Kaj je spanec in zakaj spimo?
Čeprav ljudje v povprečju prespimo približno tretjino svojega življenja, fiziološka vloga spanca za nevroznanost – in nevroznanstvenike – ostaja uganka. Tudi njegova opredelitev je težavnejša, kot se zdi na prvi pogled; avtorji enega izmed temeljnih nevroznanstvenih učbenikov so ga opredelili kot povratno stanje zmanjšanega zaznavanja in odzivanja na okolico, s čimer so ga razmejili od drugih stanj zmanjšane zavesti, ki so po svoji naravi, pa tudi glede na enostavnost prebujanja, bistveno drugačna (npr. koma in splošna anestezija). Kljub dejstvu, da na temeljna vprašanja o spanju še nimamo odgovorov, smo se v zadnjih desetletjih, predvsem zahvaljujoč elektroencefalografiji (EEG) in funkcijskemu slikanju možganov, oddaljili od navidezno smiselne, a napačne razlage, ki spanec pojmuje kot obdobje zmanjšane aktivnosti (možganov) in počitka v odziv na upad čutnih prilivov iz okolice. Danes ga razumemo kot visoko organizirano stanje, ki vključuje zapleteno medsebojno delovanje številnih nevralnih omrežij, čedalje več pa vemo tudi o celičnih in molekularnih mehanizmih spanca ter posledicah njegovega pomanjkanja, ne le za razpoloženje, spomin in pozornost, temveč tudi za imunski odziv, srčno-žilno zdravje, presnovo in zdravje možganov. (1, 2)
Faze spanja in njihove značilnosti
Spanec vpliva na tako rekoč vse telesne in umske procese: od uravnavanja izločanja hormonov, prebave, frekvence dihanja in utripanja srca do (ne)hotenega krčenja mišic in mišljenja. Posledično ni presenetljivo, da se tudi možganska aktivnost, izmerjena z EEG, spreminja s prehodom iz budnosti skozi različne faze spanca. Le-teh je pet: ena REM in štiri ne-REM faze (REM je kratica za angleški izraz Rapid Eye Movement oziroma hitre očesne gibe, ki so, kot pove že ime, prisotni med REM fazo in odsotni v ne-REM fazah). Budno stanje je na EEG zapisu vidno kot hitra električna aktivnost z relativno nizkimi pozitivnimi in negativnimi odkloni (tj. nizko amplitudo), čedalje globlji ne-REM spanec pa označuje vse počasnejša ritmična električna aktivnost naraščajočih amplitud, ki jo praviloma spremljajo tudi upočasnjena frekvenca dihanja in bitja srca, sproščenost mišic in padec telesne temperature. EEG zapis REM faze je drugačen, saj spominja na budno stanje, vendar se REM faza od budnosti bistveno razlikuje v tem, da je krčenje mišic (z izjemo tistih, ki obračajo zrkla v različne smeri) zavrto. Ker so za REM fazo značilne tudi žive sanje, gre verjetno za zaščitni mehanizem, ki preprečuje, da bi speči posameznik sanje izživel in pri tem poškodoval sebe ali druge zaradi zmanjšanega zavedanja svoje okolice. (2)
Čeprav bi lahko sklepali, da po uspavanju noč preživimo v stanju globokega sna, ki šele proti jutru postopno preide v budnost, se faze spanja izmenjujejo: en spalni cikel, ki povprečno traja 90 minut, vključuje začetni prehod iz plitvega v globok ne-REM spanec, ki mu sledi prehod v obratni smeri in zaključek s fazo REM. Ta sprva traja okoli 15 minut in se z naraščajočim trajanjem spanca podaljšuje, celokupna globina spanca pa upada. (2)
Slika 1: prehodi med različnimi fazami spanca (levo) in prikaz EEG značilnosti posameznih faz (desno).
Pri prehodu med različnimi fazami spanca sodelujejo skupine živčnih celic v možganskem deblu in hipotalamusu, ki so del t. i. nevromodulatornih sistemov, saj z izločanjem nevrotransmiterjev (vključno z acetilholinom, noradrenalinom, serotoninom in histaminom) uravnavajo aktivnost velikega števila nevronov v številnih višjih predelih možganov. Podobno kot velja za odgovor na vprašanje, zakaj spimo, pa smoter raznolikih ritmov električne aktivnosti, ki jih v različnih fazah spanja lahko zaznamo z EEG, še ni znan. (2)
Ko gredo stvari narobe: motnje spanja
Motnje spanja lahko vključujejo prehode med različnimi fazami spanja (npr. težave z uspavanjem ali prebujanjem), kar pogosto vodi v prekomerno dnevno zaspanost. Ta je zlasti v sodobnem svetu, v katerem je upravljanje s hitrimi prevoznimi sredstvi del vsakodnevne rutine, lahko nevarna za neprespanega posameznika in njegovo okolico. K povečani pojavnosti neprespanosti (s posledično prekomerno dnevno zaspanostjo) je po mnenju strokovnjakov prispeval tudi družbeno-tehnološki prehod v smeri podaljšanega delovnika in uporabe umetne razsvetljave, ki je povprečni čas spanja skrajšal iz desetih na sedem ur dnevno. Značilni znaki neprespanosti vključujejo čas uspavanja, krajši od 15 minut, daljši spanec ob dela prostih dneh, prekomerno uživanje kofeina in drugih stimulansov ter uporabo budilke za pravočasno prebujanje. Prekomerna dnevna zaspanost je lahko tudi simptom drugih motenj spanja, vključno z nespečnostjo, spalno apnejo in narkolepsijo. (2)
Nespečnost (angl. insomnia) je najpogostejša motnja spanja, ki se kaže z oteženim uspavanjem ali prezgodnjim prebujanjem in je lahko pridružena telesnim ali duševnim boleznim (zlasti depresivni motnji razpoloženja), lahko pa gre tudi za posledico pomanjkljive spalne higiene. Poleg nasvetov za izboljšanje spalnih navad in zdravljenja morebitnih pridruženih bolezni se za lajšanje nespečnosti uporabljajo tudi zdravila, kot so benzodiazepini in zolpidem. Obe vrsti učinkovin delujeta prek vezave na receptor za gama-aminomasleno kislino (GABA) na nevronih v osrednjem živčevju. Ta receptor je hkrati tudi ionski kanalček, po vezavi GABA prepusten za kloridne ione, kar prispeva k manjši vzdražnosti in s tem nižji aktivnosti živčne celice. Benzodiazepini in zolpidem omenjeni učinek vezave GABA ojačajo. Prvi so v primerjavi z slednjim zaradi neželenih učinkov, ki ob dolgotrajni ali nepravilni rabi vključujejo povečano tveganje za razvoj odvisnosti in kognitivnega upada, v splošnem manj ugodna izbira za lajšanje nespečnosti. (2)
Spalna apneja je izraz za prekinitve dihanja med spanjem, ki prispevajo k slabši kakovosti spanca in prekomerni dnevni zaspanosti, dolgoročno pa lahko tudi k povečanemu tveganju za pojav kognitivnega upada in drugih zdravstvenih težav. Delimo jo na centralno spalno apnejo, ki nastane zaradi nevroloških vzrokov (npr. nepravilnega delovanja celic v dihalnem centru možganskega debla), in obstruktivno spalno apnejo, kjer sprostitev mehkih tkiv žrela, do katere običajno pride ob uspavanju, ovira pretok zraka med dihanjem. Za zdravljenje se zato pogosto uporablja naprava s tesno prilegajočo se obrazno masko, ki z vpihovanjem zraka vzdržuje razpeto dihalno pot in prispeva k večji vsebnosti kisika v krvi, kar zmanjša hlastanje za zrakom in izboljša kakovost spanja. (2, 3)
Narkolepsijo označuje porušenje meje med budnostjo in spancem, saj se spanec (t. i. »spalni napadi«, angl. sleep attacks) in spancu podobni pojavi pojavljajo ob neprimernih trenutkih dneva, hkrati pa je nočni sen razdrobljen zaradi številnih prebujanj. Drugi značilni simptomi vključujejo katapleksijo, halucinacije ob uspavanju in prebujanju (ki se od običajnih sanj razlikujejo zaradi posameznikovega zavedanja, da ne spi in ne sanja) ter spalno paralizo. Raziskave na živalskih modelih in vzorcih možganov človeških bolnikov z narkolepsijo so pokazale, da k pojavu tega stanja ključno prispeva selektivno odmiranje hipotalamičnih nevronov, ki izločajo hipokretin. Umetno nadomeščanje primanjkljaja se ni obneslo, saj krvno-možganska pregrada onemogoča privzem hipokretina iz krvi v likvor, trenutno dostopna zdravila in prilagoditve življenjskega sloga pa lahko življenje z narkolepsijo olajšajo, četudi vzroka zanjo ne odpravijo. (1, 2)
Druge motnje spanja, ki jim z eno besedo pravimo parasomnije, so povezane z neustreznimi vedenjskimi vzorci ali odzivi, ki krnijo spanec, in se običajno pojavljajo v globljih fazah ne-REM spanca. Mednje uvrščamo somnambulizem ali hojo med spanjem, somnilokvijo ali govorjenje v spanju, nočni bruksizem ali škrtanje z zobmi, nočno enurezo ali močenje postelje, nočne strahove (angl. sleep/night terrors) in REM vedenjsko motnjo (angl. REM (sleep) behaviour disorder), pri kateri, iz še ne v celoti pojasnjenih razlogov, ni descendentne inhibicije motoričnih nevronov, ki je v REM fazi običajno prisotna in zavira hoteno krčenje skoraj vseh skeletnih mišic. Posamezniki z REM vedenjsko motnjo so zato v REM fazi, ko so pogosto prisotne tudi žive sanje, zaradi padcev iz postelje in neoviranega izživljanja sanj v resničnem svetu lahko nevarni sebi in svoji okolici. Stanje je pogostejše pri starejših moških in lahko kaže na povečano tveganje za kasnejši razvoj Parkinsonove bolezni ali demence z Lewyjevimi telesci, zdravljenje pa vključuje melatonin in nekatera antipsihotična zdravila . (1, 2, 4) Farmakološko zdravljenje ostalih navedenih parasomnij velikokrat ni potrebno, saj izzvenijo same, po potrebi pa se jih naslavlja s prilagoditvami življenjskega sloga, spalnih navad in okolja ter psihološko podporo. (5)
Dober spanec je pol zdravja
Čedalje bolj jasno postaja, da lahko neustrezen spanec (zlasti, če ne gre za prehoden pojav, temveč za nezanemarljiv vidik življenjskega sloga) krni zdravje in dobro počutje. Izsledki številnih raziskav kažejo, da lahko neustrezna dolžina spanca (pri čemer se večina osredotoča na pomanjkanje, nekatere pa preverjajo tudi vpliv prekomernega trajanja spanca na različne zdravstvene izide) prispeva k povišanemu tveganju za možgansko kap in druge srčno-žilne zaplete zaradi motenj v delovanju endotela, povišane nagnjenosti k razvoju metabolnega sindroma in zmanjšane občutljivosti na inzulin (6 -9). Slednja lahko vodi v odklone pri normalni presnovi glukoze in poveča tveganje za pojav sladkorne bolezni tipa 2, tudi ta pa prispeva k večjemu tveganju za srčno-žilne zaplete. Lahko boljša kakovost in/ali trajanje spanca normalizirata presnovo glukoze? Izsledki sistematičnega pregleda z meta-analizo Kothari s sod. kažejo, da farmakološki in vedenjski ukrepi glede na samoporočanje preiskovancev sicer podaljšajo spanec in izboljšajo njegovo kakovost, njihov vpliv na presnovo glukoze pa ne dosega praga statistične značilnosti. (10) Zdi se torej, da je zgodba nekoliko bolj zapletena, del odgovora pa morda predstavljajo različni kronotipi (nagnjenosti posameznikov k zgodnjemu ali poznemu uspavanju oziroma prebujanju), ki lahko določajo čas hranjenja in s tem vplivajo na cirkadiani ritem, kar vključuje tudi presnovo. Van der Merwe in sodelavci so v sistematičnem pregledu preverjali, ali zgodnji oziroma pozni kronotip vplivata na čas prehranjevanja, izbiro in količino zaužitih hranil ter kazalnike presnovnega zdravja (vključno s krvno koncentracijo glukoze, lipidnim profilom in krvnim tlakom). Ugotovili so, da so bili posamezniki z večernim kronotipom, nagnjeni k bedenju v poznih nočnih urah, pogosteje prekomerno prehranjeni, kazalniki njihovega presnovnega zdravja pa so bili slabši kot pri posameznikih z jutranjim kronotipom. Vnos hranil je bil pri obeh skupinah primerljiv, vendar so posamezniki z večernim kronotipom hrano uživali kasneje in v večjih porcijah. Avtorji sklepajo, da lahko neugoden vpliv poznega hranjenja na presnovne procese ter vzajemno ojačevanje pomanjkanja spanja in zamika dnevnih aktivnosti, vključno s prehranjevanjem, proti večernim uram delno razloži povezavo med večernim kronotipom ter večjim tveganjem za debelost in druge presnovne bolezni. (11)
Poleg večjega tveganja za pojav kroničnih nenalezljivih bolezni izsledki nedavne meta-analize kažejo tudi, da lahko nezadosten spanec prek okrnjenega imunskega odziva na cepljenje prispeva k večji dovzetnosti za virusne okužbe. Pomembna pomanjkljivost, ki jo izpostavljajo tudi avtorji, je, da omenjeno verjetno velja za moške, pri ženskah pa rezultati niso dosegli vnaprej določenega praga statistične značilnosti, zato so za preverbo omenjene povezave potrebne večje, metodološko bolje zasnovane raziskave. (12) Druga skupina avtorjev je izvedla sistematični pregled, ki je podobno vprašanje naslovil z obratnega zornega kota. Njihovi izsledki nakazujejo, da jutranje cepljenje po prespani noči botruje boljšemu imunskemu odzivu in močnejši zaščiti pred različnimi virusnimi okužbami, vključno s COVID-19. (13)
Izsledki nedavne meta-analize, ki je vključevala 65 raziskav z naključno razporeditvijo 8608 odraslih preiskovancev, kažejo, da lahko ukrepi za izboljšanje kakovosti spanca (bodisi samoporočane bodisi izmerjene glede na hitrost uspavanja, trajanje spanca, število prebujanj ipd.) prispevajo k zmernim, a statistično značilno ugodnim učinkom na celokupno duševno zdravje, k izboljšanju simptomov depresivne motnje razpoloženja in tesnobnosti ter k nižji pojavnosti nekaterih simptomov psihotičnih motenj. (14) Čeprav je vzrok in posledico pri sopojavu motenj spanja in duševnih motenj v praksi pogosto težko določiti, avtorji sistematičnega pregleda z meta-analizo 56 prospektivnih longitudinalnih raziskav sklepajo, da so številne motnje spanja, vključno z nespečnostjo, obstruktivno spalno apnejo ter predolgim ali prekratkim trajanjem spanca, pa tudi večerni kronotip, dejavniki tveganja za pojav depresivne motnje razpoloženja. (15)
Izsledki drugega sistematičnega pregleda z meta-analizo, ki je vključeval 18 longitudinalnih raziskav in 246 786 preiskovancev, kažejo, da so starejši posamezniki s različnimi motnjami spanja, vključno z nespečnostjo in prekomerno dnevno zaspanostjo, statistično značilno bolj ogroženi za pojav demence iz katerega koli vzroka, vaskularne demence in demence zaradi Alzheimerjeve bolezni. (16) Avtorji sistematičnega pregleda literature, ki zaradi metodološke raznolikosti izbranih raziskav sicer niso izvedli meta-analize, sklepajo, da mehanizmi, ki povezujejo neustrezen spanec in povečano tveganje za razvoj demence, vključujejo slabše delovanje glimfatičnega sistema, nagnjenost k zagonu in vzdrževanju kroničnega vnetja in stresnega odziva s posledično povečanim oksidativnim stresom in iztirjenjem različnih celičnih presnovnih poti, vse našteto pa naj bi nazadnje prispevalo k povečani nevrodegeneraciji, ki motnje spanja le še poslabša. (17) Čeprav se motnje v delovanju glimfatičnega sistema, ki je sicer najbolj aktiven prav med spanjem, pogosto omenjajo kot možen mehanizem škodljivega vpliva neustreznega spanca na zdravje možganov, pa avtorji nedavnega sistematičnega pregleda, ki je vključeval 190 izvirnih raziskovalnih poročil in več kot 19.000 preiskovancev, opozarjajo, da so opisane motnje v odstranjevanju presnovkov in odklonih v pretoku likvorja v veliki meri odvisne od osnovne bolezni, in izpostavljajo potrebo po poenotenju metodološke zasnove tovrstnih raziskav, saj bo šele ta omogočila izpeljavo preverljivih in verodostojnih zaključkov. (18)
Zdi se torej, da naš uvid v vrsto in mehanizem zdravstvenih težav, povezanih z neustreznim spancem, sicer raste, a ne tako hitro in temeljito, kot bi glede na vrsto povzetih raziskav in število vključenih preiskovancev pričakovali. Zakaj? Meta-analize in sistematični pregledi v biomedicinskih znanstvenih panogah, vključno z nevroznanostjo, predstavljajo najvišjo raven izsledkov zaradi strogih, vnaprej določenih ter (kot pove že ime) sistematičnih metod zbiranja in analize podatkov, pa tudi dejstva, da praviloma vključujejo veliko kliničnih ali opazovalnih raziskav, s čimer zajamejo večje število preiskovancev ter v splošnem izboljšajo zanesljivost in posplošljivost morebitnih najdb. Vseeno se je potrebno zavedati, da kakovost vključenih raziskav neogibno določa kakovost izsledkov meta-analiz in sistematičnih pregledov. To ni razlog za pesimizem, prej poziv k ukrepanju: če so posamezne raziskave izvedene na najboljši možen način, je tudi domet meta-analiz in sistematičnih pregledov, ki jih vključujejo, toliko večji in naše razumevanje pojavov toliko boljše.
Priporočila za boljši spanec
Če strnemo, lahko brez pretiravanja trdimo, da je skrb za ustrezen spanec odlična naložba za ohranjanje in krepitev zdravja (možganov). Nasveti, zajeti v spodnjih ilustracijah, so povzeti po priporočilih Nacionalnega inštituta za javno zdravje ter vključujejo odrasle in otroke. Zagotavljanje ustreznega spanca zajema skrb za ustrezno trajanje in stremljenje k zagotavljanju primerne kakovosti, k čemur lahko pomembno prispevamo z urejenim spalnim okoljem ter smiselnim razporejanjem dnevnih aktivnosti, prehranjevanja ter uživanja poživil, kot sta kava in pravi čaj. Pri tem sta doslednost in vztrajnost ključ do uspeha, saj dolgoročne koristi čez noč ne moremo pričakovati.
Slika 2: priporočljivo trajanje spanca glede na starost.
Slika 3: deset priporočil za zdravo spanje otrok.
Slika 4: deset priporočil za zdravo spanje odraslih.
Povzela: Lana Blinc, dr. med.
Bibliografski podatki o objavi
- 1. Bear Mark F. (2016) Neuroscience: Exploring the Brain (Fourth Edition). Wolters Kluwer.
- 2. Kandel E. (2013) Principles of Neural Science (Fifth Edition). McGraw-Hill Companies.
- 3. Becker K, et al. (2020, Aug 25). Central Sleep Apnea Syndromes. Medscape [Internet]. [Citirano 21 08 2023, dostopno na: https://emedicine.medscape.com/article/304967-overview]
- 4. Pham CK, Sankari A, Slowik JM. Rapid Eye Movement Sleep Behavior Disorder. [Updated 2022 Dec 11]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023. [Citirano 22 08 2023, dostopno na: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK555928/]
- 5. Cleveland Clinic: Parasomnias & Disruptive Sleep Disorders. [Updated 2021 Apr 24]. [Internet] [Citirano 22 08 2023, dostopno na: https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/12133-parasomnias--disruptive-sleep-disorders].
- 6. Wang H, Sun J, Sun M, Liu N, Wang M. Relationship of sleep duration with the risk of stroke incidence and stroke mortality: an updated systematic review and dose-response meta-analysis of prospective cohort studies. Sleep Med. 2022;90:267-278. DOI: 10.1016/j.sleep.2021.11.001.
- 7. Holmer BJ, Lapierre SS, Jake-Schoffman DE, Christou DD. Effects of sleep deprivation on endothelial function in adult humans: a systematic review. Geroscience. 2021;43(1):137-158. DOI: 10.1007/s11357-020-00312-y.
- 8. Che T, Yan C, Tian D, Zhang X, Liu X, Wu Z. The Association Between Sleep and Metabolic Syndrome: A Systematic Review and Meta-Analysis. Front Endocrinol (Lausanne). 2021;12:773646. DOI: 10.3389/fendo.2021.773646.
- 9. Sondrup N, Termannsen AD, Eriksen JN, Hjorth MF, Færch K, Klingenberg L, et al. Effects of sleep manipulation on markers of insulin sensitivity: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Sleep Med Rev. 2022;62:101594. DOI: 10.1016/j.smrv.2022.
- 10. Kothari V, Cardona Z, Chirakalwasan N, Anothaisintawee T, Reutrakul S. Sleep interventions and glucose metabolism: systematic review and meta-analysis. Sleep Med. 2021;78:24-35. DOI: 10.1016/j.sleep.2020.11.035
- 11. van der Merwe C, Münch M, Kruger R. Chronotype Differences in Body Composition, Dietary Intake and Eating Behavior Outcomes: A Scoping Systematic Review. Adv Nutr. 2022;13(6):2357-2405. DOI: 10.1093/advances/nmac093.
- 12. Spiegel K, Rey AE, Cheylus A, Ayling K, Benedict C, Lange T, et al. A meta-analysis of the associations between insufficient sleep duration and antibody response to vaccination. Curr Biol. 2023;33(5):998-1005.e2. DOI: 10.1016/j.cub.2023.02.017
- 13. Rayatdoost E, Rahmanian M, Sanie MS, Rahmanian J, Matin S, Kalani N, et al. Sufficient Sleep, Time of Vaccination, and Vaccine Efficacy: A Systematic Review of the Current Evidence and a Proposal for COVID-19 Vaccination. Yale J Biol Med. 2022;95(2):221-235. PMID: 35782481
- 14. Scott AJ, Webb TL, Martyn-St James M, Rowse G, Weich S. Improving sleep quality leads to better mental health: A meta-analysis of randomised controlled trials. Sleep Med Rev. 2021;60:101556. DOI: 10.1016/j.smrv.2021.101556.
- 15. Zhang MM, Ma Y, Du LT, Wang K, Li Z, Zhu W, et al. Sleep disorders and non-sleep circadian disorders predict depression: A systematic review and meta-analysis of longitudinal studies. Neurosci Biobehav Rev. 2022;134:104532. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2022.104532.
- 16. Shi L, Chen SJ, Ma MY, Bao YP, Han Y, Wang YM, Shi J, Vitiello MV, Lu L. Sleep disturbances increase the risk of dementia: A systematic review and meta-analysis. Sleep Med Rev. 2018;40:4-16. DOI: 10.1016/j.smrv.2017.06.010.
- 17. Palagini L, Geoffroy PA, Miniati M, Perugi G, Biggio G, Marazziti D, Riemann D. Insomnia, sleep loss, and circadian sleep disturbances in mood disorders: a pathway toward neurodegeneration and neuroprogression? A theoretical review. CNS Spectr. 2022;27(3):298-308. DOI: 10.1017/S1092852921000018.
- 18. Chong PLH, Garic D, Shen MD, Lundgaard I, Schwichtenberg AJ. Sleep, cerebrospinal fluid, and the glymphatic system: A systematic review. Sleep Med Rev. 2022;61:101572. DOI: 10.1016/j.smrv.2021.101572