Powrót
Fazy snu wpływają na nasz rytm dobowy. Kobieca ręka sięga spod kołdry, aby wyłączyć dzwoniący budzik.

Jak fazy snu wpływają na rytm dobowy organizmu?

Dobry sen ma zasadnicze znaczenie dla funkcjonowania organizmu i naszego samopoczucia. Istotna jest przy tym nie tylko długość snu, ale również, a może nawet przede wszystkim, jego jakość. Ta zależna jest natomiast od przebiegu snu, czyli jego faz. W jaki sposób fazy snu wpływają na rytm dobowy?

Dobry sen ma zasadnicze znaczenie dla funkcjonowania organizmu i naszego samopoczucia. Istotna jest przy tym nie tylko długość snu, ale również, a może nawet przede wszystkim, jego jakość. Ta zależna jest natomiast od przebiegu snu, czyli jego faz. W jaki sposób fazy snu wpływają na rytm dobowy?

Fazy snu i ich cykliczność

Analiza snu i jego cykli wykonywana jest na podstawie tzw. badań polisomnograficznych (PSG). Opierają się one na rejestracji kilku czynników: bioelektrycznej czynności mózgu (EEG), ruchów gałek ocznych (EOG) oraz napięcia mięśni podbródkowych (EMG). Przeprowadzone badania populacyjne wskazują, że sen dorosłego człowieka składa się z 2 do 6 cykli.1)

Każdy z cykli obejmuje dwa zasadnicze rodzaje snu:

  • NREM (non rapid eye movement), czyli sen bez szybkich ruchów gałek ocznych
  • REM (rapid eye movement), a więc sen z szybkimi ruchami gałek ocznych

Sen w fazie REM wiąże się z występowaniem marzeń sennych, natomiast NREM dzieli się na trzy stadia — N1, N2 i N3.2)

Stadium N1 fazy NREM to początek cyklu snu. Jest to moment przejściowy między czuwaniem a snem. Mózg wytwarza w tym czasie powolne fale theta o wysokiej amplitudzie. Osoba wybudzona w tej fazie może mieć subiektywne wrażenie, że w ogóle nie spała. Stadium N1 jest krótkie, trwa około 5 minut.

Stadium N2 trwa około 20 minut. W czasie jej trwania mózg produkuje szybkie, rytmiczne fale sigma, które w terminologii medycznej nazywa się wrzecionami snu.3) Obniżona zostaje temperatura organizmu, a tętno i częstotliwość oddechów stają się bardziej regularne, spada też świadomość otoczenia. Okazuje się, że stadium N2 stanowi nawet połowę całego czasu snu.4)

Jak radzić sobie ze stresem?

W stadium N3 następuje rozluźnienie mięśni, obniżenie ciśnienia krwi i częstotliwości oddechów. To faza najgłębszego snu, kiedy mózg produkuje głębokie i powolne fale delta. Śpiący staje się mniej reaktywny, czyli spada jego wrażliwość na bodźce zewnętrzne, np. dźwięki. To właśnie w tej fazie snu organizm najbardziej wypoczywa. Najtrudniej też się z niego wybudzić.

Warto podkreślić, że w starszej literaturze wyróżniono stadium N3 i N4, jednak obecnie zostały one połączone w jedno.5)

Jak już wspomniałem, w fazie REM pojawiają się marzenia senne, co jest wynikiem zwiększonej aktywności mózgu i występowania fal theta oraz beta. Poza tym następuje znaczne rozluźnienie i unieruchomienie mięśni (tzw. paraliż senny) i występują szybkie ruchy gałek ocznych.

Sen przebiega więc cyklicznie poprzez poszczególne fazy, pojawiające się w kolejności:

N1 -> N2 -> N3 -> powrót do N2 -> REM -> krótkie wybudzenie

Zdrowy sen dający poczucie wypoczęcia wymaga u większości ludzi od 4 do 6 cykli w ciągu nocy. Długość poszczególnych stadiów ulega jednak zmianom w czasie. W pierwszej połowie nocy dłuższe są okresy N3 (czyli snu głębokiego), podczas gdy w drugiej połowie nocy, zazwyczaj po przejściu 3 pełnych cykli snu, głęboki sen ulega znacznemu skróceniu lub w ogóle nie występuje, podczas gdy wydłużają się okresy N2 i REM.6)

Uważa się, że w czasie fazy NREM następuje fizyczna regeneracja mózgu, natomiast faza REM służy regeneracji funkcjonalnej, np. konsolidacji śladów pamięciowych czy odbudowywaniu neuroprzekaźników.7)

Skutki problemów ze snem i trudności z zasypianiem

Fizjologiczne mechanizmy regulujące cykl dobowy i sen

Regulacja rytmu dobowego, w tym rytmu snu i aktywności, związana jest z wieloma bardzo skomplikowanymi procesami neurobiologicznymi. W procesy te zaangażowane są różne struktury mózgowe, gruczoły dokrewne, hormony i neuroprzekaźniki. Omówienie ich wszystkich wykracza daleko poza ramy tego opracowania, dlatego pokrótce przedstawię tylko najważniejsze elementy fizjologicznej regulacji snu.

Układ melatoninowy obejmujący podwzgórze, jądra nadskrzyżowaniowe i szyszynkę reaguje na natężenie światła. Działa więc jak wewnętrzny zegar, który daje sygnał, że zapadła noc i uruchamia odpowiednie procesy związane z przygotowaniem do snu.8)

Układ serotoninowy odgrywa rolę w hamowaniu fazy REM i promowaniu snu głębokiego. Niedobór serotoniny może więc powodować poważne problemy ze snem i spadek jego jakości.

Układ hipokretynowy z kolei stabilizuje utrzymanie snu w nocy i aktywności w ciągu dnia. Jego złe działanie może prowadzić do deregulacji rytmu dobowego i napadowego zasypiania w dzień oraz częstych przebudzeń w nocy.

Swoją rolę w regulacji rytmu dobowego ma również układ GABA, histaminowy, cholinergiczny, noradrenergiczny czy adenozynowy, a także wiele innych.

Środowiskowe czynniki regulujące sen

Za przebieg rytmu dobowego oraz regulację snu odpowiada nie tylko biologia, ale również szereg czynników środowiskowych.

Podstawowym z nich, łączącym mechanizmy fizjologiczne z oddziaływaniem środowiska, jest światło. Wspomniałem już, że to właśnie natężenie światła wpływa na funkcjonowanie układu melatoninowego. Interesujące jest to, że pobudzenie tego układu wywołuje nie tylko światło naturalne, ale również sztuczne.

Oznacza to m.in., że używanie telefonów komórkowych, komputera czy oglądanie telewizji do późnych godzin związane jest z zaburzeniem naturalnego rytmu wydzielania melatoniny i może być źródłem utrudnień w zasypianiu i innych problemów ze snem.9)

Do środowiskowych warunków mających znaczenie dla jakości i długości snu zalicza się też hałas. Jeśli pojawia się on w czasie snu, prowadzi do wydzielania adrenaliny, noradrenaliny i kortyzolu, a więc do pobudzenia układu nerwowego. Efektem może być skrócenie snu głębokiego, a wydłużenie płytkiego oraz częstsze przebudzenia.10)

Ściśle powiązana z mechanizmem regulacji snu jest również termoregulacja organizmu. Oznacza to, że na jakość i długość snu wpływ ma również temperatura organizmu. W czasie snu jest ona obniżona, a wzrasta po przebudzeniu. Zbyt wysoka lub zbyt niska temperatura skraca fazę REM i wydłuża czuwanie, a ekspozycja na zimno w czasie snu wpływa również negatywnie na regulację rytmu serca. Procesy termoregulacji mają więc duże znaczenie dla zdrowego snu, a zależą one między innymi od temperatury otoczenia, w którym śpimy.11)

Określenie optymalnej temperatury w sypialni nie jest jednak zadaniem prostym. Zależy ona bowiem od wielu czynników, zarówno zewnętrznych (takich jak klimat czy wilgotność powietrza), jak i osobowych (np. od wieku). Z tego względu w publikacjach naukowych spotyka się zakres od 17 do 28 stopni Celsjusza przy wilgotności powietrza od 40 do 60%.12)

Poza światłem, hałasem, temperaturą i wilgotnością powietrza warto również zwrócić uwagę na obecność alergenów oraz komfort związany z prawidłowym wyborem materaca czy poduszki. Wszystkie te czynniki mają wpływ na jakość snu.

7 rzeczy, które warto zrobić przed snem, aby się wyspać

Różnice indywidualne w zapotrzebowaniu na sen

Odpowiedź na pytanie o to, ile powinien trwać głęboki sen, aby osoba czuła się wypoczęta, nie jest jednoznaczna. Występują bowiem znaczne różnice indywidualne w tym zakresie.

Ponieważ rytm dobowy regulowany jest przez szereg czynników fizjologicznych uwarunkowanych genetycznie, logiczne jest, że również sama architektura snu i jego potrzebna ilość różni się między poszczególnymi osobami.

Jedną z podstawowych różnic jest długość pojedynczego cyklu snu, który może trwać od 80 do 120 minut. Konsekwencją jest to, że osoby, u których cykl snu przebiega szybciej, potrzebują mniej czasu, by się wyspać niż ci, u których te okresy są dłuższe. Różnić się może również sama ilość potrzebnych do wyspania się cykli.

Zapotrzebowanie na sen, a także sama architektura snu, czyli przebieg cykli, zmienia się również z wiekiem. Noworodki śpią około 16 godzin na dobę, z czego aż połowa stanowi sen aktywny (odpowiednik fazy REM). Jednak ich rytm nie ma wymiaru dobowego (24-godzinnego), ale trwa 4 godziny, co oznacza, że wybudzenie następuje średnio co 2,5 godziny.

Długość snu i fazy REM zmniejsza się jednak bardzo szybko i roczne dziecko sypia już średnio 9-12 godzin w ciągu nocy oraz 2-4,5 godziny w ciągu dnia. W wieku 5-6 lat długość snu nocnego wynosi 10-11 godzin, a potrzeba dziennych drzemek stopniowo zanika.

W okresie dorastania częste jest tzw. przesunięcie fazy snu, które skutkuje późnym zasypianiem (około północy) i wstawaniem (po godzinie 9). W tym czasie pojawiają się też problemy związane z nadmiernym przesunięciem fazy snu, co sprawia, że młodzi ludzie nie są w stanie zasnąć przed godziną 2-3 w nocy, a budzą się o 10-11. Ma to oczywiście negatywny wpływ na funkcjonowanie i może prowadzić do licznych problemów nie tylko zdrowotnych, ale również w szkole i życiu społecznym.13)

W dorosłości przeciętne zapotrzebowanie na sen spada do 7-9 godzin i ulega dalszemu skróceniu wraz z postępującym wiekiem. Co więcej, u osób starszych zmienia się również architektura snu. Zwiększa się ilość i długość wybudzeń oraz długość stadium N1. Skraca się też długość snu głębokiego (stadium N3), podczas gdy faza REM i stadium N2 są względnie stałe. Przyspieszeniu ulega też faza snu, pojawia się więc preferencja do bardzo wczesnego chodzenia spać i wstawania. Występuje również większe zapotrzebowanie na drzemki w ciągu dnia.14)

Międzyosobnicze różnice w zakresie przebiegu okołodobowych rytmów snu i czuwania i związanej z tym aktywności psychofizycznej wpływają więc na indywidualne preferencje w zakresie pory zasypiania i budzenia się oraz czasu zwiększonej aktywności fizycznej i psychicznej. Są one na tyle istotne, że badacze stworzyli spektrum typów aktywności okołodobowej (chronotypów). Rozciąga się ono od tzw. “skowronków” o chronotypie wczesnorannym do późnowieczornych “sów”.

Badania pokazują, że istnieje korelacja między chronotypem i przebiegiem snu (godziną zasypiania i wstawania, długością snu czy ilością drzemek dziennych) oraz jego efektywnością.15) Oznacza to, że poza długością i jakością snu ważne jest również dopasowanie rytmu aktywności do wewnętrznego zegara biologicznego i indywidualnych uwarunkowań.

Sposoby na dobry sen

Fazy snu a rytm dobowy

Przebieg snu, jego długość i jakość zależy od wielu czynników. Wpływ na rytm dobowy ma zarówno biologia i uwarunkowania fizjologiczne, jak i rozmaite czynniki zewnętrzne. Oznacza to, że potrzebna organizmowi ilość snu jest sprawą indywidualną i różni się ona u poszczególnych osób.

Trudno powiedzieć, ile powinny trwać poszczególne fazy snu i ile należy spać, żeby wstać wypoczętym. Jednak przedstawiona w tym artykule architektura snu daje pewien wgląd w to, jak można zadbać o prawidłowy sen i właściwy wypoczynek.

Ponieważ funkcjonowanie organizmu zależy w dużej mierze od konkretnej fazy snu, możemy stwierdzić, że najlepiej jest budzić się w czasie trwania snu płytkiego. Rzeczywiście okazuje się, że wybudzenia w fazie REM są najłagodniejsze i subiektywnie najprzyjemniejsze.

Związane jest to z faktem, że w czasie fazy REM mózg zwiększa swoją aktywność, zbliżając się do stanu charakterystycznego dla czuwania. Wybudzenie w tej fazie wiąże się więc z najniższym wysiłkiem i kosztem energetycznym wymaganym do podjęcia aktywności.

Najważniejsze jest więc, by nie budzić się w czasie trwania snu głębokiego, kiedy aktywność organizmu jest najniższa, procesy psychiczne przebiegają wolniej i potrzebujemy znacznie więcej czasu, by “dojść do siebie”.

Obecnie istnieje wiele sposobów na identyfikację fazy snu, w której akurat jesteśmy. Pozwalają na to nie tylko specjalistyczne opaski biometryczne, ale również proste kalkulatory snu czy aplikacje do jego monitorowania. Dzięki nim możliwe jest takie skalibrowanie budzika, by wybudzał nas w czasie snu płytkiego. Tzw. budziki fazy snu gwarantują zdrowy sen w pełnych cyklach, zapewniają łatwiejsze wstawanie i szybsze osiągnięcie pełni sprawności po przebudzeniu.

Aplikacje monitorujące przebieg snu pomagają działać zgodnie z indywidualnym rytmem dobowym, co ma doskonały wpływ na funkcjonowanie całego organizmu zarówno w sferze fizycznej, jak i psychicznej.

Melatonina - w jaki sposób wpływa na zdrowy sen?

 

Autor: mgr Krzysztof Kłosiński

ŹRÓDŁA

1) za: A. Kawalec, K. Pawlas, Czynniki środowiskowe wpływające na sen oraz zachowanie higieny snu. Problemy Higieny i Epidemiologii, 2012, 94(1), s. 1-5.

2) Op. cit.

3) J. Rybakowski, S. Pużyński, J. Wciórka: Psychiatria. Podstawy psychiatrii. T. 1. Wrocław: Elsevier, Urban & Parner, 2010, s. 210.

4) A.K. Patel, J. Sidhu, A. Goyal, J. F. Araujo, Physiology, Sleep Stages. StatPearls [Internet]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK526132/. Data dostępu 28.05.20.

5) https://www.verywellhealth.com/the-four-stages-of-sleep-2795920. Data dostępu: 28.05.20.

6) https://www.mp.pl/pacjent/psychiatria/bezsennosc/70378,fizjologia-snu. Data dostępu: 28.05.20.

7) M. Lizak-Nitsch, Rola noradrenaliny i serotoniny w modulacji funkcji mózgu i ich znaczenie dla snu człowieka. Neurokognitywistyka w Patologii i Zdrowiu, 2011, s 36-42.

8) N. Zisapel, Sleep and sleep disturbances: biological basis and clinical implications, Cell Mol Life Sci, 2007 May;64(10):1174-86.

9) P. Boyce, D. J. Kennaway. Effects of light on melatonin production. Biological Psychiatry, vol. 22 (4),  s. 473-478, kwiecień, 1987.

10) Tomoyouki Kawada. Noise and Health – Sleep Disturbance in Adults. Journal of Occupational Health 2011; 53, s. 413-416.

11) A. Kawalec, K. Pawlas. Op. cit.

12) Z. A. Caddick, K. Gregory, A. Arsintescu, E. E. Flynn-Evans. A review of the environmental parameters necessary for an optimal sleep environment. Building and Environment, vol. 132 (15), s. 11-20, 2018.

13) J. B. Zawilska, A. Żytkowski, A. Woldan-Tambor i in. Okołodobowy typ aktywności (chronotyp) a pora i długość snu u młodzieży i osób dorosłych. Sen, 2008, 8(2), s. 61-66.

14) Op. cit.

15) W.B. Webb, M.H.  Bonnet. The sleep of “morning” and “evening” types. Biological Psychology 1978; 7: s. 29–35.

 

Bibliografia:

 

A. Kawalec, K. Pawlas, Czynniki środowiskowe wpływające na sen oraz zachowanie higieny snu. Problemy Higieny i Epidemiologii, 2012, 94(1), s. 1-5.

1) J. Rybakowski, S. Pużyński, J. Wciórka: Psychiatria. Podstawy psychiatrii. T. 1. Wrocław: Elsevier, Urban & Parner, 2010, s. 210.

2) A.K. Patel, J. Sidhu, A. Goyal, J. F. Araujo, Physiology, Sleep Stages. StatPearls [Internet]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK526132/. Data dostępu 28.05.20.

3) https://www.verywellhealth.com/the-four-stages-of-sleep-2795920. Data dostępu: 28.05.20.

4) https://www.mp.pl/pacjent/psychiatria/bezsennosc/70378,fizjologia-snu. Data dostępu: 28.05.20.

5) M. Lizak-Nitsch, Rola noradrenaliny i serotoniny w modulacji funkcji mózgu i ich znaczenie dla snu człowieka. Neurokognitywistyka w Patologii i Zdrowiu, 2011, s 36-42.

6) N. Zisapel, Sleep and sleep disturbances: biological basis and clinical implications, Cell Mol Life Sci, 2007 May;64(10):1174-86.

7) P. Boyce, D. J. Kennaway. Effects of light on melatonin production. Biological Psychiatry, vol. 22 (4),  s. 473-478, kwiecień, 1987.

8) Tomoyouki Kawada. Noise and Health – Sleep Disturbance in Adults. Journal of Occupational Health 2011; 53, s. 413-416.

9) J. B. Zawilska, A. Żytkowski, A. Woldan-Tambor i in. Okołodobowy typ aktywności (chronotyp) a pora i długość snu u młodzieży i osób dorosłych. Sen, 2008, 8(2), s. 61-66.

10) W.B. Webb, M.H.  Bonnet. The sleep of “morning” and “evening” types. Biological Psychology 1978; 7: s. 29–35.

Gdzie kupić