Сон. Почему мы спим и как нам это лучше всего удается - Питер Шпорк

Однако и в периоды легкого и глубокого сна перед нашими органами стоят биологически осмысленные задачи. Постепенно ученые открыва­ют происходящие повсюду в теле процессы, которые систематически изменяются в течение ночи. Многие из них управляются внутренними часами. Эта система измерения времени активизирует некоторые про­цессы, видимо, особенно важные для сна, и подавляет другие, которые, очевидно, нужнее нам в состоянии дневной активности.

Хронобиологам особенно бросились в глаза три поддающихся изме­рению фактора, поскольку они следуют физиологическому суточному ритму отчетливее, чем остальные сигналы нашего тела: это подъемы и понижения уровня ночного гормона мелатонина и гормона стресса кор­тизола, а также колебания температуры тела.

В течение ночи медиатор сна мелатонин продолжает свой начав­шийся незадолго до появления вечерней усталости подъем. Пока его уровень непрерывно подымается, температура тела продолжает по­нижаться. Лишь к середине сна, когда максимума достигает хронобиологическая составляющая сонливости, оба эти процесса переходят в свою противоположность. В этот момент мы больше всего настроены на сон: уровень в крови активизирующего гормона стресса кортизола минимален, работоспособность тела достигает абсолютного суточно­го минимума. Температура тела у многих людей в это время не превышает 36 °С. Если мы не находимся в фазе БС, то пульс и кровяное давление сейчас настолько низкие, что мы крайне медленно приходим в себя, если нас в такой момент разбудить. А если мы все же проснем­ся, то, скорее всего, будем мерзнуть.

Ночное понижение работоспособности является проблемой для тех людей, которым приходится бодрствовать ночь напролет, например из-за работы в ночную смену или из-за того, что они очень неразумно решили уже с вечера выехать в отпуск на собственной машине. Когда внутренние часы показывают время сна, сообразительность и способ­ность принимать решения у нас минимальны, а замедленность реак­ции — максимальна. Это приводит к увеличению числа дорожно-транспортных происшествий и несчастных случаев на работе. Не случайно такие катастрофы, как крушение нефтяного танкера «Эксон Вальдес» у побережья Аляски или аварии атомных реакторов в Чернобыле и Гаррисбурге, связаны с ошибочными решениями персонала, принимав­шимися посреди ночи, в моменты, близкие к абсолютному минимуму работоспособности.

Уровень мелатонина в это время максимально высок. Из-за этого нам не только с особенной силой хочется спать, но и настроение значи­тельно хуже, чем обычно, вероятно, потому, что шишковидная железа растрачивает для производства мелатонина «гормон счастья» серото­нин. Дело в том, что мелатонин является производным серотонина, и поэтому в моменты высокой потребности организма в гормоне сна в наших нервных клетках слишком мало серотонина, чтобы обеспечить хорошее настроение и оптимистический взгляд на жизнь.

Если мы сейчас проснемся и некстати примемся думать о каком-ни­будь важном событии минувшего или предстоящего дня, то мы будем чувствовать себя отвратительно и с трудом сумеем взглянуть на вещи позитивно. Каждый знает, что ночные размышления редко помогают найти выход из трудного положения. Более того, сомнительные сооб­ражения нашего одурманенного мелатонином, склонного к мрачным мыслям мозга вызывают неприятный стресс, так что возвращение ко сну часто затягивается до бесконечности.

Поэтому врачи прежде всего объясняют людям, страдающим от бес­сонницы, эти естественные взаимосвязи. Часто человеку бывает доста­точно знать, что ночная тоска имеет физиологическую причину и пройдет сама собой через несколько часов, когда первые лучи солнца прогонят из крови последние остатки боящегося света мелатонина, а уровень серо­тонина повысится. Во всяком случае, поговорка «с утра жизнь веселее» («утро вечера мудренее») поздней ночью верна абсолютно.

После 4-5 ч ночи организм постепенно начинает подготовку к следу­ющему дню. Центр времени в супрахиазматических ядрах для начала дает окружающим его нервным клеткам сигнал выделять гормон, стиму­лирующий секрецию кортикотропина (так называемый кортиколиберин или кортикотропин-рилизинг-гормон). Этот гормон побуждает располо­женную посреди мозга на высоте носа железу под названием гипофиз, или нижний мозговой придаток, вбрасывать в кровь вещество под названием адренокортикотропин. Дойдя с кровотоком до коры надпочечников, кортикотропин вызывает секрецию кортизола. Одновременно надпочечники выделяют и другие так называемые гормоны стресса, в частности адре­налин. Все эти сигнальные вещества, или нейромедиаторы, приводят ор­ганизм в полную готовность к активной деятельности.

В последние два часа перед пробуждением выработка кортизола резко увеличивается и к моменту, когда мы просыпаемся, достигает суточного максимума. Это определяет переключение с ночной программы сна на дневную программу активной деятельности, усвоения информации и до­бывания пищи. Гормоны стресса убыстряют кровообращение, усиливая кровоснабжение мышц, вызывают в печени выработку сахара как легко доступного горючего, замедляют работу иммунной системы, повышают температуру тела, частоту сердечных сокращений и кровяное давление.

Коллектив биологов под руководством Яна Борна в Любеке нагляд­но показал в 1999 г., почему ученые называют утренний максимальный уровень кортизола утром «биохимическим будильником». В ходе экс­перимента испытуемым иногда сообщали перед засыпанием, что их разбудят в 6 ч утра, а иногда, что в 9. На самом деле людей, ожидавших пробуждения в 9, тоже будили в 6. «У тех подопытных, которые ожида­ли, что их разбудят в 6, наблюдался в последний час перед пробужде­нием значительно более высокий уровень адренокортикотропина, чем у тех, кого будили неожиданно», — рассказывает Борн.

Очевидно, мы бессознательно влияем на время выброса гормонов и таким образом сами управляем временем пробуждения. Поэтому люди, утверждающие, что могут проснуться в назначенный час без будильни­ка, говорят правду.

Рост и обновление

Самое неприятное, на мой взгляд, что могло со мной случится в ту ночь в базельской лаборатории сна, — это необходимость среди ночи разбираться в путанице проводов, чтобы достать из-под крова­ти ночной горшок. Однако заранее было понятно, что такое развитие событий маловероятно. Когда мозг переключается на сон, он прини­мает множество мер к тому, чтобы организм не мешал самому себе. В частности, мозг активирует сигнальные вещества, благодаря кото­рым мочевой пузырь во сне наполняется намного медленнее, чем во время бодрствования.

В 1957 г. хронобиологи доказали, что эта функция обеспечивается не внутренними часами, а самим сном. Несколько участников экспери­мента в период полярного дня провели неделю на Шпицбергене. При этом их наручные часы были без их ведома настроены так, что сутки продолжались 27 ч. Ритм сна и бодрствования подопытных поразитель­но быстро настроился на эту периодичность. Зато циклы мелатонина, кортизола и колебаний температуры тела упорно продолжали следо­вать 24-часовым суткам внутренних часов.

Так было доказано то, что знакомо многим по опыту дальних поез­док: ритм сна сравнительно легко приспосабливается к новому времени, зато остальные функции тела заметно отстают. Поэтому после переле­тов в дальний часовой пояс мы чувствуем себя порой отвратительно без всякой видимой причины, несмотря на нормальный ночной сон. Кроме того, эксперимент показал, что многие процессы в организме, подчи­няющиеся суточному ритму, зависят не от внутренних часов, а от со­стояния сна или бодрствования: подопытные испытывали потребность опорожнить мочевой пузырь сразу после пробуждения, то есть через 27, а не через 24 ч, как должен был бы предписывать их биологический датчик времени.

Уже непосредственно перед засыпанием мозг начинает целенап­равленно модифицировать некоторые физиологические процессы. Переключившись на состояние сна, он не только замедляет выработ­ку мочи, но и понижает восприимчивость к боли от ранений и надав­ливания. Это позволяет нам лежать на поврежденных местах. Напро­тив, глубинная боль, например зубная, к ночи особенно усиливается, мешая уснуть. Легко может случиться, что из-за нее мы проведем бессонное время.

Ночью снижается и аппетит. Бессознательно работающая во сне часть мозга понижает уровень вызывающего голод гормона грелина, зато усиливает выработку лептина, ограничивающего аппетит. Сей­час мы должны спать, а не есть. Поэтому современные книги о ди­ете, рекомендующие для сбрасывания веса больше спать, не так уж не правы: американские сомнологи доказали за последние годы, что хронические нарушения сна действительно вызывают порой ожире­ние, поскольку выводят из равновесия тонко настроенный механизм обменных гормонов. Недостаток сна может вызвать дефицит лептина или невосприимчивость к нему; тогда преимущество получит гормон голода грелин и заставит нас съедать за день больше, чем действи­тельно необходимо организму.