Все про здоровый сон. Почему важно соблюдать режим? Почему эволюция заставила людей и животных спать? Как работает организм во время сна?

Сегодня всемирный день сна. Кажется, уже все знают, что здоровый сон – основа хорошего самочувствия, красоты и надежной памяти. Однако вдохновившись пусть и не всегда правдивыми, но впечатляющими рассказами про спавших по 4 часа Наполеона, Черчилля и Эйнштейна и следуя народной мудрости «после смерти выспимся», многие то и дело сокращают время на сон в надежде успеть больше.

О том, почему нельзя перехитрить природу и почему так важно высыпаться, рассказывает медицинский редактор Sports.ru Маргарита Климанова.

Эволюция сна

В попытках составить универсальное определение сна и объяснить его природу ученые многие десятилетия изучали не только сон людей, но и сон и сходное с ним поведение животных от беспозвоночных до приматов.

Если сон определять как «период отдыха, во время которого снижается ответ на внешние раздражители», то его можно обнаружить даже у такого примитивного животного без сформированной центральной нервной системы, как гидра. Правда, в отличие от большинства млекопитающих, полный цикл сна у нее занимает 4, а не 24 часа, как у млекопитающих.

Чем сложнее устроена нервная система, тем сложнее устроен и сон: у птиц и млекопитающих уже выделяют фазу быстрого или парадоксального сна, сопровождающуюся быстрыми движениями глаз, которую поэтому называют REM-сном (от англ. Rapid Eye Movement), и фазу медленного сна NREM-сон (от англ. Non Rapid Eye Movement).

Сон ставит животных в опасное положение: спящее животное уязвимо перед хищниками и природной стихией. Отсутствие сна могло бы дать предкам современных животных эволюционное преимущество. Поэтому тот факт, что все живые существа с развитой нервной системой спят, как раз говорит о необходимости сна для нормального функционирования организма – иначе животные с бесполезным признаком, ставящим под угрозу выживание, вымерли бы.

Даже китообразные, которые вынуждены регулярно всплывать для дыхания, спят – не задохнуться помогает так называемый однополушарный сон: одно из полушарий сохраняет активность, позволяя выполнять простейшие действия. Некоторые птицы также используют однополушарный сон во время длительных перелетов.

Почему мы спим: необходимость сна с точки зрения физиологии

Исследования позволяют предположить, что сон имеет нейропротекторное действие: позволяет вывести продукты метаболизма из нервной ткани. Так как это требует больших энергетических затрат и переключения системы, вывести метаболиты без ущерба для когнитивных функций можно только во время сна.

Также считается, что сон обеспечивает формирование нейронных связей и нейропластичность – то есть, чем лучше человек спит, тем лучше запоминает информацию.

Недосып приводит к снижению умственных способностей: становится сложнее сосредоточиться, формулировать мысли и принимать решения, страдает речь, а выполнение ежедневных задач занимает больше времени. Такое состояние не только мешает нормальной учебе и работе, но и ухудшает спортивные результаты и даже повышает риск попасть в аварию.

Недостаток сна опасен и для физического здоровья. При недосыпе возникает дисбаланс гормонов грелина и лептина, в норме обеспечивающих переключение между состояниями насыщения и голода: концентрация отвечающего за усиление чувства голода грелина растет, а обеспечивающего ощущение насыщения лептина – падает. Отсюда – постоянное желание есть. С хроническим недосыпом связывают ожирение, гипертонию и диабет второго типа.

Так как во время сна вырабатывается большая часть суточного соматотропина, гормона роста, вовлеченного в процессы восстановления и роста, сон крайне важен для детей и для спортсменов.

Что происходит с организмом во время сна

С точки зрения физиологии во время сна происходят следующие процессы.

• Особая иерархическая система в головном мозге обрабатывает сигналы о состоянии организма и на основании этих данных управляет переключением между бодрствованием и сном.

• Гипоталамус (отдел промежуточного мозга) получает сигнал от зрительной системы и при дневном свете снижает выработку эпифизом мелатонина, а с шести вечера усиливает синтез гормона сна. Концентрация мелатонина начинает расти и самое высокое значение достигает между двумя и четырьмя часами ночи, а после восьми утра возвращается на нормальный уровень.

• Ствол мозга пронизан сетчатой структурой – она называется «ретикулярная формация». Эта структура активирует различные участки мозга и обеспечивает бодрствование. Особая группа нейронов подавляет ее активность, чтобы мозг отдыхал и не просыпался. Если повредить ее во время сна, человек не сможет проснуться.

• Нейроны моста, отдела головного мозга, посылают сигналы в ствол мозга и спинной мозг, вызывая расслабление мышц (мышечную атонию). Они же отвечают за смену фаз сна.

• Во время сна активируется глимфатическая система – система каналов, которая обеспечивает выведение продуктов метаболизма из нервной ткани в цереброспинальную жидкость.

• Выделяется гормон роста.

Сон неодинаков: в разные фазы человек по-разному спит

Чтобы изучать сон и нарушения сна, ученые используют электроэнцефалографию – регистрируют электрические импульсы мозга с кожи головы.

На электроэнцефалограммах (ЭЭГ) можно увидеть волны разной амплитуды и частоты. У спящего человека на ЭЭГ видны периоды со сходными повторяющимися типами активности, на основании которых выделяют фазы сна.

Разберем фазы сна немного подробнее. На основе ЭЭГ в структуре сна выделяют:

– быстрый REM-сон, сопровождаемый быстрыми движениями глаз, которые легко заметить, наблюдая за спящим;

– медленный сон, он же NREM-сон, который состоит из стадий, каждая из которых связана со все более глубоким погружением в сон.

Эти фазы чередуются между собой: каждый цикл занимает примерно 90–100 минут.

Сон начинается с NREM фазы, в составе которой выделяют 4 стадии: первая представляет собой переход от состояния бодрствования ко сну, а 3–4 фазы – это так называемый медленноволновой сон, во время которого частота сердечных сокращений и дыхания стабильны, а метаболическая активность мозга снижается на 30%.

Через 80–90 минут после засыпания происходит переключение фаз – NREM меняется на REM. REM-сон по многим показателям напоминает бодрствование: глаза двигаются,, сердцебиение перестает быть стабильным. Именно в эту фазу мы видим сны, поэтому, чтобы избежать травм, пока вы убегаете или сражаетесь в сновидениях, мозг подавляет активность мышц конечностей. Первый период REM-сна длится до 5 минут, но с каждым последующим циклом его доля увеличивается.

Применяем научные знания на практике для составления графика сна

Человеку необходимо спать 4–6 полных цикла за ночь по 90 минут, то есть в среднем 7,5 часов.

Как мы уже писали, самый высокий уровень мелатонина в организме – в 2-4 часа утра, после чего он начинает снижаться. Именно в это время возможен наиболее глубокий и эффективный сон – поэтому желательно ложиться спать между 8 вечера и 12 часами ночи, чтобы сон пришелся на время максимальных концентраций гормона.

Легче всего просыпаться в первые две стадии медленного сна – в периоды поверхностного сна, поэтому желательно рассчитать время подъема так, чтобы попасть на самое начало нового цикла. Для этого нужно учесть, сколько по времени занимает засыпание.

Многие приложения  рассчитывают циклы сна, получая данные с фитнес-браслетов. Они считывают изменения в сердечном ритме (медленный, постоянный при NREM-сне) и двигательную активность, которая почти невозможна в быстрой фазе из-за атонии, и на основе этого определяют  длительность фаз и цикла. На основании этих данных приложение рассчитывает подходящее время для сна и пробуждения.

Эксперты не сходятся во мнении относительно того, могут ли приложения давать достоверные данные о сне: несмотря на эффективность, метод имеет свои ограничения, так как двигательная активность и ЧСС не всегда позволяют определить фазу сна. Поэтому, если вы подозреваете у себя нарушения сна или страдаете от бессонницы, необходимо обратиться к врачу и пройти ЭЭГ-мониторинг сна.

Сколько часов в день нужно спать

Согласно рекомендациям центра по контролю и профилактике заболеваний США и Национальной системы здравоохранения Великобритании, младенцы должны спать до 17 часов в день, дети ясельного и дошкольного возраста – по 11-14 часов в день, школьники от 6 до 12 лет – по 9–12 часов в сутки. Подросткам рекомендуют спать по 8–9 часов, взрослым – по 7–8 часов.

Для пожилых людей, которые зачастую страдают от снижения частоты и длительности периодов глубокого сна, рекомендуют увеличить длительность сна до 9 часов за ночь. Многие люди старше 60 лет чувствуют постоянную усталость, их мучает ощущение, что они спали плохо или недостаточно. В таких случаях необходима консультация специалиста, который сможет подобрать медикаментозную коррекцию.

Особую опасность недосып представляет для детей: возникают отставание в росте и развитии, снижение успеваемости, заторможенность, возможно даже появление психических проблем в дальнейшем.

Последствия недосыпа у взрослых разнятся. Небольшой единоразовый недосып можно компенсировать, правда, для компенсации всего одного пропущенного часа необходимо 4 дня полноценного сна. Если вам необходимо 8 часов сна, а вы будете спать только 7 в течение 10 дней, то когнитивные нарушения будут сравнимы с 24 часами, проведенными без сна, что сопоставимо с 0,1% алкоголя в крови и соответствует состоянию легкого опьянения. При этом 17–19 часов без сна (если спать 5-6 часов в день) сопоставимы с 0,5% алкоголя в крови.

Если спать 3 часа, то за это время успеет пройти только 2 цикла. Как уже упоминалось, длительность глубокого сна в первых циклах низка, поэтому полноценным сном это назвать нельзя. В связи с этим же нельзя будет «доспать» это время в течение дня.

Чем вреден долгий сон

К сожалению, не только недосып опасен: гиперсомния, сон дольше 9 часов, приводит к головным болям, боли в шее и спине. Она может быть проявлением таких заболеваний, как апноэ, нарколепсия и депрессия, поэтому нельзя пускать все на самотек – при постоянном желании спать или слишком продолжительном сне обязательно необходима консультация врача.

***

Для того, чтобы быть собранным и успешным на работе, в учебе и спорте, необходим полноценный сон.  Он нужен для восстановления и роста мышц, для профилактики ожирения и таких заболеваний, как диабет второго типа и гипертония. Соблюдать режим сна важно любому человеку, но он особенно важен для детей, пожилых и тех, кто подвергается высоким нагрузкам. Помните, спать меньше – успевать меньше и делать работу хуже. Обмануть тело не получится.