Качественный сон важен для многих аспектов здоровья, однако многие люди изо всех сил пытаются выспаться каждую ночь. Этот пост расскажет вам о научно обоснованной пользе сна для здоровья.
Что такое сон?
Определение
Сон можно определить по-разному. Согласно одному определению, сон — это естественное и обратимое состояние сниженной реактивности и относительной бездеятельности, сопровождающееся потерей сознания в отношении окружающего мира, сновидений и характерных паттернов активности мозга. Обычно считается необходимым для восстановления и восстановления жизненно важных телесных и психических функций [1].
Сон происходит через равные промежутки времени. У людей есть постоянная потребность во сне, поэтому потеря или задержка регулярного сна приводит к впоследствии продолжительному сну [2].
Стадии сна
Существует два типа сна: сон без быстрых движений глаз (NREM) и сон с быстрыми движениями глаз (REM).
Сон с быстрым движением глаз (REM)
Быстрый сон характеризуется высокочастотной низковольтной электрической активностью мозга (измеряемой с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ)) и вспышками быстрых сокращений глазных мышц, заставляющих глаза быстро двигаться. Считается, что сновидения возникают во время этой фазы сна [3].
Исследования показывают, что нормальный ночной сон здорового человека обычно включает 4-5 различных циклов быстрого сна. Быстрый сон составляет около 20% от общего времени, проведенного во сне [3].
Сон с небыстрым движением глаз (NREM)
Большая часть ночного сна проходит в медленном сне, который далее делится на 4 подстадии (стадии I-IV) [1]:
- Стадия I (N1), описываемая как самая легкая стадия сна.
- Стадия II (N2), определяемая появлением специфических типов пиков в спектре ЭЭГ (известных как К-комплексы и сонные веретена). На сон N2 обычно приходится более половины сна.
- Стадии III и IV (N3 и N4), самые глубокие стадии сна, которые характеризуются медленными мозговыми волнами, называемыми дельта-мозговыми волнами. Вместе стадии III и IV называются медленным сном (МВС).
Все ли стадии сна одинаково важны?
Согласно одной из гипотез, медленный сон (ММС) может быть наиболее восстанавливающей стадией сна, которая может оказать наибольшее влияние на иммунную регуляцию [1].
В течение одного периода сна REM- и NREM-сны циклически чередуются. Согласно исследованию [3], первое прохождение через четыре стадии медленного сна обычно занимает 70-100 минут у большинства здоровых людей.
И быстрый, и медленный сон важны. Нерегулярная цикличность и/или отсутствие стадий сна связаны с нарушениями сна [4].
Предварительные данные свидетельствуют о том, что люди с воспалением, как правило, испытывают проблемы с достаточно глубоким сном (стадии 3 и 4). Ученые предполагают, что воспаление может привести к активации оси HPA и повышению уровня CRH, что может уменьшить глубину сна. Для проверки этой связи необходимы дополнительные исследования [5].
Когда обратиться к врачу
Этот пост посвящен науке о сне и носит исключительно информационный характер.
Если вы испытываете проблемы со сном, в том числе бессонницу, нерегулярный режим сна или обструктивное апноэ во сне, важно поговорить с врачом, особенно ваша неспособность получить качественный сон значительно влияет на вашу повседневную жизнь.
Ваш врач должен диагностировать и лечить любые основные состояния, вызывающие ваши симптомы.
Ограничения исследований
Большинство исследований, охваченных в этой статье, имеют дело только с ассоциациями, а это означает, что причинно-следственная связь не установлена.
Например, тот факт, что тревога связана с плохим сном или бессонницей, не означает, что тревога вызвана проблемами со сном. Даже если исследование показало, что лишение сна способствует расстройствам настроения, таким как тревога или депрессия, вряд ли это единственная причина.
Помните, что сложные расстройства, такие как тревога, всегда связаны с множеством возможных факторов, включая химический состав мозга, окружающую среду, состояние здоровья и генетику, которые могут варьироваться от одного человека к другому.
Имея это в виду, давайте углубимся во все способы, которыми сон может повлиять на мозг, обмен веществ, сердце и иммунитет.
Сон и здоровье мозга
1) Память и когнитивная функция
Ученые объясняют, что сон необходим для эффективной когнитивной функции. Считается, что он поддерживает как когнитивные функции, так и память, в то время как недостаток сна вреден для когнитивных функций [6].
Недостаток сна снижает многие когнитивные способности, включая внимание, речь, рассуждение, принятие решений, обучение и память [7, 8, 9].
У детей укороченная продолжительность сна, особенно в возрасте до 41 месяца, связана с более низкими когнитивными способностями и тестами на развитие [10].
У взрослых, полностью лишенных сна, наблюдался дефицит кратковременной памяти и их способности выполнять бессознательные и повторяющиеся движения по памяти, такие как езда на велосипеде и завязывание шнурков [11].
Научные исследования показывают, что сон может поддерживать когнитивное здоровье, укрепляя и стабилизируя новые воспоминания, полученные перед сном. Также считается, что он помогает перерабатывать относительно свежие воспоминания и интегрировать их в уже существующую сеть долговременных воспоминаний [12, 13, 14, 15, 16, 17].
Некоторые ученые предполагают, что короткий период сна перед обучением может повысить способность запоминать новую информацию [18].
Ограниченные исследования также показывают, что дневной сон может уменьшить сонливость и улучшить когнитивные функции, особенно у людей, которые не высыпаются ночью [19].
2) Очистка метаболических отходов
Глимфатическая система очищает мозг от метаболических отходов, в то время как жидкость, окружающая клетки головного и спинного мозга (цереброспинальная жидкость), удаляет бета-амилоидные метаболиты из головного мозга [20, 21].
Одна теория утверждает, что сон может стимулировать глимфатическую систему и спинномозговую жидкость для выведения метаболических отходов из мозга взрослого человека [22].
Ученые предполагают, что, когда люди хорошо спят, их глимфатическая система может эффективно удалять побочные продукты клеточных отходов, которые накапливаются снаружи и внутри клеток мозга. Для проверки этой теории необходимы дополнительные исследования [23].
3) Поддержка клеток мозга
Согласно ограниченным исследованиям, уровни окисленного глутатиона увеличиваются в конце дня и во время сна. Окисленный глутатион считается вызывающим сон веществом, которое может противодействовать токсичности глутамата и поддерживать выживание клеток мозга. Однако исследований на людях недостаточно, чтобы подтвердить это [24].
4) Психическое здоровье
Исследования указывают на тесную связь между психическими расстройствами и плохим сном, но исследования еще не определили, что является причиной, а что следствием. Оказывается, связь между психическим здоровьем и сном непростая.
Имеющиеся данные показывают, что у большинства пациентов с депрессивными расстройствами также наблюдаются нарушения сна. Трудности с засыпанием или поддержанием сна, или с тем и другим, были зарегистрированы примерно у трех четвертей всех пациентов с депрессией [25].
С другой стороны, у пациентов со стойкой бессонницей риск развития депрессии в 2–3,5 раза выше, чем у людей без бессонницы [26, 27]. Около 73% подростков с большой депрессией также сообщали о бессоннице и гиперсомнии (чрезмерном сне) [28].
Нарушения сна также были связаны с другими психическими заболеваниями, в том числе [29]:
- генерализованное тревожное расстройство
- паническое расстройство
- посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР)
Кроме того, 32% людей которые утверждают, что у них «мозговой туман», также имеют диагностированное расстройство сна, чаще всего бессонницу, апноэ во сне или синдром беспокойных ног [30].
В условиях психиатрической практики дети и подростки с СДВГ часто сообщали о проблемах со сном, особенно о трудностях с засыпанием и поддержанием сна [31].
Большинство антидепрессантов подавляют быстрый сон (REM), но как это влияет на симптомы, неясно. Сокращение быстрого сна иногда считается полезным для людей с расстройствами настроения, поскольку считается, что слишком много быстрого сна ухудшает настроение и память у людей, страдающих тревогой или депрессией [32, 33].
Сон и метаболическое здоровье
5) Может контролировать аппетит
Ученые считают, что аппетит в основном контролируют два гормона: лептин и грелин. Лептин обычно снижает аппетит, а грелин его повышает. Однако лептин также может повышать аппетит [34].
Кроме того, лептин также снижается при потере веса и умеренном голодании. В этом смысле считается, что низкий уровень лептина сигнализирует о состоянии дефицита и увеличивает потребление пищи. Потеря сна может иметь аналогичный эффект [34].
Таким образом, хотя наука предполагает, что правильный сон помогает поддерживать здоровый аппетит, взаимосвязь между сном и этими гормонами менее ясна.
Как у животных, так и у людей потеря сна связана со снижением уровня лептина и повышением уровня грелина, что приводит к повышенному аппетиту [35, 36].
У лишенных сна молодых мужчин уровень лептина снизился на 18%, а уровень грелина увеличился на 28%, что привело к общему увеличению аппетита на 23% по сравнению с уровнями, наблюдаемыми после здорового сна [37].
Кроме того, уровень лептина прямо пропорционален количеству жира в организме человека, и влияние сна может быть незначительным. Необходимы дополнительные исследования [38].
6) Потеря веса
Нездоровый сон связан с ожирением и проблемами с питанием [39].
Продолжительность сна менее 6 часов в сутки связана с более высоким индексом массы тела (ИМТ) [40, 41].
Анализ Национального исследования здоровья и питания показал, что взрослые, которые спали менее 7 часов в сутки, чаще страдали ожирением [42].
Люди, которые спали всего 5,5 часов в сутки, потеряли на 55% меньше жира и на 60% больше безжировой массы (например, костей и мышц) по сравнению с людьми, которые спали 8,5 часов в сутки [43].
Однако до сих пор неясно, могут ли проблемы со сном напрямую вызывать увеличение веса. Несмотря на это, недосыпание ухудшает общее самочувствие. Вот почему достаточное количество спокойного сна должно быть в списке мер по здоровому образу жизни для людей, стремящихся похудеть.
7) Чувствительность к инсулину
Достаточное количество качественного сна может поддерживать баланс сахара и инсулина в организме. Согласно одному исследованию, толерантность к глюкозе была значительно ниже у молодых людей, лишенных сна, по сравнению с теми, кто спал хорошо [44].
Также предполагается, что лишение сна приводит к снижению чувствительности к инсулину [45].
В когортном исследовании у мужчин, сообщивших о короткой продолжительности сна (менее или равной 6 часам в сутки), вероятность развития диабета была в два раза выше, чем у мужчин, сообщивших о 7-часовом сне в сутки [46].
В том же исследовании у мужчин, которые сообщили о длительном сне (более 8 часов сна в сутки), вероятность развития диабета была в три раза выше, чем у тех, кто сообщил о 7 часах сна в сутки [46].
Таким образом, как короткая, так и длительная продолжительность сна связаны с повышенным риском развития диабета. Необходимы более крупные многоцентровые исследования на людях [47].
Предполагается, что метаболические пути, связанные со сном, влияют на развитие диабета 2 типа.
8) Здоровье печени
Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) — это заболевание, характеризующееся избытком жира в печени у людей, которые употребляют мало алкоголя или вообще не употребляют его. В долгосрочной перспективе это может привести к циррозу (рубцеванию) печени.
Короткая продолжительность сна и плохое качество сна были связаны с повышенным риском НАЖБП в одном исследовании [48].
Другое исследование показало связь между продолжительным ночным сном и умеренно повышенным риском НАЖБП [49].
Сон и сердечно-сосудистое здоровье
Ученые считают, что сон влияет на сердечно-сосудистую функцию как у здоровых людей, так и у людей с сердечными заболеваниями [50]. Согласно ограниченным данным, качественный сон может снизить риск сердечных заболеваний; нездоровый сон был связан с сердечными заболеваниями [51].
9) Артериальное давление
В одном исследовании продолжительность сна менее 5 часов в сутки была связана с повышенным риском высокого кровяного давления (гипертонии) у лиц в возрасте от 32 до 59 лет [52].
По мнению некоторых исследователей, более высокий риск гипертонии в сочетании с повышенной активностью симпатической нервной системы (борьбы или бегства), вызванной недостатком сна, может лежать в основе взаимосвязи между недосыпанием и сердечными заболеваниями. Необходимы дополнительные исследования [47].
10) Ишемическая болезнь сердца
Как аномально короткая, так и длинная продолжительность сна, о которой сообщали сами пациенты, были независимо связаны с умеренно повышенным риском ишемической болезни сердца [47].
В этом исследовании мужчины, которые спят 4 часа или меньше в сутки, чаще умирают от ишемической болезни сердца, чем те, кто спит 7-9 часов в сутки [53].
С другой стороны, женщины, спящие 9 и более часов в сутки, имели более высокий риск развития ишемической болезни сердца, чем женщины, спящие 7–9 часов [54].
Требуются более масштабные исследования.
Сон и баланс иммунной системы
Хороший сон поддерживает здоровый иммунный ответ, в то время как недостаток сна, как предполагается, усугубляет воспаление и аутоиммунитет.
11) Иммунная защита
Ученые считают, что достаточный сон укрепляет иммунную функцию и уменьшает чрезмерное воспаление [55, 56].
Недостаток сна повышает восприимчивость к инфекциям и ухудшает способность бороться с бактериальными, вирусными и паразитарными инфекциями [57, 58].
Хороший сон также может повысить способность иммунной системы помнить о предыдущей инфекции и обеспечить более эффективный ответ в случае повторного заражения [57, 59]. Это предполагаемый механизм вакцинных адъювантов, и поэтому качество сна исследуется как изменение образа жизни, которое может улучшить реакцию на вакцинацию.
Ограниченные данные свидетельствуют о том, что у людей, лишенных сна, более высокий уровень циркулирующих иммунных клеток (Т-клеток и NK-клеток) и уровней воспалительных цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО-α и т. д.) [58]. Теоретически повышенный уровень воспалительных цитокинов может способствовать развитию воспалительных заболеваний.
12) Аутоиммунное заболевание
Лишение сна снижает активность регуляторных Т—клеток
Т-регуляторные клетки (Treg) подавляют неадекватные иммунные реакции и не дают иммунной системе атаковать собственные клетки организма. Это также называется самотерпимостью [60]. Предполагается, что нарушение этого процесса вызывает аутоиммунные заболевания, хотя для доказательства этого требуется дополнительная работа [61].
В одном исследовании, в котором экспериментально лишали сна здоровых людей, активность treg была снижена. Авторы предположили, что лишение сна может способствовать развитию аутоиммунных заболеваний [62].
Лишение сна может усилить воспаление и иммунный ответ Th17
Предполагается, что лишение сна увеличивает выработку провоспалительных цитокинов, таких как IL-1, IL-1β, IL-6, TNF-ɑ и IL-17. Однако для подтверждения этого по-прежнему не хватает больших человеческих данных.
Некоторые ученые считают, что нарушение сна может вызывать системное воспаление и активировать клетки Th17, что приводит к аутоиммунным заболеваниям [63, 64, 65]. В одном предварительном исследовании уровень цитокина Th17 IL-17 оставался повышенным после лишения сна даже после восстановления в течение 7 дней [66].
Активация Th17 была связана с несколькими аутоиммунными заболеваниями, включая системную красную волчанку (СКВ), ревматоидный артрит (РА), воспалительное заболевание кишечника и рассеянный склероз [64].
Исследования показывают, что у мышей с хроническим недосыпанием развивается аутоиммунное заболевание, сильно напоминающее системную красную волчанку (СКВ). Человеческие данные об этом отсутствуют [67, 68].
Сон и гормональный баланс
13) Реакция на стресс (ось HPA)
Ось гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая (ГГН) также описывается как ось реакции на стресс, поскольку она может активироваться в ответ на физиологический или эмоциональный стресс [69].
Сон, особенно медленный сон, по-видимому, подавляет ось HPA и секрецию кортизола у животных [70].
С другой стороны, потеря сна и нарушение сна активируют ось реакции на стресс HPA и, таким образом, увеличивают уровни CRH и кортизола [71, 72].
14) Ось гормонов щитовидной железы
Ось гипоталамо-гипофизарно-щитовидная железа (ГГТ) в первую очередь работает для поддержания нормального уровня циркулирующих гормонов щитовидной железы и отвечает за регуляцию метаболизма [73, 74].
Гипоталамус ощущает низкий уровень циркулирующих гормонов щитовидной железы и реагирует выбросом тиреотропин-рилизинг-гормона (ТРГ). Затем ТРГ стимулирует гипофиз к выработке тиреотропного гормона (ТТГ). ТТГ дополнительно стимулирует щитовидную железу к секреции тиреоидных гормонов Т3 (трийодтиронин) и Т4 (тироксин).
Качественный сон подавляет секрецию ТТГ у людей, в то время как недостаток сна повышает уровни ТТГ, Т3 и Т4 [75, 76, 77, 78].
Уровни ТТГ увеличиваются при острой депривации сна, но могут снижаться при хронической депривации сна [79]. Повышение ТТГ угнетает репродуктивные функции.
Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как взаимодействуют сон и гормоны щитовидной железы.
15) Уровни тестостерона
Исследования показывают, что у молодых взрослых мужчин уровень тестостерона начинает повышаться при засыпании и достигает пиковых уровней во время первого курса быстрого сна. Достигнув своего пика, уровень тестостерона остается неизменным до пробуждения [80, 81]. Степень всплесков тестостерона во время сна и снижения во время бодрствования у разных людей различалась [82].
Считается, что лишение сна нарушает этот естественный подъем и падение уровня тестостерона. Например, полное лишение сна снижает уровень тестостерона у мужчин [83, 84]. Это снижение может зависеть от возраста, с большим снижением у пожилых мужчин [81, 85].
В клиническом когортном исследовании мужчины с более низким уровнем тестостерона также имели более низкую эффективность сна. Необходимы более масштабные исследования на людях [86].
16) Уровни эстрогена
Баланс эстрадиола (основного вида эстрогена, вырабатываемого яичниками) необходим для поддержания репродуктивного здоровья женщин. У женщин репродуктивного возраста частичная депривация сна и переменный график сна повышали уровень эстрадиола примерно на 60% по сравнению с женщинами, не имевшими дефицита сна [87].
Однако у женщин позднего репродуктивного возраста (перименопауза) плохое качество сна было связано с более низким уровнем эстрадиола [88].
В другом исследовании у женщин в пре- и постменопаузе с нарушениями дыхания во сне был более низкий уровень эстрадиола по сравнению с женщинами того же возраста и цикла без нарушений дыхания во сне [89].
17) Фертильность у женщин
Потеря сна повышает уровень нескольких гормонов гипофиза, которые мешают нормальной репродуктивной функции у женщин.
Предполагается, что у женщин репродуктивного возраста повышение уровня ТТГ (как это наблюдается при гипотиреозе) из-за лишения сна вызывает несколько репродуктивных проблем, включая проблемы с овуляцией (ановуляция), повторные выкидыши, отсутствие менструаций и нерегулярные менструальные циклы [90, 91].
Кроме того, высокие уровни ТТГ могут повышать пролактин, что связано с ановуляцией, синдромом поликистозных яичников и эндометриозом [92].
Высокий уровень лютеинизирующего гормона (ЛГ, обычно повышенный при синдроме поликистозных яичников) также может быть причиной бесплодия у некоторых женщин. Исследователи предполагают, что здоровый сон поддерживает нормальный уровень ЛГ, хотя и колеблется [79]. Ограниченные данные свидетельствуют о том, что лишение сна может увеличить колебания ЛГ с общим уровнем выше здорового [87].
18) Гормон роста
Влияние сна на гормон роста у взрослых остается в значительной степени неизученным. У здоровых молодых людей экспериментально индуцированный медленный сон приводил к увеличению высвобождения гормона роста [93].
В другом исследовании средние уровни гормона роста были выше во время медленного сна по сравнению с другими стадиями сна [94].
Ученые обнаружили, что уровень гормона роста также увеличивается во время дневного сна, но в большей степени во время дневного сна, чем во время утреннего [95].
Сон и пищеварение
Лишение сна, по-видимому, ухудшает симптомы всех расстройств пищеварения [55].
19) Защита желудка
Во время сна защитные механизмы против язв желудка усиливаются, а секреция желудочного сока снижается [96, 97, 98].
Во время медленного сна гладкие мышцы толстой кишки сокращаются меньше, поэтому эта фаза сна считается «периодом отдыха» для толстой кишки.
Было показано, что у животных частичное лишение сна нарушает целостность слизистой оболочки желудка [99]:
- повышение кислотности желудка
- повышение уровня гастрина в крови (гормон, стимулирующий секрецию желудочного сока)
- увеличение гистамина
- увеличение норадреналина
- снижение кровотока в слизистой оболочке желудка
Это не было исследовано на людях. Тем не менее, ученые считают, что лишение сна может повредить желудок и стать одним из факторов риска развития язвы.
Здоровый сон может защитить от образования язвы, поскольку женщины, которые спят больше, менее склонны к язвенной болезни. Это еще предстоит проверить в более крупных исследованиях [96].
20) Функция кишечника
Нарушения сна распространены среди пациентов с синдромом раздраженного кишечника (СРК) [100, 101]. СРК связан с повышением уровня КРГ, что снижает глубину сна и увеличивает фазу быстрого сна [102].
В одном исследовании симптомы пациентов с СРК уменьшались, когда испытуемые лучше спали [103].
Также предполагалось, что нарушение сна оказывает неблагоприятное воздействие на функцию кишечника [104, 105, 106].
При болезни Крона повышение уровня IL-6, вызванное лишением сна, по-видимому, ухудшает симптомы [55].
Наконец, поперечное исследование показало почти 3-кратное увеличение риска кишечных расстройств у пациентов с бессонницей. Требуются многоцентровые исследования [55].
Исследование сна и рака
Связь между сном и раком до сих пор неясна. Мы обрисовали в общих чертах некоторые из существующих исследований ниже, но требуется гораздо больше работы.
Проблемы со сном, такие как трудности с засыпанием или поддержанием сна, плохая эффективность сна, раннее пробуждение и чрезмерная дневная сонливость, распространены у больных раком [107].
Исследования метаанализа предполагают положительную связь между продолжительностью сна и колоректальным раком [108].
Как чрезвычайно короткая, так и длинная продолжительность сна умеренно увеличивала риск колоректального рака у женщин в постменопаузе [109].
Когортный анализ женщин предполагает, что более длительный сон может быть связан с повышенным риском эстроген-опосредованного рака, хотя это остается неподтвержденным [110].
Одна группа авторов предположила связь между продолжительностью сна менее или равной 6 часам и риском рака предстательной железы, в то время как продолжительность сна продолжительностью более или равной 9 часам была связана с более низким риском [111].
Как короткая, так и длинная продолжительность сна были связаны с раком молочной железы [112, 113].
Исследователи предполагают, что продолжительность сна может влиять на риск рака молочной железы, возможно, через его влияние на уровень мелатонина. Считается, что природный мелатонин активирует некоторые пути борьбы с раком, хотя это не было подтверждено у людей [114, 115, 116, 117, 118].
Производство мелатонина тесно связано с продолжительностью сна. Работа в ночную смену нарушает режим сна и, таким образом, снижает уровень мелатонина. Некоторые исследователи считают, что это может объяснить, почему работники ночной смены имеют более высокий риск развития рака, но достоверных данных, подтверждающих это, недостаточно [119, 120, 121].
Кроме того, считается, что сон поддерживает здоровье за счет:
- Контроль воспаления [55, 56]
- Поддержание иммунной функции [122]
- Поддержка баланса эстрогена и тестостерона [87]
- Поддержание здорового уровня окислительного стресса [123]
