Biologia somnului

Aspecte patologice

Patologiile somnului pot fi împărțite în șase mari categorii: insomnie (dificultate pentru inițierea sau menținerea somnului); tulburări de respirație legate de somn (cum ar fi apneea de somn); hipersomnia de origine centrală (cum ar fi narcolepsia); tulburări de ritm circadian (cum ar fi jet lag); parasomniile (cum ar fi somnambulismul); și tulburări de mișcare legate de somn (cum ar fi sindromul picioarelor neliniștite [RLS]). Fiecare dintre aceste categorii conține multe tulburări diferite și subtipurile lor. Criteriile clinice pentru patologiile somnului sunt cuprinse în Clasificarea Internațională a Tulburărilor de Somn, care utilizează un sistem de grupare condensat: disomomii; parasomnii; tulburări de somn asociate cu afecțiuni mentale, neurologice sau de altă natură; și tulburări de somn propuse. Deși multe tulburări ale somnului apar atât la copii, cât și la adulți, unele tulburări sunt unice pentru copilărie.

Hipersomnia de origine centrală

Encefalita epidemică letargică este produsă de infecțiile virale ale mecanismelor de veghe la somn în hipotalamus, o structură la capătul superior al trunchiului cerebral. Boala trece adesea prin mai multe etape: febră și delir, hiposomnie (pierderea somnului) și hipersomnie (somn excesiv, uneori se învecinează cu comă). Se observă, de asemenea, inversiuni ale modelelor de veghe în somn de 24 de ore, la fel ca tulburările în mișcările ochilor. Deși tulburarea este extraordinar de rară, i-a învățat pe neuroștiștiști despre rolul anumitor regiuni cerebrale în tranzițiile somn-veghe.

Narcolepsia se crede că implică o funcționare anormală specifică a centrelor subcorticale de reglare a somnului, în special o zonă specializată a hipotalamusului care eliberează o moleculă numită hipocretină (denumită și orexină). Unele persoane care prezintă atacuri de narcolepsie prezintă unul sau mai multe dintre următoarele simptome auxiliare: cataplexie, o pierdere bruscă a tonusului muscular adesea precipitat de un răspuns emoțional, cum ar fi râsul sau uimirea și uneori atât de dramatic încât să determine persoana să cadă; hipnagogice (debutul somnului) și halucinații vizuale hipnopompice (trezire) de un soi de vis; și paralizie hipnagogică sau hipnopompică de somn, în care persoana nu este în măsură să miște mușchii voluntari (cu excepția mușchilor respiratorii) pentru o perioadă cuprinsă între câteva secunde și câteva minute. Atacurile de somn constau în perioade de REM la debutul somnului. Acea declanșare precoce a somnului REM (care apare la adulți sănătoși, în general, numai după 70–90 minute de somn NREM și la persoanele cu narcolepsie în 10-20 de minute) poate indica faptul că simptomele accesorii sunt aspecte disociate ale somnului REM; adică, cataplexia și paralizia reprezintă inhibarea motorie activă a somnului REM, iar halucinațiile reprezintă experiența de vis a somnului REM. Debutul simptomelor narcoleptice este adesea evident în adolescența mijlocie și la vârsta adultă tânără. La copii, somnolenta excesivă nu este neapărat evidentă. Însă, somnolenta se poate manifesta ca dificultăți de atenție, probleme de comportament sau hiperactivitate. Din această cauză, se investighează prezența altor simptome narcoleptice - cum ar fi cataplexia, paralizia de somn și halucinațiile hipnagogice.

Hipersomnia idiopatică (somn excesiv fără o cauză cunoscută) poate implica fie somnolență excesivă în timpul zilei și somnolență, fie o perioadă de somn nocturnă mai mare decât durata normală, dar nu include perioade REM cu debut somn, așa cum se observă în narcolepsie. Unul raportat concomitent cu hipersomnie, eșecul ritmului cardiac în timpul somnului, sugerează că somnul hipersomniac poate să nu fie la fel de odihnitor pe unitatea de timp, cum este somnul normal. În forma sa primară, hipersomnia este probabil de origine ereditară (așa cum este narcolepsia) și se crede că implică o anumită perturbare a funcționării centrelor de somn hipotalamice; cu toate acestea, mecanismele sale cauzale rămân în mare parte necunoscute. Deși s-au găsit unele modificări subtile în reglarea somnului NREM la pacienții cu narcolepsie, atât narcolepsia, cât și hipersomnia idiopatică, în general, nu sunt caracterizate de modele anormale de somn EEG. Unii cercetători consideră că anomalia în aceste tulburări implică un eșec al mecanismelor de „pornire” și „oprire” care reglementează somnul, mai degrabă decât în ​​procesul de somn în sine. Dovezi experimentale convergente au demonstrat că narcolepsia este adesea caracterizată printr-o disfuncție a neuronilor specifici localizați în hipotalamusul lateral și posterior care produc hipocretină. Hipocretina este implicată atât în ​​reglarea apetitului, cât și în somn. Se crede că hipocretina acționează ca un stabilizator pentru tranzițiile somn-veghe, explicând astfel atacurile subite de somn și prezența unor aspecte disociate ale somnului (REM) în timpul vegherii la pacienții narcoleptici. Simptomele narcoleptice și hipersomniacale pot fi uneori gestionate de medicamente excitante sau de medicamente care suprimă somnul REM.

Mai multe forme de hipersomnie sunt periodice și nu cronice. O tulburare rară a somnului excesiv periodic, sindromul Kleine-Levin, este caracterizată de perioade de somn excesiv care durează zile până la săptămâni, împreună cu un apetit răvaș, hipersexualitate și comportament psihotic în timpul câtorva ore de veghe. Sindromul începe de obicei în perioada adolescenței, pare să apară mai frecvent la bărbați decât la femei și, în cele din urmă, dispare spontan în perioada adolescenței târzii sau la vârsta adultă timpurie.

Insomnie

Insomnia este o tulburare care este de fapt formată din multe tulburări, toate având în comun două caracteristici. În primul rând, persoana nu este în măsură să inițieze sau să mențină somnul. În al doilea rând, problema nu se datorează unei tulburări medicale sau psihiatrice cunoscute și nici nu este un efect secundar al medicamentelor.

S-a demonstrat că, după criterii fiziologice, adormitorii săraci auto-descriși dorm în general mult mai bine decât își imaginează. Somnul lor, însă, prezintă semne de perturbare: mișcare frecventă a corpului, niveluri sporite de funcționare autonomă, niveluri reduse de somn REM și, în unele, intruziunea ritmurilor de trezire (valuri alfa) de-a lungul diferitelor stadii de somn. Deși insomnia într-o anumită situație este frecventă și fără importuri patologice, insomnia cronică poate fi legată de tulburări psihologice. Insomnia este tratată în mod convențional prin administrarea de medicamente, dar adesea cu substanțe potențial dependente și de altfel periculoase atunci când sunt utilizate pe perioade lungi. S-a demonstrat că tratamentele care implică programe cognitive și comportamentale (tehnici de relaxare, restricția temporară a timpului de somn și reîncadrarea treptată a acestuia etc.) sunt mai eficiente în tratamentul pe termen lung al insomniei decât intervențiile farmacologice.

Tulburări de respirație legate de somn

Una dintre problemele de somn mai frecvent întâlnite în societatea contemporană este apneea obstructivă de somn. În această tulburare, calea aeriană superioară (în regiunea din spatele gâtului, în spatele limbii) împiedică în mod repetat fluxul de aer din cauza unei obstrucții mecanice. Acest lucru se poate întâmpla de zeci de ori pe oră în timpul somnului. În consecință, există un schimb de gaze afectat în plămâni, ceea ce duce la reducerea nivelului de oxigen din sânge și creșteri nedorite ale nivelului de dioxid de carbon din sânge (un gaz care este un produs reziduu al metabolismului). În plus, există deseori întreruperi ale somnului care pot duce la lipsă cronică de somn decât dacă sunt tratate. Apneea obstructivă de somn este, de obicei, asociată cu obezitatea, deși malformațiile fizice ale zonei bărbiei (de exemplu, retrognatia sau micrognatia) și amigdalele și adenoidele mărite pot, de asemenea, să provoace tulburarea. Apneea obstructivă de somn poate apărea la adulți, adolescenți și copii.

Cauze mai puțin frecvente ale problemelor de respirație în somn includ apneea centrală a somnului. Termenul central (spre deosebire de cel obstructiv) se referă la ideea că în acest set de tulburări mecanica căilor respiratorii este sănătoasă, dar creierul nu oferă semnalul necesar respirației în timpul somnului.

parasomnii

Printre episoadele care sunt uneori considerate problematice în somn se numără somniloquy (somnambulism), somnambulism (somnambulism), enureză (umezire în pat), bruxism (măcinarea dinților), sforăit și coșmaruri. Vorbirea de somn pare a fi mai des constituită din murmurări nearticulate decât din rostiri semnificative extinse. Apare cel puțin ocazional pentru multe persoane și la acest nivel nu poate fi considerat patologic. Sleepwalking-ul este frecvent la copii și poate persista uneori până la vârsta adultă. Enurezisul poate fi un simptom secundar pentru o varietate de afecțiuni organice sau, mai frecvent, o tulburare primară la propriu. Deși, în principal, o tulburare a copilăriei timpurii, enurezisul persistă până la sfârșitul copilăriei sau la vârsta adultă timpurie pentru un număr mic de persoane. Măcinarea dinților nu este asociată în mod constant cu nicio etapă particulară a somnului și nici nu afectează considerabil modelarea generală a somnului; de asemenea, pare să fie o anormalitate în somn, mai degrabă decât în ​​somn.

O varietate de experiențe înspăimântătoare asociate cu somnul au fost numite la un moment dat sau altul coșmaruri. Deoarece nu toate aceste fenomene s-au dovedit a fi identice în asocierile lor cu stadiile de somn sau cu alte variabile, trebuie făcute mai multe distincții între ele. Terorismele de somn (pavor nocturnus) sunt de obicei tulburări ale copilăriei timpurii. Când somnul NREM este întrerupt brusc, copilul poate țipă și se așează în teroare aparentă și va fi incoerent și inconsolabil. După o perioadă de minute, copilul se întoarce în adormire, adesea fără să fi fost niciodată alertă sau treaz. Amintirea viselor este în general absentă, iar întregul episod poate fi uitat dimineața. Visele de anxietate par cel mai adesea asociate cu excitare spontane din somnul REM. Există amintirea unui vis al cărui conținut este în acord cu trezirea tulburată. În timp ce reapariția persistentă indică probabil deșteptarea tulburărilor psihologice sau stresului cauzat de o situație dificilă, visele de anxietate apar ocazional la multe persoane sănătoase. Starea este distinctă de atacurile de panică care apar în timpul somnului.

Tulburarea de comportament de somn REM (RBD) este o boală în care somnul își îndeplinește conținutul visului. Principala caracteristică a tulburării este lipsa paraliziei tipice musculare observată în timpul somnului REM. Consecința este că cel care doarme nu mai este capabil să se abțină de la acționarea fizică a diferitelor elemente ale visului (cum ar fi lovirea unui baseball sau alergarea cuiva). Afecțiunea este văzută mai ales la bărbații în vârstă și se crede că este o boală degenerativă a creierului. Cei cu RBD par să aibă un risc crescut de a dezvolta ulterior boala Parkinson.

Tulburări de mișcare legate de somn

Sindromul picioarelor neliniștite (RLS) și o afecțiune înrudită cunoscută sub numele de tulburarea periodică a mișcării membrelor (PLMD) sunt exemple de tulburări de mișcare legate de somn. Un semn distinctiv al RLS este o senzație inconfortabilă la nivelul picioarelor care face mișcarea irezistibilă; mișcarea oferă o ușurare temporară a senzației. Deși plângerea principală asociată cu RLS este veghe, tulburarea este clasificată ca o tulburare de somn din două motive fundamentale. În primul rând, există o variație circadiană a simptomelor, făcându-le mult mai frecvente noaptea; capacitatea persoanei afectate de a adormi este adesea perturbată de nevoia neobosită de a se deplasa atunci când este în pat. Al doilea motiv este că, în timpul somnului, majoritatea persoanelor cu RLS se confruntă cu mișcări periodice subtile ale picioarelor, ceea ce uneori poate perturba somnul. Cu toate acestea, mișcările periodice ale membrelor pot apărea într-o varietate de alte circumstanțe, inclusiv tulburări de somn, altele decât RLS, cum ar fi PLMD sau ca efect secundar al unor medicamente. Mișcările în sine sunt considerate patologice dacă perturbă somnul.

Tulburările accentuate în timpul somnului

O varietate de simptome medicale poate fi accentuată de condițiile de somn. Atacurile de angină (durere toracică spasmodică), de exemplu, pot fi mărită prin activarea sistemului nervos autonom în somnul REM și același lucru este valabil și pentru secrețiile de acid gastric la persoanele care au ulcere duodenale. Somnul NREM, pe de altă parte, poate crește probabilitatea anumitor tipuri de descărcare epileptică. În schimb, somnul REM pare a fi protector împotriva activității convulsive.

Persoanele depresive tind să aibă plângeri de somn. În general dorm fie prea mult sau nu suficient și au energie și somnolență scăzute în timpul zilei, indiferent cât de mult dorm. Persoanele cu depresie au o primă perioadă de REM mai precoce în somnul lor decât persoanele care nu sunt deprimate. Prima perioadă REM, care apare la 40–60 minute după debutul somnului, este adesea mai lungă decât în ​​mod normal, cu mai multă activitate de mișcare a ochilor. Acest lucru sugerează o întrerupere a funcției de reglare, care afectează lucruri precum sexualitatea, pofta de mâncare sau agresivitatea, toate acestea fiind reduse la persoanele afectate. Privarea REM de către agenți farmacologici (antidepresive triciclice) sau prin tehnici de trezire REM pare să inverseze anomalia somnului și să amelioreze simptomele de trezire.

Tulburări de ritm circadian

Există două tipuri proeminente de tulburări ale programului de somn: somnul avansat în fază și somnul întârziat în fază. În primul rând, debutul și compensarea somnului apar mai devreme decât normele sociale, iar în al doilea, debutul somnului este întârziat și trezirea este, de asemenea, mai târziu în zi decât este de dorit. Somnul cu întârziere în fază este o problemă frecventă circadiană la indivizi, în special la adolescenți, care au tendința de a rămâne până târziu, de a dormi sau de a-și face capul după-amiază târziu. Modificări ale ciclului somn-veghe pot apărea, de asemenea, la lucrătorii pe schimburi sau în urma călătoriilor internaționale în zonele orare. Tulburările pot apărea, de asemenea, cronic, fără un factor de mediu evident. Au fost descoperite diferite gene implicate în această reglementare circadiană, ceea ce sugerează o componentă genetică în anumite cazuri de tulburări ale programului de somn. Condițiile pot fi tratate prin reajustarea treptată a momentului de somn. Reajustarea poate fi facilitată prin mijloace fizice (de exemplu, expunere la lumină) și farmacologice (de exemplu, melatonină).

Somnolenta excesivă în timpul zilei este o plângere frecventă în rândul adolescenților. Cea mai frecventă cauză este un număr inadecvat de ore petrecute dormind, din cauza programelor sociale și a timpului de începere a școlii devreme. În plus, pentru persoanele de toate vârstele, expunerea la dispozitive care emit lumina albastră, cum ar fi smartphone-urile și tabletele, înainte de a adormi poate contribui la probleme de somn, probabil, deoarece lumina albastră afectează nivelurile de melatonină, care joacă un rol în inducerea somnului. Tulburările psihologice (de exemplu, depresia majoră), tulburările de ritm circadian sau alte tipuri de tulburări ale somnului pot provoca, de asemenea, somnolență excesivă în timpul zilei.

Teorii despre somn

Două tipuri de abordări domină teoriile despre scopul funcțional al somnului. Unul începe cu fiziologia măsurabilă a somnului și încearcă să coreleze aceste constatări cu anumite funcții, cunoscute sau ipotetice. De exemplu, după descoperirea somnului REM a fost raportat în anii '50, mulți au emis ipoteza că funcția somnului REM a fost redarea și reexperiența gândirii în timpul zilei. Acest lucru a fost extins la teoria că somnul REM este important pentru întărirea amintirilor. Ulterior, valurile lente ale creierului din somnul NREM au câștigat popularitate în rândul oamenilor de știință care încercau să demonstreze că fiziologia somnului joacă un rol în memorie sau alte modificări ale funcției creierului.

Alte teorii ale somnului iau consecințe comportamentale ale somnului și încearcă să găsească măsuri fiziologice pentru a fundamenta somnul ca factor de conducere al acestui comportament. De exemplu, se știe că, cu mai puțin somn, oamenii sunt mai obosiți și că oboseala se poate acumula în nopți succesive de somn necorespunzător. Astfel, somnul joacă un rol critic în vigilență. Cu asta ca punct de plecare, cercetătorii de somn au identificat doi factori majori care par să conducă această funcție: stimulatorul cardiac, depus adânc în creier, într-o zonă a hipotalamusului numit nucleu suprachiasmatic; și regulatorul homeostatic, posibil determinat de acumularea anumitor molecule, cum ar fi adenozina, care descompun produse ale metabolismului celular din creier (interesant, cafeina blochează legarea adenozinei la receptorii de neuroni, inhibând astfel semnalul de somn al adenozinei).

A descrie scopul somnului ca fiind prevenirea somnolentei este echivalentul a spune că scopul alimentar este prevenirea foamei. Se știe că hrana este formată din multe molecule și substanțe care conduc la o mulțime de funcții esențiale corporale și că foamea și satia sunt mijloace pentru creierul de a direcționa comportamentul către mâncare sau nu. Poate că somnolența acționează în același mod: un mecanism pentru a conduce animalele către un comportament care realizează somnul, care la rândul său oferă o serie de funcții fiziologice.

O teorie largă a somnului este neapărat incompletă până când oamenii de știință obțin o înțelegere completă a funcțiilor pe care le joacă somnul în toate aspectele fiziologiei. Astfel, oamenii de știință au fost reticenți să atribuie vreun scop unic somnului și, de fapt, mulți cercetători susțin că este probabil mai precis să descrie somnul ca fiind în scopuri multiple. De exemplu, somnul poate facilita formarea memoriei, poate stimula vigilența și atenția, poate stabiliza starea de spirit, reduce tensiunea asupra articulațiilor și mușchilor, poate spori sistemul imunitar și poate semnala modificări în eliberarea hormonilor.