Сон и циркадианные ритмы
Циркадианный ритм - циклическое колебание интенсивности того или иного биологического процесса с периодом в пределах 20-28 часов.
Из всех суточных ритмов человека наиболее выражен цикл сон-бодрствование. Суточные колебания присущи функциям терморегуляции, дыхания, кровообращения, пищеварения и выделения, функции эндокринной системы, когнитивным процессам.
Важно различать реакцию функциональных систем на изменение окружающей среды или поведения (например, повышение АД и ЧСС при переходе в вертикальное положение) и те функциональные сдвиги, которыми управляет внутренний водитель циркадианного ритма (например, суточные колебания уровня кортизола в плазме , не зависящие от внешних воздействий).
У млекопитающих внутренние водители циркадианных ритмов локализованы в супрахиазмальном ядре гипоталамуса . Эксперименты показали, что двустороннее разрушение супрахиазмального ядра приводит к утрате циркадианных ритмов - восстановить их удается только с помощью трансплантации.
В норме циркадианные ритмы синхронизированы с 24-часовым циклом день-ночь: подстройку внутренних водителей ритма обеспечивает ретиногипоталамический путь - моносинаптический путь от сетчатки к супрахиазмальному ядру гипоталамуса .
Внутренний водитель циркадианного ритма имеет собственный период, подстраивающуюся фазу, амплитуду, обладает способностью к перенастройке. У человека в условиях изоляции, когда отсутствуют внешние синхронизирующие сигналы, длительность цикла сон-бодрствование увеличивается в среднем до 25 ч. Однако в таких экспериментах обычно не контролируют изменение освещенности - то есть человек может включать свет "днем" и выключать его "ночью". Более поздние исследования показали, что, если чередование света и темноты следует естественной смене дня и ночи, период суточных ритмов человека в условиях изоляции почти не превышает 24 ч.
Синхронизация цикла сон-бодрствование с 24-часовыми сутками достигается за счет ежедневной подстройки внутреннего водителя ритма к чередованию светлого и темного времени суток.
Воздействие светом позволяет сдвигать фазу циркадианных ритмов - степень и направление сдвига зависят от времени и продолжительности освещения, длины волны и интенсивности света. Если правильно подобрать все эти параметры, в течение 2-3 сут можно перенастроить циркадианные ритмы на любой час. Естественный дневной свет действует намного эффективнее, чем электрическое освещение.
Водитель ритма цикла сон-бодрствование задает время суток, в которое наступает сон, и определяет его структуру. Потребность в сне, его общая продолжительность и длительность быстрого сна зависят от фазы цикла сон-бодрствование. Сонливость и склонность к быстрому сну достигают максимума сразу после самой низкой точки температурного цикла сна: за 1-3 ч до пробуждения. На восходящий фронт температурного цикла сна приходится 85% спонтанных пробуждений.
В цикле сон-бодрствование существует также период устойчивого бодрствования, когда уснуть очень трудно - даже тем, кто не выспался.
Рассогласование внутреннего и требуемого циклов сон-бодрствование может стать причиной бессонницы , ухудшения самочувствия и работоспособности - например, у тех, кто работает ночью, или при смене часовых поясов.
Смотрите также:
