Jak spánek ovlivňuje tělo

Spánek můžeme vnímat jako prostou samozřejmost, která je výsledkem pocitu únavy, ulehnutí a zavření očí. Fyziologický stav spánku je však vytvářen složitou kombinací procesů v mozku a těle, které mají svůj prvopočátek v signálech z hlavních hodin cirkadiánního rytmu.

Přestože potřeba spát vychází z mozku, jedná se o událost týkající se celého těla a která je nezbytná pro fungování každého tělesného systému od paměti až po metabolismus. Projevy životně důležitých funkcí, jako je dýchání a tělesná teplota, se během spánku mění, a tak umožňují tělu odpočívat a regenerovat. Tělo sice je během spánku v klidu, ale zdaleka není nečinné.

Co je cirkadiánní rytmus?

Jakýkoliv biologický proces ve 24hodinovém cyklu včetně spánku a bdění.

Poznámka: Obsah na webu KrásnéSny.cz má mít pouze informativní charakter. Neměl by být brán jako lékařská rada a neměl by nahrazovat lékařskou pomoc a dohled vyškoleného odborníka. Pokud máte pocit, že trpíte nějakou poruchou spánku nebo zdravotními obtížemi se spánkem spojenými, navštivte svého lékaře.

Spánek a tělesné systémy

Systémy těla procházejí během spánku významnými změnami. Krevní cévy v kůži se rozšiřují a ohřívají pokožku, výdej moči klesá a sympatický a parasympatický nervový systém střídavě odpočívají v různých fázích spánku.

Některé tělesné funkce zůstávají aktivní nebo naopak nečinné během celé délky spánku, zatímco jiné ve své aktivitě kolísají. Každý systém má v průběhu noci svou vlastní zásadní roli a jedinečným způsobem se odchyluje od své denní činnosti.

Tělesná teplota

Spánek a tělesná teplota spolu úzce souvisí a oba sledují 24hodinový cyklus. Teplota tělesného jádra je obvykle regulována:

Tělo se na spánek připravuje snížením teploty jádra. Teplota jádra se měří v hlubších částech těla, především tam kde se nachází životně důležité orgány. Na kůži se měří naopak takzvaná periferní teplota. Teplota jádra ve spánku je obvykle o půl až jeden stupeň nižší než je tomu v bdělém stavu.

Pokles tělesné teploty během spánku

Teplota jádra začíná v pozdním odpoledni klesat a tak to pokračuje dále během večera a dokonce i po usnutí. Periferní teplota oproti tomu zůstává stabilní. Snížení teploty jádra během spánku je pravděpodobně funkce šetřící energii v jádru, která umožňuje tělu nasměrovat tuto energii do jiných oblastí těla.

Spánek v prostředí dostatečně teplém na zvýšení tělesné teploty může negativně ovlivnit REM spánek i hluboký spánek s pomalými vlnami, který je charakteristický pro fázi N3. Protože je však aktivita termoregulace během spánku omezena, tělo se raději probudí, aby regulovalo teplotu, než aby zůstalo spát v příliš teplém prostředí.

Negativní vliv tepla na tělesnou teplotu zhoršuje mimo jiné i zvýšená vlhkost vzduchu a navyšuje tak riziko narušení spánku. Vlhkost může zabraňovat snížení teploty jádra, které přichází se spánkem, čímž ho oddaluje nebo mu zabraňuje.

Tělesná teplota při probuzení je obvykle normální lidská teplota . Nejvyšší je ve večerních hodinách kolem 6 hodiny. Teplota pak klesá na svou nejnižší hodnotu před úsvitem, několik hodin před probuzením, a to asi ve 4 hodiny.

Termoregulace

Schopnost organismu udržovat stálou vnitřní teplotu navzdory kolísání okolních teplot.

Během REM spánku tělo omezuje pocení a třes. Toto dočasné snížení termoregulačních možností těla způsobuje, že je lidské tělo po dobu REM spánku s nadsázkou téměř studenokrevné. Během pomalého spánku ve fázi N3 se pocení navyšuje. Tyto změny během N3 a REM mohou být důvodem, proč tělo při přehřátí přeruší spánek.

Nedávné výzkumy naznačují, že součástí funkce REM spánku může být zahřívání vnitřní části mozku během spánku. Protože teplota jádra během spánku klesá, období zahřívání během REM spánku může pomoci zabránit nadměrnému ochlazování mozku přes noc.

Tepová frekvence

Srdeční frekvence se během typické noci různě mění. Zpomaluje a zrychluje se podle dané fáze spánku. Spánek umožňuje srdci zpomalit, odpočinout si a regenerovat.

Tepová frekvence začne klesat, když usneme a nadále klesá, když tělo přechází do hlubších fází spánku. Nervové impulsy zodpovědné za zpomalení srdce jsou aktivnější, zatímco ty, které srdce zrychlují, nabírají na pasivitě. Srdeční frekvence se u dospělých ve spánku snižuje přibližně o 24 tepů za minutu.

Srdeční frekvence během spánku

Tep je nejpomalejší během tří NREM fází spánku. Spolu s mozkovou aktivitou a krevním tlakem se během REM spánku srdeční frekvence naopak zrychluje. Tepová frekvence se v tomto případě zrychluje, aby podpořila fyziologické změny, ke kterým dochází během REM spánku, který se někdy nazývá paradoxní spánek kvůli podobnosti mezi touto fází spánku a bděním. Ke změnám tepu dochází během REM spánku v důsledku kolísání sympatického a parasympatického nervového systému.

Tepová frekvence se během REM spánku může zvýšit až o 35 % oproti jiným fázím spánku. Ještě více zrychlit pak může během epizod intenzivního snění či nočních můr. Měření pomocí EEG během REM spánku odhalují přímou souvislost mezi snovou aktivitou a zrychleným tepem. Protože se zdá, že snění spotřebovává relativně mnoho energie, tělo po REM spánku vstoupí do dalšího cyklu NREM fází spánku, aby si odpočinulo a zotavilo se.

Lidé s abnormalitami srdečního rytmu či některými jinými zdravotními obtížemi mohou přes noc zaznamenat narušení normální srdeční frekvence. Poruchy spánku, jako je spánková apnoe, mohou také způsobovat změny srdečního rytmu v důsledku poklesu kyslíku v krvi, ke kterému dochází, když jsou dýchací cesty ucpané a dýchání se zastaví.

Jaká je ideální tepová frekvence během spánku?

Ideální srdeční frekvence neexistuje. Srdeční frekvence během spánku se odvíjí od genetických predispozic, individuální fyziologie, fáze spánku a mnoha dalších faktorů.

Dýchání

Během NREM spánku je dýchání vysoce pravidelné. Hladiny parciálního tlaku oxidu uhličitého (pCO2) v krvi se během NREM fáze zvyšují, zatímco frekvence dýchání klesá. Tato změna dýchání trvá po celou dobu spánku, ale při probuzení tělo vyhodnotí sníženou ventilaci a zvýšený pCO2 jako nežádoucí. Tento signál vyvolává hyperventilaci, dokud není dosaženo normální frekvence dýchání a standardní hladiny CO2 v krvi pro bdění.

Oxid uhličitý

Odpor v dýchacích cestách výrazně roste během NREM spánku. Tento odpor je způsoben změnami tonusu svalů dýchacích cest, nicméně kompenzační změny v jiných ventilačních svalech brání odporu v přerušení dýchání.

Změny v tonusu dýchacích cest však mohou přispívat ke spánkové apnoe u lidí, kteří jsou touto poruchou ohroženi. Spánková apnoe nastává, když jazyk nebo měkké patro blokují dýchací cesty během spánku a způsobují zástavu dýchání. Dýchání se takto může zastavit až stokrát za noc, v některých případech i vícekrát. Frekvence dýchání se zvyšuje a stává se méně pravidelnou během REM spánku, kdy mozek vykazuje podobnou aktivitu jako při bdělosti. Když jsou oči během REM spánku nejaktivnější, bývá dýchání nejrychlejší a nejmělčejší.

Metabolismus a hormony

Spánek a metabolismus jsou úzce propojeny v obousměrném vztahu. Metabolismus není jen pouhopouhá látková výměna, ale celý systém fyziologických procesů. Metabolické funkce se řídí cirkadiánním vzorcem, stejně jako mnoho dalších tělesných funkcí.

Rychlost metabolismu se během spánku sníží o zhruba patnáct procent. Zdá se, že tato nižší rychlost spolu se snížením teploty mozku v NREM spánku pomáhá opravit poškození způsobené uvolňováním volných radikálů během metabolického procesu.

Leptin a ghrelin jsou hormony kontrolující chuť k jídlu. Oba jsou citlivé na spánek a jejich hladiny se mohou zvyšovat, nebo snižovat v závislosti na dostatku, respektive nedostatku spánku. Ghrelin zvyšuje chuť k jídlu a snižuje výdej energie, zatímco leptin snižuje chuť k jídlu a reguluje energetickou rovnováhu, takže tělo nepociťuje hlad, když jsou zásoby energie dostatečné.

Spánková deprivace ghrelin leptin

Hladiny leptinu se obvykle během spánku zvyšují, což signalizuje mozku, aby minimalizoval pocity hladu přes noc. Nedostatek spánku způsobuje pokles hladiny leptinu, což mozku říká, aby pociťoval hlad a ukládal stávající energii jako tuk. Metabolismus se zpomaluje a pocity hladu může být obtížné uspokojit. To může způsobit, že osoba s nedostatkem spánku bude nadměrně jíst kvůli absenci správných signálů do a z mozku.

I krátkodobý nedostatek spánku narušuje uvolňování hormonů hladu a zvyšuje riziko přibírání na váze a obezity. Tolerance glukózy se také zvyšuje se ztrátou spánku, což zvyšuje riziko prediabetu a cukrovky.

Tolerance glukózy

Neschopnost těla správně reagovat na zvyšující se hladiny glukózy, což zvyšuje riziko vzniku cukrovky.

Tyto hormonální změny v chuti k jídlu mohly umožnit našim raným předkům vydatně jíst během letních měsíců, kdy byl dlouhý den (méně hodin trávili spánkem) a jídla bylo dostatek. Ačkoli ukládání tuku v těle na zimu mohlo být výhodné pro přežití před mnoha tisíci lety, hormonální změny, které doprovázejí ztrátu spánku, způsobují v moderní populaci značné zdravotní problémy.

Lidé spí v průměru o více než hodinu méně než před sto lety. Jak se délka spánku po celém světě zkracuje, míra obezity stoupá. Mnoho vědců zabývajících se spánkem se domnívá, že nedostatek spánku je přehlíženým faktorem přispívajícím ke zvyšující se úrovni obezity ve srovnání se sníženou fyzickou aktivitou a konzumací nezdravých potravin.

Svaly

Spánek je nezbytný pro růst a regeneraci svalů. Většina svalové regenerace probíhá právě během spánku, kdy hypofýza uvolňuje růstový hormon. Růstový hormon umožňuje buňkám ve svalech regenerovat a opravovat drobné trhlinky vzniklé při pohybu nebo cvičení.

Regenerace svalů během spánku

Nové pohyby svalů, které byly provedeny v bdělém stavu, jsou následně během spánku zaznamenávány jako vzpomínky. Tento typ paměti se nazývá „procedurální paměť“ a týká se takových motorických dovedností, jako je například učení se jízdy na kole, lyžování a podobně. Procedurální paměť nefunguje na vědomé úrovni a je spojena i s takovými dovednostmi, jako je hra na hudební nástroj či učení se cizího jazyka.

Průtok krve do svalů se během spánku zvyšuje, což jim umožňuje přijímat kyslík, který potřebují k regeneraci. Uvolňování hormonu prolaktinu v průběhu spánku pak pomáhá bojovat se záněty a podporuje zotavování kloubů.

Během REM spánku dochází k cílené paralýze svalstva, aby se zabránilo přehrávání pohybů ze snů v reálném světě. REM spánek má svůj původ ve Varolově mostu, který způsobuje dočasnou svalovou paralýzu vypnutím signálů pro neurony v páteři. To zabraňuje zmiňovanému přehrávání snů, které by mohlo být pro spící osobu a její okolí nebezpečné.

Co je to Varolův most?

Varolův most je asi 2,5 cm dlouhá struktura v mozkovém kmeni. Mimo jiné ovládá chuť, dotek, bolest a rychlý pohyb očí během spánku.

Imunitní systém

Imunitní funkce jsou silně ovlivněny spánkem i cirkadiánním rytmem. Spánek pomáhá regulovat imunitní odpověď a to čemu říkáme imunologická paměť. Ta umožňuje imunitnímu systému vytvořit si databázi bakterií a virů a vytvořit si proti nim obranyschopnost pro případ budoucího pokusu o infekci.

Určité imunitní procesy mohou probíhat pouze během spánku, protože vyžadují energii, která je normálně během bdění směrována do svalů. Ve spánku také probíhají jisté typy ochranných zánětů, které by mohly být v bdělém stavu spojeny s nepříjemnými příznaky (malátnost, nadměrná únava či bolest).

Chronický nedostatek spánku narušuje fungování imunitních buněk a způsobuje lehké záněty, které však již nejsou ochranné, ale našemu tělu škodí. Tyto druhy zánětů nízkého stupně jsou spojeny s rozvojem cukrovky a kardiovaskulárními onemocněními.

Imunitní systém reaguje na ztrátu spánku dramatickým snížením počtu NK buněk (buňky zabijáci). I mírná spánková deprivace snižuje počet těchto buněk bojujících s nemocemi, což vede ke zvýšenému riziku virových onemocnění, bakteriálních infekcí a dokonce i rakoviny. Mnoho studií prokázalo, že výskyt rakoviny je výrazně vyšší u pracovníků v nočních směnách a dalších osob, které jsou vystaveny přerušovanému spánku a chronické ztrátě spánku.

Závěrem

Spánek je nezbytný pro život a týká se všech části těla a mozku. Během spánku tělo odpočívá, regeneruje se a připravuje se na další den. Dostatek spánku umožňuje optimální fungování všech biologických systémů, od imunity až po metabolismus. Čím více rozumíme složitému procesu spánku, tím lépe dokážeme ocenit jeho dopad na naši pohodu.