Student World

Člověk odnepaměti přikládá veliký význam spánku. Dokazuje to i množství rčení a pořekadel na toto téma: Můžeme spát spánkem spravedlivých, jako budulínek, dudek či dokonce pařez – nebo naopak jen na půl oka či jako na vodě. Co je ale spánek z pohledu neurologa? Proč vlastně spíme? To mimořádně pozorným posluchačům objasňoval při své přednášce na půdě Akademie věd ČR v rámci Týdne mozku doc. MUDr. Karel Šonka, DrSc., z Neurologické kliniky 1. lékařské fakulty UK. Zaměřil se přitom na aspekty biologické:

Rozlišujeme tzv. spánek REM – nebo též paradoxní spánek – a 4 stadia spánku non-REM – neboli spánek synchronní. V průběhu noci se podle určitých pravidel střídají. Noční spánek je organizován v cyklech, které začínají nejdříve non-REM spánkem a končí REM spánkem. Cykly trvají přibližně 90 minut. REM spánek se více objevuje v ranní době nebo v druhé polovině noci, naopak stadií 3 a 4 non-REM je více na začátku noci.

Dva typy spánku – REM a non-REM – a bdělost jsou tři základní funkční stavy organismu, které se liší různým řízením většiny pochodů v centrální nervové soustavě a některými behaviorálními projevy. Jsou navozovány a udržovány aktivně. Spánek tedy není nedostatek bdělosti, jak se dlouho soudilo, ale aktivní děj. Abychom mohli spát, jsou potřeba určité struktury v mozku, jejich správné fungování a souhra.

Spánek podle docenta Karla Šonky charakterizuje snížení reaktivity na vnitřní a vnější podněty. Reaktivita je však selektivní: Například unavená matka klidně spí i v hlučném prostředí, jakmile však zavrní její dítě, probudí ji z nejhlubšího spánku.

Čili i v nejhlubším spánku dochází k určitému zpracovávání. Další charakteristikou je snížení motorických projevů organismu. Platí to o naprosté většině živočišných druhů, i když se někteří živočichové během spánku motoricky projevují: Stěhovaví ptáci dokáží letět bez přestání mnoho desítek hodin a v té době podle některých výzkumů opakovaně spí. Je to možné proto, že řízení pohybu, který je ve spánku stereotypní, zajišťují kmenové mozkové struktury. Třetí charakteristikou spánku je, že se vyskytuje cyklicky. U člověka je ten rytmus 24hodinový.

Významu spánku se podle docenta Karla Šonky věnovala řada vědců a zkoumali ho i na laboratorních zvířatech – nejčastěji na hlodavcích. Získané poznatky však nelze na člověka přenášet mechanicky. Způsob řízení mozkové činnosti u člověka a u hlodavce má přece jen jisté odlišnosti. Význam spánku vykládají různé teorie odlišně:

Za prvé jde o konzervaci energie. Teorie prosazující tuto myšlenku říkaly, že v době, kdy organismus spí, má nižší spotřebu energie. Krysa má v době spánku asi o 25 procent nižší spotřebu energie. A nakonec i pro člověka bylo kdysi možná nedosažitelné sehnat si dostatek energie, aby 24 hodin pobíhal po stepi, sháněl si potravu a utkával se s jinými tlupami lidí. V současné době a v rozvinutých zemích pro člověka energetický příjem není problémem, ale lidský organismus na 24hodinovou činnost není připraven.

Teorie získávání energie, objasněná a dokázaná na hlodavcích, pro člověka zřejmě neplatí. Aby myš, krysa nebo jiný hlodavec mohl v klidu trávit, musí si dopřát trochu spánku, respektive v klidu většinou usne. Schopnost relaxovaného klidu je výsadou člověka a dalších organismů s větší telencefalizací, tedy s větším poměrem hmotnosti mozku ke zbytku těla. Člověk, který má tento poměr nejpříznivější, dokáže strávit v klidu, aniž by usnul – přemýšlením, sledováním okolí – mnoho hodin, někdo dokonce celou dobu bdělosti. Zmiňovaná teorie získávání energie vznikla na podkladě pozorování hlodavců. U nich během spánku dochází k větší aktivitě gastrointestinálního traktu včetně vstřebávání živin a k doplňování energetických zásob v těle. To pro člověka podle všeho neplatí a výhodnější pro tyto procesy je klidná bdělost.

Regenerace organismu ve spánku je důležitá, zdůraznil dále docent Šonka, ovšem zdá se, že u člověka se týká zcela zásadně regenerace funkceschopnosti mozku. Různé teorie zdůrazňují význam paradoxního neboli REM spánku pro usnadnění zapamatování nebo naopak usnadnění zapomínání nedůležitých informací.

Nositel Nobelovy ceny Francis Crick soudil, že během REM spánku se ruší nedůležité konexe mezi nervovými buňkami, které vznikly v průběhu denní doby. Neurofyziolog Michel Jouvet z Lyonu zase naopak předpokládal, že se v REM spánku funkčně mění špatně nastavená genetická informace týkající se paměti. Německý badatel Vogel popisoval REM spánek jako situaci, kdy se zvíře – a samozřejmě také člověk – uvolní z instinktů a člověk navíc ještě z konvencí, které se během života učí. Neurofyziolog Mehdi Tafti žijící nyní v Ženevě si myslí, že během REM spánku, který se opakuje asi po 1, 5 hodině, dochází k jakési systematické kontrole mozku: Jestliže kontrola zjistí, že je ještě potřeba pokračovat v uspořádávání nebo přípravě na další bdělost, ukončí REM spánek a znovu zahájí non-REM spánek.
Obnova – nyní mluvíme čistě abstraktně – se dokončuje a opět se zahájí kontrolní proces REM spánku. Teprve když se při kontrole už nic nenachází, je funkce spánku naplněna. Na této teorii jistě něco bude, ale nebyla zatím dokázána. Skotský neurofyziolog Jim Horne publikoval ontogenetickou teorii. Vychází z faktu, že největší množství REM spánku (nejdelší trvání) je u nenarozeného plodu. S věkem se jeho podíl na celkové délce spánku snižuje. To znamená, že pro novorozence má jiný nebo podstatně větší význam než pro dospělého člověka. Dále dítě ihned po narození dokáže dýchat, musí také hned bez problémů polykat, přestože příslušné pohyby nikdy předtím nedělalo. Jim Horne vytvořil teorii, kterou je též potřeba brát vážně: Že v nitroděložním vývoji si plod vyzkouší v REM spánku milionkrát ony pohybové vzorce, které pak po narození může bez problémů uskutečnit.
V REM spánku je totiž svalová atonie: Všechny svaly, s výjimkou dýchacích, jsou odpojeny od centrálního nervového systému. Člověk si představuje – a jeho mozek jako by připravuje – různé pohyby, různé typy chování. Periferní výkonné struktury jsou odpojeny, ale centrální nervový systém se chová, jako kdyby opravdu pohyb nějakým způsobem řídil. Z toho vychází zmiňovaná ontogenetická teorie, podle níž si v REM spánku organismus vlastně trénuje pohybové vzorce, které má geneticky dané a které potom potřebuje provozovat okamžitě, bez dlouhého nacvičování.

Jednou z metod, jak zjistit význam spánku, je tento fyziologický stav potlačit a zkoumat, co organismu následně chybí. Například potkan, kterému zcela odepřeme spánek, podle docenta Karla Šonky pojde za 21 dní. Důvod však není zcela jasný, protože v organismu se nezjišťují žádné přesvědčivé orgánové změny. Dojde však k vyčerpání řízení organismu. V mozku poklesne – zřejmě kriticky – hladina některých neuromediátorů zajišťujících kontakt mezi jednotlivými buňkami a zvíře náhle pojde na celkové selhání organismu. Podobná situace nastává, když zvířeti neumožníme pouze paradoxní spánek. V praxi se využívá svalové atonie při spánku REM: Zvíře se umístí na malý ostrůvek doprostřed bazénku. V okamžiku, kdy usne REM spánkem, kvůli zmiňované svalové bezvládnosti spadne do vody. To ho probudí, musí vylézt a zase je buď bdělé, nebo usne REM spánkem a situace se opakuje. Pokud takto vystavíme deprivaci REM spánku potkana, pojde za 28 dní.

Docent Šonka připomněl, že člověk při katastrofálním nedostatku spánku velmi trpí. Do poloviny minulého století se předpokládalo, že nedostatek spánku vede k psychotickým projevům. Tato představa se změnila v roce 1961, kdy se v Texasu jeden 17letý chlapec dobrovolně rozhodl nespat. Vydržel to celkem 264 hodin. Když 11. den končil, sledovali ho už biologové, odborníci na poruchy spánku, prakticky celá odborná veřejnost.

Na základě tohoto a dalších dobrovolných pokusů se zjistilo, že když jinak zdravý člověk nespí, nestane se psychotikem. Má však tzv. projevy spánkové opilosti: Jde o stav podobný projevům pravé opilosti, kdy se člověk motá, nemá přesnou koordinaci i špatně vyslovuje, jeho myšlenky a mluvu může charakterizovat nesoustředění, psychická nevýkonnost. Nicméně i při tomto nespaní se dotyčný chlapec těšil dobrému somatickému zdraví. V českém prostředí je třeba připomenout dodnes citovaný pokus, který proběhl v Praze v roce 1968. Vysokoškoláci dobrovolně 2-5 dní nespali a během té doby byli podrobováni různým psychologickým a výkonnostním testům duševní a fyzické kondice. Zjistilo se, že jim nezadržitelně klesala duševní výkonnost: schopnost se učit, soustředit se, pamatovat si, vzpomenout si atd. Současně však celou dobu asi po 3 hodinách trénovali tzv. steptest, kdy se stoupá na židli a sleduje se kardiální odezva. Byl to pro ně vlastně fyzický trénink a během nespavosti se jim dokonce zlepšila trénovanost.

Také podobný pokus, který s mladými lidmi provedl v roce 1989 již citovaný Jim Horne, prokázal, že když se oddaluje usnutí o 24 hodin, je člověk schopen s velkou motivací podat stejný duševní výkon jako po dobrém spánku. Ale po delší spánkové deprivaci už žádná motivace nezabránila poklesu duševního výkonu. Z toho se soudí, že spánek je nezbytně nutný pro řízení organismu, pro správné fungování mozku, uvedl dále docent Karel Šonka z Neurologické kliniky 1. lékařské fakulty UK. Další studie dobrovolníků, kteří se snažili o různé rekordy, při kterých nespali, zkoumaly, co se děje s dotyčnou osobou, když může následně spát. Ukázalo se, že po jednorázové spánkové deprivaci člověk doplní zameškaný hluboký nonREM spánek (stadia 3 a 4 non-REM) a asi polovinu zameškaného REM spánku. Proto se usuzuje, že právě tato část spánku je pro správné fungování spánku nezbytná a při její kompresi by člověku mohly stačit 3-4 hodiny spánku denně. Nicméně spánek je, jak bylo uvedeno, organizován v cyklech, které obsahují zřejmě i méně důležitá stadia, a proto většina lidí potřebuje delší dobu (většinou 7-8 hodin), aby všechna zásadně potřebná stadia během spánku proběhla. Spánek kratší než 6 a delší než 10 hodin nabádá k určité pozornosti.

autor Jana Olivová, převzato z Akademického bulletinu 6/2003 se svolen