сна Аэробные упражнения Когнитивно-поведенческая психотерапия Фармакологический подход Лекарственных средств, зарегистрированные FDA для лечения инсомнии Безрецептурные лекарственные препараты Рецептурные лекарственные препараты БАДы

FDA-обусловленный подход Агонисты бензодиазепиных рецепторов Бензодиазепины Небензодиазепины Мелатонин и агонисты мелатониновых рецепторов Антагонисты гистаминовых рецепторов

Лекарства, зарегистрированные FDA Агонисты бензодиазепиных рецепторов Бензодиазепины Небензодиазепины Мелатонин и агонисты мелатониновых рецепторов Агонисты гистаминовых рецепторов Неселективно связываются с бензодиазепиновыми сайтами ГАМКа рецепторов и повышают нормальную ГАМК тормозную активность

Лекарства, зарегистрированные FDA Агонисты бензодиазепиных рецепторов Бензодиазепины Небензодиазепины Мелатонин и агонисты мелатониновых рецепторов Антагонисты гистаминовых рецепторов Большинство используемых для лечения инсомнии антидепрессантов обладают антигистаминовой активностью

Лекарства, зарегистрированные FDA Агонисты бензодиазепиных рецепторов Бензодиазепины Небензодиазепины Мелатонин и агонисты мелатониновых рецепторов Агонисты гистаминовых рецепторов Связываются и активируют мелатониновые МТ1 и МТ2 рецепторы, которые регулируют цикл сон-бодрствование

Фармакологический подход Назначение лекарств эффективных и безопасных Бензодиазепины (диазепим, тазепам) Риски: лекарственная зависимость, дневная слабость (сонливость), когнитивные расстройства, падения Небензодиазепиновые гипнотики (золпидем, залеплон, эсзопиклон, лоредиплон) Могут иметь меньший риск толерантности и абузуса Риски: лекарственная зависимость, утренняя седация, когнитивные расстройства

Фармакологический подход Назначение лекарств эффективных и безопасных Агонисты мелатониновых рецепторов (рамелтеон, тазимелтеон, Нео-П11) Не вызывает лекарственной зависимости и абузуса Может быть феномен отмены Мелатонин Не вызывает лекарственной зависимости Не вызывает абузуса

Фармакологический подход Назначение лекарств эффективных и безопасных Антагонисты орексина (суворексант, МК-6096) Новый подход к лечению инсомнии – влияние на гипосекретин-орексиновую систему Экспериментальные и клинические исследования (фаза III)

Парасомния

Парасомнии Парасомнии - двигательные, поведенческие или вегетативные феномены, которые возникают в специфической связи с процессом сна, но необязательно связаны с расстройством сна или чрезмерной сонливостью. Парасомнии включают расстройства, связанные с пробуждением, расстройства перехода от сна к бодрствованию, расстройства, связанные со сном с БДГ (беспокойные движения конечностей), а также смешанную категорию.

Парасомнии Парасомнии - двигательные, поведенческие или вегетативные феномены, которые возникают в специфической связи с процессом сна, но необязательно связаны с расстройством сна или чрезмерной сонливостью. Парасомнии включают расстройства, связанные с пробуждением, расстройства перехода от сна к бодрствованию, расстройства, связанные со сном с БДГ (беспокойные движения конечностей), а также смешанную категорию.

Парасомнии На данный момент насчитываются около 23 нозологических форм парасомний. Согласно международной классификации расстройств сна выделяют: парасомнии, связанные с нарушением активации (пробуждения) и возникающие, как правило, в поверхностные стадии сна; парасомнии нарушения перехода сон бодрствование; парасомнии, ассоциированные с быстрым (REM) сном; другие парасомнии.

Парасомнии нарушения активации Сонное опьянение (пробуждение со спутанным сознанием) Снохождение Ночные страхи. Характерно возникновение этих феноменов в определенный период сна (чаще через 13 часа после засыпания, то есть во время перехода от фазы медленного сна в фазу быстрого сна). Наиболее часто парасомнии возникают в детском возрасте и вызывают большие затруднения в своей интерпретации. Любая из парасомний может возникнуть у ребенка, в других отношениях совершенно здорового.

Парасомнии перехода сон-бодрствование Ритмичные двигательные расстройства Сонные старты (сон-ассоциированные миоклонии) Сноговорение Ночные судороги ног (крампи) Энурез Сноговорение самая распространенная форма парасомнии, встречающаяся у 10% детей. Проявляется произнесением слов, фраз, нередко не имеющих смысла, криками во сне.

Парасомнии фазы быстрого сна Сонный паралич Расстройство поведения в REM-сне Ночные кошмары («альпийские дремы») Сонный паралич встречается у 15% детей (невозможность в течение, как правило, нескольких секунд выполнять произвольные движения, возникает при пробуждении, если таковое происходит из стадии REM-сна). Расстройство поведения в стадии REM-сна клинически проявляется возникновением сложных поведенческих актов, сопровождающихся вербальными феноменами. Данная форма парасомнии чаще встречается у пожилых.

Гиперсомния

Нарколепсия Нарколепсия расстройство сна группы гиперсомний, проявляющееся постоянной сонливостью и тенденцией спать в неподходящее время. Характеризуется дневными приступами непреодолимой сонливости и приступами внезапного засыпания, приступами катаплексии, то есть внезапной утраты мышечного тонуса при ясном сознании, нарушениями ночного сна, появлениями гипнагогических (при засыпании) и гипнапомпических (при пробуждении) галлюцинаций. Иногда отмечается кратковременная парализованность тела сразу после пробуждения. При нарколепсии человек обычно страдает от «атак» сна, а также испытывает постоянную сонливость и чувство усталости, которые сохраняются, несмотря на любую продолжительность сна.

Заключение

"Качество сна зависит не столько от того, на чем спим, сколько от того, с кем... бодрствуем. (Аврелий Марков)

Контрольные вопросы

Основная структура биологических часов А – Эпифиз Б – Гиппокамп В – Супрахиазмальные ядра

За синтез мелатонина отвечает … А – мозжечок Б – гипоталамус В – эпифиз Д – гипофиз

Основной модулятор сна А – ГАМК Б – мелатонин В – орексин Д – гипосекретин

Благодарю Вас за внимание!.