Сон как физиологический процесс¶

Сон — это естественное физиологическое состояние организма, характеризующееся сниженной реакцией на внешние раздражители, пониженной двигательной активностью и специфической мозговой активностью. Сон циклически сменяется бодрствованием и является обязательным условием жизнедеятельности человека и большинства животных. В среднем человек проводит во сне около трети своей жизни.

¶Физиология сна

Сон не является однородным состоянием, а представляет собой последовательность циклов, каждый из которых длится примерно 90–120 минут. За ночь у взрослого человека наблюдается от четырёх до шести таких циклов. Каждый цикл включает две принципиально различные фазы: медленный сон (non-REM, NREM) и быстрый сон (REM, от англ. rapid eye movements — быстрые движения глаз).

¶Медленный сон

Медленный сон занимает около 75–80 % всего времени сна и подразделяется на четыре стадии, соответствующие глубине погружения в сон. Первая стадия — дремотное состояние, переход от бодрствования ко сну; вторая — поверхностный сон, характеризующийся появлением в электроэнцефалограмме (ЭЭГ) сонных веретён и K-комплексов; третья и четвёртая стадии — глубокий сон (дельта-сон), при котором на ЭЭГ доминируют медленные высокоамплитудные дельта-волны. Именно в фазе глубокого сна происходит основное восстановление физических сил, синтез гормонов роста и укрепление иммунной системы.

¶Быстрый сон

Быстрый сон, также называемый парадоксальным, характеризуется высокой активностью мозга, близкой к состоянию бодрствования, при полном расслаблении скелетной мускулатуры (атонией). Отличительная черта этой фазы — быстрые движения глазных яблок под закрытыми веками. Именно в фазе быстрого сна человек видит большинство ярких и эмоционально окрашенных сновидений. Быстрый сон играет ключевую роль в обработке эмоциональной информации и консолидации памяти.

¶Регуляция сна

Регуляция циклов сна и бодрствования осуществляется сложным взаимодействием нейромедиаторных систем головного мозга. Ключевую роль играют:

• Гипоталамус — содержит супрахиазматическое ядро, выполняющее роль биологических часов, а также вентролатеральное преоптическое ядро, отвечающее за запуск сна;
• Шишковидная железа (эпифиз) — синтезирует мелатонин, гормон, уровень которого повышается в темноте и способствует засыпанию;
• Ретикулярная формация ствола мозга — поддерживает состояние бодрствования;
• Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) — основной тормозной нейромедиатор, участвующий в угнетении активности бодрствующих систем.

Важную роль в регуляции сна играет аденозин — вещество, накапливающееся в мозге в течение бодрствования и создающее так называемое «давление сна».

¶Функции сна

Точные функции сна до конца не выяснены, однако научные исследования выделяют несколько ключевых задач:

1. Восстановление организма — во время глубокого сна происходит репарация тканей, синтез белка и гормонов, снижение уровня катаболических процессов.
2. Консолидация памяти — во время сна, особенно в фазе быстрого сна, происходит перенос информации из кратковременной памяти в долговременную, а также очистка мозга от избыточных синаптических связей.
3. Метаболическая очистка — во время сна усиливается работа глимфатической системы, которая удаляет из мозга продукты метаболизма, включая бета-амилоид, связанный с болезнью Альцгеймера.
4. Терморегуляция — снижение температуры тела во время сна способствует экономии энергии.
5. Иммунная регуляция — во сне активируются иммунные процессы, а недостаток сна повышает восприимчивость к инфекциям.

¶Потребность во сне

Потребность во сне индивидуальна и зависит от возраста, генетических особенностей и образа жизни. Новорождённые спят до 16–20 часов в сутки, дети школьного возраста — около 9–11 часов, взрослые — в среднем 7–9 часов, пожилые люди — 6–7 часов. Существует феномен «короткоспящих» — людей, которым достаточно 4–6 часов сна без ущерба для здоровья, что связано с генетическими мутациями (например, в гене DEC2).

Хронический недосып приводит к снижению когнитивных способностей, ослаблению иммунитета, повышению риска сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения и сахарного диабета второго типа.

¶Расстройства сна

Нарушения сна классифицируются по международной классификации расстройств сна (ICSD-3) и включают несколько основных групп:

• Инсомния — трудности засыпания или поддержания сна (бессонница);
• Гиперсомния — чрезмерная дневная сонливость, включая нарколепсию;
• Парасомнии — нежелательные феномены во время сна (снохождение, ночные кошмары, сноговорение);
• Нарушения дыхания во сне — обструктивное апноэ сна, характеризующееся остановками дыхания;
• Синдром беспокойных ног — неприятные ощущения в конечностях, вынуждающие двигаться и мешающие засыпанию;
• Нарушения циркадного ритма — несовпадение внутренних биологических часов с внешним расписанием (например, при сменной работе или джетлаге).

¶Сновидения

Сновидения — субъективные образы, возникающие преимущественно в фазе быстрого сна. Механизм генерации сновидений связан с активацией лимбической системы и ассоциативных зон коры при блокировании сенсорного входа. Содержание сновидений часто отражает эмоциональные переживания и события прошедшего дня. Научное изучение сновидений затруднено их субъективностью, однако исследования с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии позволяют частично «декодировать» зрительные образы сновидений.

¶Исследования сна

Научное изучение сна началось в конце XIX века, однако систематические исследования стали возможны после изобретения электроэнцефалографии в 1920-х годах. В 1953 году американские исследователи Юджин Азеринский и Натаниэль Клейтман открыли фазу быстрого сна. В 1980-х годах российский физиолог Иван Пигарёв выдвинул теорию о роли сна висцеральных систем, согласно которой во время сна мозг обрабатывает сигналы от внутренних органов. В 2017 году за открытие молекулярных механизмов циркадных ритмов Нобелевская премия по физиологии или медицине была присуждена Джеффри Холлу, Майклу Росбашу и Майклу Янгу.

В России исследования сна ведутся в рамках сомнологии — междисциплинарной области на стыке физиологии, неврологии и психологии. Значительный вклад в развитие отечественной сомнологии внёс Александр Вейн, основавший в 1970-х годах школу изучения сна в Москве.

¶Гигиена сна

Гигиена сна — совокупность практических рекомендаций, направленных на улучшение качества сна. К ним относятся соблюдение регулярного графика сна, обеспечение темноты и тишины в спальне, поддержание комфортной температуры (18–22 °C), отказ от кофеина и алкоголя перед сном, ограничение использования электронных устройств за час до сна, а также регулярная физическая активность в дневное время.