Spánek a mozek

Všichni víme, jak se cítíme po dlouhém namáhavém dni. Naše svaly jsou unavené, nohy máme těžké a oči jsou připraveny se zavřít. Ačkoli se může zdát, že po spánku volá naše tělo, je to ve skutečnosti náš mozek, který řídí každý aspekt spánku, od pocitu ospalosti přes snění až po probuzení.

Každý živý tvor, od nejmenšího po největšího, potřebuje spánek. Spánek je složitý proces zahrnující světlo a tmu, specializované geny a řadu neurotransmiterů a hormonů. Není jednoduše možné upadnout do spánku jen tak. Jsou to naše mozky, které řídí tento stav změněného vědomí se složitou přesností.

Spánek a mozek

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.

Základ spánku: Cirkadiánní rytmus

Proces spánku je postaven na cirkadiánním rytmu, systému biologických hodin umístěných v mozku a v celém těle včetně orgánů a svalové tkáně. Každé hodiny se skládají ze specializovaných rytmus udržujících buněk, které fungují ve 24hodinovém cyklu.

Hlavní hodiny, známé jako suprachiasmatické jádro (SCN), obsahují přibližně 20 000 nervových buněk umístěných v části mozku zvané hypotalamus. SCN funguje jako vestavěný mechanismus, který udržuje čas a reguluje spánek. Geny v buňkách jsou navrženy tak, aby řídily spánek a bdění pomocí kombinace chemických signálů, signálů denního světla a tmy a dalších environmentálních indikátorů, jako je stres a doba jídla.

Nervové buňky

Nervové buňky, jinak také neurony, fungují jako komunikační jednotky nervového systému.

Kromě spánku ovlivňuje cirkadiánní rytmus další klíčové tělesné procesy, jako jsou:

  • Metabolismus
  • Tepová frekvence
  • Teplota tělesného jádra
  • Krevní tlak
  • Hladiny určitých hormonů
Kde začíná spánek

Některé buňky v očních nervech jsou zodpovědné za vysílání signálů světla a tmy do mozku. To signalizuje cirkadiánnímu rytmu, že má aktivovat neurotransmitery, díky nimž se cítíme bdělí nebo ospalí. Cirkadiánní rytmus každého jednotlivce je utvářen kombinací environmentálních podnětů, genetické predispozice, uvolňování chemikálií v těle a životního stylu, jako jsou třeba pracovní a cestovní plány.

Role adenosinu

Adenosin se nachází v každé buňce v těle a má řadu důležitých funkcí, včetně rozšiřování krevních cév a regulace srdečního rytmu. Adenosin je vedlejším produktem degradace příbuzné molekuly zvané ATP, která ukládá a přenáší energii v buňkách.

V průběhu dne, jak ATP uvolňuje energii, se v částech mozku, které jsou spojeny s pocitem bdělosti, nahromadí hladiny adenosinu. To vede k „vypnutí“ neurotransmiterů odpovědných za bdělost a zvýšení chuti ke spánku.

Hormon melatonin podporující spánek také pomáhá zvyšovat hladiny adenosinu. Tyto hormony a neurotransmitery pracují v souladu s cirkadiánním rytmem a signály světlo-tma, aby snížily bdělost a vyvolaly pocity ospalosti. Ve spánku se rychle snižuje hladina adenosinu, což vede k postupnému zvyšování bdělosti s blížícím se ránem a signály světla přicházejícími do mozku.

Proč se díky kofeinu cítíme bdělejší?

Kofein se dostává do receptorů pro adenosin, čímž blokuje jeho účinky na spánek a zvyšuje pocit bdělosti.

Orexin – Spínač spánku mozku

Orexin je neuropeptid, typ molekuly, kterou neurony používají ke komunikaci. Orexin, známý také jako hypokretin, je produkován hypotalamem a pomáhá regulovat chuť k jídlu, vzrušení a bdělost. Vzrušení v tomto případě označuje stav bdělosti a vědomí, kdy jsou smyslové orgány schopny vnímat vnější stimulaci. K určení, zda má organismus spát nebo bdít, využívá orexinový systém informace z metabolismu a cirkadiánního rytmu spolu s vlivem spánkového dluhu.

Orexin podporuje stav bdělosti aktivací mozkových chemických látek s významným vlivem na bdělost, jako je dopamin a histamin. Zdá se, že nedostatek molekul orexinu má spojitost s narkolepsií, která byla prohlášena za autoimunitní onemocnění. Tělo zaměňuje molekuly orexinu za vetřelce a napadá je, což je destruktivní proces, který obvykle začíná v dětství nebo během dospívání po virovém onemocnění.

Vliv spánku na mozek

Ani během nejhlubších fází spánku s pomalými vlnami se mozek zcela nevypne ani neuspí. Ačkoli jednotlivé části mozku v různých časech během spánku odpočívají, mozek je aktivní během všech čtyř fází spánku. Některé z nočních činností mozku zahrnují proplachování, zpracování emocí a upevňování vzpomínek.

Proplachování

Během třetí fáze spánku známé jako N3 se buňky bílé hmoty zvané gliové buňky roztahují a smršťují, což umožňuje vstup mozkomíšního moku do kanálů v mozku. Tato tekutina vyplavuje toxické proteiny a další metabolický odpad, včetně látek spojených s demencí, jako je beta amyloid a tau protein.

Gliové buňky, známé jako „lepidlo“ nervového systému, početně převyšují všechny ostatní typy buněk v mozku. Dostatek spánku může pomoci snížit riziko vzniku neurodegenerativních onemocnění tím, že gliovým buňkám poskytne dostatek času na odstranění odpadu, který se v mozku nashromáždil během dne. Chronický nedostatek spánku může způsobit, že se tento odpad hromadí a drží pohromadě, což zvyšuje riziko vzniku nevyléčitelných neurologických onemocnění, jako je Alzheimerova choroba.

Některé výzkumy ukazují, že tento typ péče o mozek může probíhat i bez dostatečného spánku, ale je pravděpodobnější, že selže. Ve studiích prováděných na myších se proces čištění mozku nezastavil, ale místo toxinů a dalšího odpadu smetl části živé nervové tkáně.

Proces odstraňování odpadu z mozku a těla je známý jako fagocytóza. Během fagocytózy buňka používá svou plazmatickou membránu k obklopení částice a její umístění v malé kapse zvané vakuola. Fagocytóza je zdravá, když buňky konzumují a ničí škodlivé látky, jako jsou bakterie, ale když fagocytóza selže kvůli ztrátě spánku a likviduje naše vlastní esenciální nervové buňky, lze ji popsat jako samotné požírání mozku.

Ačkoli studie na myších nebyly replikovány u lidí, je známo, že spánková deprivace v lidské populaci způsobuje nadměrné hromadění stejných toxických proteinů spojených s demencí.

Fagocytóza

Pohlcení patogenu nebo částice buněčného odpadu jinou buňkou. Fagocytóza je jedním z pilířů imunitního systému.

Zpracování emocí

Mnoho výzkumů ukazuje, že spánek pomáhá mozku zpracovat, regulovat a zapamatovat si emoce a emocionální zážitky. Nedostatek spánku zhoršuje výkonnost při testech paměti a zvyšuje aktivaci amygdaly, oblasti mozku spojené s primitivními emocemi, jako je strach a další obranné reakce.

Zpracování emocí

Některé studie odhalily, že mozek při nedostatku spánku reaguje negativněji na všechny podněty, což zvyšuje pocity smutku, deprese a podrážděnosti. Zdá se, že spánek má významný dopad na emoční reaktivitu a také na schopnost ovládat emoční reakce. Ztráta spánku může také způsobit opakované negativní myšlení, což těm, kteří mají nedostatek spánku, ztěžuje proces přechodu k pozitivnímu rozpoložení mysli.

Spánek pomáhá při zpracování emocí i kvůli absenci neurotransmiteru norepinefrinu v mozku během REM spánku. Během REM dochází k živému snění a norepinefrin je během něj na svých nejnižších hladinách v rámci 24hodinového cyklu spánek-bdění. Norepinefrin je spojován se stresem a emoční reaktivitou a ve vysokých hladinách může ukazovat na poruchu nálady, jako je deprese nebo posttraumatická stresová porucha.

Co je norepinefrin?

Norepinefrin je neurotransmiter, který zvyšuje bdělost, připravuje mozek a tělo na akci a zvyšuje pozornost. Navyšuje však také pocity neklidu a úzkosti.

Konsolidace paměti

Spánek je nástrojem učení, upevňování paměti a také emočního zpracování. Během bdění dostává mozek vzruchy od mnoha neuronů najednou, což vede k tomu, že můžeme v dané chvíli věnovat pozornost jen určitým podnětům. Projíždějící auto naši pozornost nepřitáhne, zatímco náhodné setkání s kamarádem ano. Všechny tyto zážitky z bdělého stavu se ale následně zařadí do fronty pro konsolidaci paměti během spánku.

Během spánku, v prostředí bez konkurenčních podnětů nebo bdělého vědomí, mozek vybírá určité zážitky, stabilizuje je a ukládá je do paměti.

Studie ukazují, že mozková aktivita během REM spánku výrazně narůstá po nových zážitcích nebo po těch, které vyžadují zapamatování nebo pochopení složitých pojmů. Role REM spánku při zpracování a konsolidaci paměti byla po desetiletí kontroverzní. Kdysi se tradovalo, že jedinou úlohou REM spánku při konsolidaci paměti je poskytnout nevědomé prostředí, které zabrání nočním zážitkům přepsat ty, které nastaly během bdění.

Vědci zabývající se spánkem nyní vědí, že neurochemické stavy v mozku během spánku jsou důležité pro zpracování vzpomínek. Zdá se, že součástí funkce spánku jako celku je upevňování vzpomínek a také výběr důležitých aspektů zážitků, které se mají uložit pro pozdější vyvolání.

Závěrem

Mozek je motorem spánku. Počínaje hlavními hodinami cirkadiánního rytmu až po časované uvolňování neurotransmiterů je spánek komplexní souhrou genetických a environmentálních faktorů. Spánek je zcela nezbytný pro všechny živé tvory, od ovocných mušek po velryby. Přestože je spánek individuální, jeho proces je navýsost univerzální. Spánek chrání a regeneruje tělo a umožňuje nám zpracovat emoce a vzpomínky, které z nás dělají člověka.