Сон и старение II: Чем отличается сон пожилых и больных от сна молодых и здоровых?

В прошлой части мы говорили о том, что такое циркадные ритмы, какими генами они обеспечиваются и как мутации этих циркадных генов могут повлиять на здоровье. Ну а нарушения сна не могут не повлиять на ход циркадных ритмов. Конечно, нарушения сна не возникают сами по себе. Это почти всегда проявления каких-то других болезненных процессов в организме. В число таких процессов могут входить и неполадки работы внутренних органов, и когнитивные нарушения. При этом ряд заболеваний, часто наблюдаемых при проблемах со сном, выявляют и у пожилых людей. Совпадение? Совсем не обязательно.

Старение и долголетие

Цикл статей, задуманных в рамках спецпроекта «биомолекулы» для фонда «Наука за продление жизни».

В этом цикле рассмотрим общие проблемы старения клеток и организмов, научные подходы к долголетию и продлению здоровой жизни, связь сна и старения, питания и продолжительности жизни (обратимся к нутригеномике), расскажем про организмы с пренебрежимым старением, осветим темы (эпи)генетики старения и анабиоза.

Конечно, феномен старения настолько сложен, что пока рано говорить о радикальных успехах в борьбе с ним и даже о четком понимании его причин и механизмов. Но мы постараемся подобрать наиболее интересную и серьёзную информацию о нащупанных связях, модельных объектах, разрабатываемых и уже доступных технологиях коррекции возрастзависимых нарушений.

Краткое содержание спецпроекта освещено в видеоролике «Стареть или не стареть? // Всё как у зверей». Подробности же узнаете из наших статей.

Следите за обновлениями!

Циркадные ритмы, а вместе с ними и сон, могут нарушиться у кого угодно. Достаточно засидеться допоздна за компьютером или перелететь пару тысяч километров с востока на запад (или наоборот). Чуть раньше мы говорили о том, что мутации в «генах внутренних часов» (а значит, и нарушения сна) приводят к проблемам с обменом веществ и, в конечном счёте, могут стать причиной разнообразных заболеваний. Интересно, что у людей старшего возраста одновременно встречаются и нарушения сна, и нарушения метаболизма. Скорее всего, это как-то связано.

Сколько нужно спать

Оптимальная продолжительность ночного отдыха у каждого человека сугубо индивидуальна. Одним для полного восстановления достаточно 7 часов, другим и 10 мало. И все же есть нормы для каждой возрастной группы. С их помощью легко определить, достаточно ли человек спит:

1. Младенцы в материнской утробе и новорожденные отдыхают по 17 часов. И это нормально. За время отдыха растет и развивается их мозг и тело.
2. У малышей 3—11 месяцев сон постепенно сокращается до 12—15 часов.
3. Чуть меньше спят дошкольники (10—13 часов).
4. Подросткам необходим 8—10-часовой ночной отдых. Молодым людям 17—18 лет — 7—9-часовой.
5. Приблизительно столько же положено спать взрослым (7—9 часов).
6. Отдых пенсионеров обычно сокращается на 1—2 часа, и это тоже нормально.

Правда и мифы о сне пожилых

Люди старшего возраста часто отмечают у себя дневную сонливость, и поэтому считается, что у них нарушен ночной сон. Однако исследование двух групп (первая — из 30 мужчин и женщин средним возрастом 25 лет, вторая — из 23 средним возрастом 83 года) показало, что пожилые только думают, что испытывают сонливость чаще и сильнее молодёжи [1].

Участники прошли тест на определение частоты периодов скрытой сонливости в течение суток (Multiple Sleep Latency Test). Эта методика направлена на выявление повышенной дневной сонливости, и тестирование по ней проводят обязательно в светлое время суток. В течение целого дня испытуемому 5 раз предлагают заснуть на кровати в затемнённой комнате. С этим заданием нужно справиться за 20 минут. Если испытуемому удалось заснуть, то после 15 минут сна его будят и просят на два часа уйти из комнаты. Если по прошествии двадцати минут заснуть не удалось, из комнаты всё равно надо выйти и зайти в неё через два часа. Во время каждой попытки у участника исследования снимают электроэнцефалограмму, электрокардиограмму, а также замеряют частоту дыхания и сердцебиения. Такой комплексный (полисомнографический) анализ позволяет выявить, сколько времени потребовалось человеку, чтобы заснуть, и в какой стадии сна он пребывал во время очередной попытки.

Результаты для старшей группы получились неожиданными. Во время теста они засыпали так же часто и так же быстро, как молодые. Правда, самим пожилым участникам казалось, что они засыпают быстрее. Получается, 80–90-летние испытывают сонливость не чаще, чем молодые, даже если сами считают иначе.

Сонливость — не единственный параметр сна и бодрствования, и то, что старики на самом деле хотят спать не чаще, чем их внуки, ещё не означает, что между сном этих двух возрастных категорий нет разницы. Различия в нормальных циркадных ритмах у молодых и пожилых, безусловно, имеются. Например, в одном из исследований две группы здоровых добровольцев (18–32 года и 60–75 лет), в течение недели спали дома, но бóльшую часть дня проводили в лаборатории. Каждый день испытуемые отмечали время, когда они ложатся спать и когда просыпаются. Кроме того, раз в полтора часа участникам исследования измеряли температуру тела, а также содержание в моче кортизола и 6-сульфатоксимелатонина. Кортизол часто называют гормоном стресса, так как его особенно много выделяется при сложных жизненных ситуациях. Тем не менее, интенсивность его выработки и в хороших для организма условиях меняется в течение суток. Больше всего кортизола образуется утром сразу после пробуждения — в 8–9 часов. В течение дня его содержание в крови постепенно падает, хотя и неровно: после еды уровень кортизола временно повышается, но не так сильно, как с утра. 6-сульфатоксимелатонин — это продукт обмена мелатонина, основного «циркадного гормона», который больше всего образуется утром незадолго до пробуждения. По суточному изменению концентрации этих двух гормонов можно отслеживать ход циркадных ритмов у человека (рис. 1)

Рисунок 1. Суточные колебания концентраций мелатонина, кортизола и соматотропина. По горизонтальной оси отложено время суток, по вертикальной — концентрация гормона в мг/дл (децилитр, 100 мл).

www.usdbiology.com

Выяснилось, что молодые испытуемые позже ложатся спать, но быстрее засыпают. Чтобы заснуть, им требуется примерно 45 минут против 95 минут, обычных для пожилых [2]. Пожилые спят в среднем на два часа меньше. Пик концентрации 6-сульфатоксимелатонина и кортизола в моче у представителей старшей возрастной группы наступает раньше по времени суток, чем у молодых. Однако корреляция между изменением содержания двух названных гормонов и временем просыпания и засыпания у людей 60–75 лет немного слабее, чем у людей 18–32 лет. Получается, что у пожилых время сна и бодрствования несколько сдвигается относительно циркадных ритмов.

Известно, что важна не только общая продолжительность сна, но и то, какие его фазы успевают пройти за ночь. Условно сон можно разделить на две фазы, которые сменяют друг друга на протяжении ночи несколько раз:

• быстрый сон (быстроволновый, парадоксальный, стадия быстрых движений глаз — БДГ, rapid eye movement — REM);
• медленный (не-REM-сон; делится на четыре стадии: засыпание, неглубокий сон, глубокий сон, дельта-сон).

Фазы отличаются друг от друга частотой волн электрических сигналов, видимых на электроэнцефалограмме (ЭЭГ), а также степенью напряженности мышц и наличием-отсутствием быстрых движений глаз. И REM-, и не-REM-сон важны для нормального самочувствия. Животные, которых постоянно искусственно лишали какой-то одной из этих двух фаз сна, жили крайне недолго.

С возрастом длительность REM-фазы относительно всего времени сна падает [3], а доля первой и второй стадий не-REM-фазы от общего времени сна растёт [4]. А вот относительная продолжительность четвёртой стадии, дельта-сна, снижается.

REM-сон традиционно связывают со сновидениями. Раз доля этой фазы сна у пожилых уменьшается, то и способность помнить свои сновидения с возрастом должна снижаться. К тому же, сновидения могут быть связаны с автобиографической памятью, а она, как и другие виды памяти, в старости ухудшается. Оба этих предположения подтверждает интернет-опрос 28 888 добровольцев в возрасте от 10 до 79 лет [5].

На третьей стадии не-REM-фазы сна на электроэнцефалограмме виден сигма-ритм, его второе название — сонные веретёна. ЭЭГ-исследования показывают, что у пожилых людей частота и амплитуда сонных веретён, регистрируемых электродами над лобными долями коры, снижаются по сравнению с аналогичными показателями у молодых [6]. Для каждого отведения (электрода) ЭЭГ можно построить график изменения частоты появления и амплитуды сонных веретён, и по нему судить о ходе старения. Вероятно, зная возрастную динамику сонных веретён у конкретного человека, в будущем получится выявлять у него патологии обмена веществ и интеллекта на ранней стадии.

Полезные советы: как получить пользу от ночного сна

Независимо от того, у мужчины или женщины нарушена структура сна, как много спит человек, если он делает это неправильно, то отдых не даст нужного результата. Чтобы улучшить его качество, нужно соблюдать такие рекомендации специалистов:

1. Придерживаться графика отхода ко сну. Лучше ложиться в постель не позднее 23 часов вечера. При этом просыпаться желательно не ранее 7 утра (этот показатель индивидуален).
2. Перед отходом ко сну нужно проветрить помещение. Температура в спальне не должна превышать 22 градуса. Чтобы улучшить качество сна, можно совершить вечернюю прогулку на свежем воздухе.
3. За несколько часов до отдыха не стоит употреблять пищу, требующую длительного времени переваривания. В крайнем случае, можно выпить стакан теплого молока.
4. Ночной отдых должен включать период после полуночи до 5 утра.
5. Строго запрещено употребление кофе, крепкого чая или алкоголя в вечернее время.
6. Если человеку трудно заснуть, то он может выпить чай с применением успокаивающих трав (пустырника, валерианы), принять расслабляющую ванну с морской солью. Часто уснуть помогает ароматерапия.
7. Важно выбрать удобную позу для отдыха.
8. Предпочтение следует отдавать ортопедическим приспособлениям для отдыха. Матрас должен быть ровный и жесткий. Не стоит использовать высокое изголовье.
9. В помещении ночью должно быть тихо и темно.
10. После пробуждения лучше принять контрастный душ или сделать легкую гимнастику.

Правильный ночной отдых с соблюдением его структуры – залог крепкого здоровья и хорошего самочувствия. Человек просыпается отдохнувшим, работоспособным, в отличном настроении. Систематический недосып приведет к серьезным нарушениям функциональности организма, от которых непросто избавиться.

Возрастные физиологические изменения сна и обмена веществ, а также их нарушения

Рассмотрим изменения в физиологии сна, которые в старости проявляются у любого человека без заметных проблем со здоровьем. Разумеется, в регуляции состояния организма участвуют гормоны и нейромедиаторы, в том числе те, которые редко бывают на слуху. Вот их список.

1. С возрастом ослабевает выработка орексинов — нейропептидов, выделяемых рядом клеток гипоталамуса (дело в том, что эти клетки со временем отмирают). Орексины поддерживают состояние бодрствования, а существенный недостаток орексина приводит к нарколепсии — внезапным приступам непреодолимой сонливости днём. Судя по всему, одна из причин, почему качество сна у пожилых людей хуже, чем у молодых, — меньшее содержание орексина [7]. Качество сна падает потому, что орексин не просто не даёт человеку заснуть. Он смягчает переход между сном и бодрствованием и, можно сказать, делает его более плавным и предсказуемым [8]. Согласитесь, понимать, когда заснёшь, как-то приятнее, чем «выключаться» внезапно или кататься головой по подушке, ожидая прихода Морфея.
2. Аденозин — один из неклассических медиаторов, вызывающих состояние сонливости. Аденозин — это, по сути, часть молекулы «универсальной энергетической валюты клетки» — АТФ, только уже без фосфат-ионов и без богатых энергией химических связей. Чем дольше человек не спал, тем больше энергии он потратил, и тем выше стала концентрация аденозина в его крови. Можно искусственно снизить чувствительность клеток к аденозину и временно прогнать усталость, приняв антагониста его рецепторов — кофеин. С возрастом в коре больших полушарий меняется баланс активности ферментов, помогающих синтезировать аденозин, и ферментов, помогающих переводить его в форму аденозинфосфатов: первые начинают работать существенно больше вторых. Из-за этого уровень аденозина в мозге повышается. Вероятно, именно поэтому пожилые чаще ощущают сонливость, пусть и «ненастоящую» [9]. Если рассматривать возрастные изменения сна не на уровне клеток и гормонов, а более глобально, обнаруживается вот что. С возрастом ночной сон становится фрагментированным, человек часто просыпается, поэтому общее качество сна падает, даже если ненадолго ложиться спать днём [10]. По сути, это проявление ночной бессонницы. Бессонница часто встречается у пожилых людей, но большой возраст сам по себе не увеличивает её вероятность. Её повышают такие факторы риска: депрессия (особенно часто возникает после 65), смерть супруга, выход на пенсию, начало проявлений деменции (о деменции см. следующий раздел). Также проявления бессонницы усиливают алкоголь и лекарства, часто применяемые стариками: антидепрессанты, карбидопа и леводопа (их прописывают при лечении паркинсонизма), адреналиновые бета-блокаторы (от болезней сердца; могут вызывать кошмары) и кортикостероиды [11].
3. При бессоннице и фрагментарном сне возможно нарушение метаболизма глюкозы. Оно происходит потому, что изменяются концентрации грелина и лептина — «гормонов насыщения» [12], а также меняется чувствительность клеток к самому главному «глюкозному гормону» — инсулину (кстати, она зависит и от циркадных ритмов). Вне зависимости от общего времени сна у людей одного и того же возраста бóльшая доля медленноволнового сна коррелирует с меньшей массой тела и меньшим риском ожирения [13].

Периодические движения конечностей во время медленного сна связывают с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний и инсульта. Только важно понимать, что эта связь качественная, а не количественная. Например, нельзя по интенсивности движений конечностей во время сна предсказать, как быстро и с какой вероятностью у человека произойдёт инсульт, ведь последний может быть не только следствием патологии сна, но и её причиной [14].

Зачастую проблемы со здоровьем проявляются как нарушения дыхания во время сна: храп, сонное апноэ и т.п. Они появляются как следствие нарушения работы нейронов моста. Мост — это участок мозга, где расположен один из «центров бодрствования» — ретикулярная формация, скопление нейронов, поддерживающих деятельность организма в тонусе, на уровне бодрствования. Недалеко от них находится дыхательный центр. Поэтому при проблемах с одной группой нервных клеток часто страдает и вторая. К счастью, во время бодрствования у подавляющего большинства пациентов с такими проблемами не проявляется серьёзных нарушений дыхания [15].

Компенсация глубокой фазы

Часто люди, у которых нет стабильного графика, думают так: «Сегодня поработаю допоздна, а завтра уже высплюсь вдоволь». Если вы проснетесь раньше утром, то создастся дефицит быстрого сна, его действительно можно компенсировать при помощи 20-30-минутного обеденного отдыха или в следующую ночь. Однако с медленной фазой такие фокусы не пройдут, ведь с нее начинается наш отдых.

Недостаток глубокого сна постепенно аккумулируется в организме, что негативно сказывается на трудоспособности человека. Однако есть и другие, более серьезные проблемы, с которыми вы можете столкнуться при хроническом недосыпании.

Прежде всего, сбой дает эндокринная система, гормон роста перестает вырабатываться, от чего у человека резко начинает увеличиваться живот. Также перестают нормально обновляться ткани и органы. Недосыпание – это катализатор старения. Иммунитет резко падает, обостряются хронические заболевания, появляется риск вирусных, грибковых и бактериальных инфекций.

Отсюда следует только один вывод: доспать медленную фазу в последующие ночи или «наспать» ее наперед нереально, нормальную жизнедеятельность организма можно поддерживать, только соблюдая строгий график отдыха и бодрствования.

Сон и ухудшение интеллекта в старости

Спать важно ещё и потому, что во время медленноволновой стадии и REM-стадии сна происходит консолидация памяти — перевод информации из кратковременной памяти в долговременную [16]. Ключевую роль в этом процессе играет гиппокамп. Информация, которую человек получил при бодрствовании, во сне несколько раз «проигрывается» в виде последовательности электрических импульсов в клетках гиппокампа, а затем передаётся в кору больших полушарий (главным образом в префронтальную), где и остаётся на долгосрочное хранение. Передача информации из гиппокампа в префронтальную кору во время сна облегчается, потому что концентрации кортизола и ацетилхолина [17] (веществ, тормозящих консолидацию памяти) в мозге снижены (рис. 2).

Рисунок 2. Возрастное изменение активности передачи сигналов из гиппокампа в кору больших полушарий во время сна. По мере старения доля медленноволновых колебаний в общем времени сна снижается, постепенно деградирует префронтальная кора, повышается уровень кортизола и падает концентрация ацетилхолина.

[18]

В пожилом возрасте процесс консолидации памяти идёт с меньшей интенсивностью [18] из-за трёх особенностей, которые уже упоминались выше:

1. снижается доля дельта-сна в общем времени сна;
2. усиливается выработка кортизола;
3. изменяется структура префронтальной коры, её объём с возрастом становится меньше.

Тем не менее, у пожилых людей, которые не страдают серьёзными нарушениями психики и интеллекта, сон имеет для консолидации памяти значение не меньшее, чем для молодых. Например, задание на запоминание расположения предметов обе эти категории людей выполняют лучше после сна. Этого нельзя сказать о пожилых людях с когнитивными проблемами [19].

С моторной памятью дело обстоит несколько иначе. Даже здоровым пожилым людям сон не помогает лучше вспоминать недавно выученный двигательный навык [20]. Точные причины этого неизвестны. Быть может, дело в том, что в старости запоминание последовательностей движений в любом случае ухудшается, и на фоне этого ухудшения «помощь» сна в процессах запоминания не заметна.

Циклы

Сон взрослого человека разделяется на 2 фазы: быстрый и медленный. Один сон условно можно разделить на несколько циклов длительностью около 1,5 часа. Цикл составляют 2 основные фазы:

• Фаза быстрого сна. Отличается бурной деятельностью мозга, повышением артериального давления, температуры тела, ускорением сердечных сокращений. В коре головного мозга перерабатывается информация, активно проходят процессы, от которых зависит запоминание.
• Медленная фаза. От нее зависит активизация восстановительных процессов, выработка гормона роста, укрепление иммунной системы. Мозг находится в состоянии отдыха.

Нейродегенеративные заболевания и сон

Самые известные нейродегенеративные заболевания — болезнь Альцгеймера [21], [22] и болезнь Паркинсона встречаются чаще всего. К сожалению, их известность печальная. При болезни Альцгеймера в нейронах накапливаются бляшки бета-амилоида, а при болезни Паркинсона в нейронах образуются тельца Леви (альфа-синуклеин). Количество амилоида в этом случае коррелирует с качеством сна у здоровых людей в возрасте 60–65 лет [23]. Впрочем, не факт, что нарушения сна происходят из-за повышенного содержания этого белка в нейронах. Обратное тоже не доказано: нет оснований утверждать, что недосып провоцирует болезнь Альцгеймера. Тем не менее, по расстройствам сна потенциально можно диагностировать болезнь Альцгеймера на ранней стадии. В пользу этого говорит ещё тот факт, что с усилением симптомов этой деменции тяжесть нарушений сна нарастает (то же касается и деменции с тельцами Леви — заболевания, которое некоторыми симптомами напоминает болезнь Паркинсона, а некоторыми другими — болезнь Альцгеймера.) Помимо этого, несмотря на частую дрёму, у больных деменцией Альцгеймера существенно снижается длительность сна [24].

При болезни Паркинсона сон становится прерывистым, нарушается течение REM-фазы сна, снижается частота сонных веретён и длительность медленноволнового сна, а суточные колебания уровня кортизола сглаживаются. Получается, у паркинсоников сон и бодрствование нечётко поделены на периоды, границы между ними в некоторой степени стёрты.

При хорее Хантингтона сон и бодрствование фрагментированы [25]. Человек активен ночью и поздно засыпает. У него снижена доля REM-сна, повышена частота сонных веретён, во время стадии 1 не-REM сна может наблюдаться хорея — хаотические неконтролируемые движения конечностями, главное проявление этого заболевания при бодрствовании.

При БАС (боковом амиотрофическом склерозе) появляются нарушения дыхания во сне. REM-сон становится прерывистым, а доля медленноволнового сна сокращается. Кроме того, нарушается ход суточных колебаний кортизола.

Интересно, что проявление практически всех указанных выше нарушений сна можно ослабить с помощью фототерапии (периодического облучения ярким светом) и организованного (не бесконтрольного!) приёма мелатонина.
Таблица 1. Сводная таблица связей наиболее частых нарушений сна с нейродегенеративными заболеваниями.

Физиология процесса сна

Здоровый сон может длиться от 4 до 8 часов. Однако данные показатели достаточно субъективны, поскольку продолжительность сна зависит от физической усталости человека. Значительный объем работы, выполненный в течение дня, может потребовать и более длительного ночного отдыха. Нормальный сон цикличен и требуется человеческому организму не реже одного раза в сутки. Циклы сна носят название циркадных ритмов. Каждые 24 часа циркадные ритмы переопределяются. Важнейшим фактором сна считается освещенность. Именно от ее естественного цикла и зависит концентрация в организме фотозависимых белков. Как правило, циркадный цикл соотносится с длительностью светового дня. Непосредственно перед тем, как наступает сон, человек чувствует сонливость, его мозговая активность снижается, а также отмечается изменение сознания. Кроме того, у человека, пребывающего в сонном состоянии, отмечается снижение сенсорной чувствительности, сокращение сердечного ритма, зевота, а кроме того снижение секреторной функции слезных и слюнных желез. Еще одной физиологической особенностью сна является процесс, который носит название “вегетативная буря”, т.е. когда наблюдаются разнообразные формы аритмий, повышение или понижение АД, усиление кровоснабжения мозга и секреции надпочечников, эрекция клитора и полового члена.

Возможные нарушения

Нарушения фазы глубокого сна происходят по различным обстоятельствам. Если подобные проблемы появлялись несколько раз, но все стабилизировалось, беспокоиться не стоит. При систематических подобных нарушениях рекомендуется обратиться к сомнологу и найти причину этого явления.

В основном, нарушения появляются в результате:

• психологических отклонений, многочисленных стрессов и переживаний, полученных за день;
• наличие заболеваний, которые сопровождаются болезненными ощущениями в теле и мешают заснуть;
• присутствие болезней, заставляющих часто вставать с кровати — диарея, частое мочеиспускание и другое;
• наличие боязни спать и подобных проблем, которые связаны со страхом уснуть.

сбивается выработка инсулина в поджелудочной железе и открывается сахарный диабет; снижается производительность лептина и развивается ожирение; ослабляется иммунитет и организм подвергается заболеваниям; увеличивается риск образования раковых опухолей; развивается атеросклероз и понижается внимание; повышается раздражительность и наблюдается необоснованная агрессия; нарастает депрессивное состояние

Чтобы восстановить нормальную продолжительность и избавиться от возможных последствий, сомнологи рекомендуют:

• циклы отдыха и бодрствования совершать в одно и то же время;
• регулярные занятия физической культурой, но не перед тем, как спать;
• частые прогулки на природе вечером и проветривания спальни;
• не принимать пищу за 3 часа до отправления в постель, как и не принимать алкогольные напитки;
• не сидеть за компьютером и не смотреть фильмы, раздражающие психику — боевики, ужасы, триллеры и т.д.;
• создать приятную обстановку в комнате.

В итоге, нормальный релакс важен для организма и его продолжительность стоит соблюдать, а если есть нарушения, их следует устранять.