Hamowanie i pobudzanie − rola neuroprzekaźników w czuwaniu i śnie

Sen jest procesem aktywnym i złożonym. Pewne ośrodki mózgu są aktywne podczas snu, inne szlaki mózgowe w czuwaniu. Za promocję czuwania odpowiadają stymulujące korę mózgową neurony wzgórza, podwzgórza (za pośrednictwem neuronów oreksynowych − ORX) oraz przedniego przodomózgowia.

Neurony cholinergiczne mostu, które syntetyzują i uwalniają acetylocholinę (ACh) − pobudzają jądra wzgórza i stąd drogami wzgórzowo-korowymi pobudzana jest kora mózgowa. Neurony ACh są aktywne podczas czuwania, ale też snu fazy szybkich ruchów gałek ocznych (REM − rapid eye movement), który charakteryzuje się dużą aktywnością kory mózgowej, podobną do tej w fazie czuwania.

Neurony Glu (wydzielające neuroprzekaźnik pobudzający glutaminian − Glu) układu siatkowatego nie tylko stymulują aktywność wzgórza, podwzgórza oraz przedniego przodomózgowia, ale także wysyłają włókna eferentne do neuronów ruchowych.

Od jąder pnia mózgu, w których transmisja nerwowa jest związana z przekaźnikami serotoninowymi (5-HT), noradrenergicznymi (NA), dopaminergicznymi (DA) i histaminergicznymi (HIST), odchodzą także włókna pobudzające wzgórze. Neurony NA, 5-HT, DA, HIST są dodatkowo pobudzane przez neurony ORX z tylnobocznej części podwzgórza oraz neurony ACh z podstawnego przodomózgowia.

Zasypianie inicjują neurony przedniej części podwzgórza skupione w brzuszno-bocznym jądrze przedwzrokowym (VLPO − ventrolateral preoptic nucleus), wysyłając gabaergiczne (GABA) hamujące włókna eferentne do struktur pnia mózgu i neuronów ORX bocznego podwzgórza.

Aktywność neuronów monoaminergicznych: 5-HT, DA, NA, HIST, największa podczas czuwania, w trakcie snu znacząco się zmniejsza, a całkowicie wyłącza się podczas snu REM.

Uszkodzenie neuronów ORX lub receptorów ORX powoduje objawy narkolepsji (nadmierna senność w ciągu dnia i wybudzenia w nocy), co świadczy o udziale neuronów ORX w regulacji przechodzenia ze stanu czuwania w sen i odwrotnie. Podczas czuwania kumuluje się adenozyna, która pobudza aktywność neuronów brzuszno-bocznego jądra przedwzrokowego i wyzwala sen.

Stosowanie leków hamujących neurony monoaminergiczne lub pobudzających neurony GABA może powodować nadmierną senność w ciągu dnia.

Z kolei układ limbiczny ma liczne połączenia zarówno do znajdującego się w podwzgórzu VLPO, jak i bocznego podwzgórza. Dlatego w mechanizmie powstawania bezsenności szczególne znaczenie ma stres. Na modelu bezsenności u szczurów wykazano, że ciało migdałowate odpowiada za ustawiczną stymulację ośrodków podtrzymujących czuwanie w pniu mózgu.

Regulacja rytmu dobowego przez hormony

Nasz chronotyp (typ wieczorny/sowa/nocny marek lub typ poranny/skowronek/ranny ptaszek) zależy od predyspozycji biologicznych, szybkości reakcji na pobudzające działanie światła. Głównym czynnikiem dostosowującym nas do świata zewnętrznego jest światło, ale wpływ mają także pory posiłków oraz wymagania społeczne.

Zaburzenia w transmisji serotoniny leżą u podłoża chorób psychicznych (m.in. lęku, depresji, zaburzeń łaknienia i snu oraz schizofrenii; badania nad układem 5-HT są̨ jednym z kierunków poszukiwań́ patogenezy chorób afektywnych). Serotonina odgrywa też znaczącą̨ rolę w regulacji rytmów okołodobowych. Polimorfizmy genów odpowiadających za transmisję dopaminergiczną (receptory D2) mogą mieć związek z patofizjologią schizofrenii i z zaburzeniami snu. Wzmożona synteza i wydzielanie dopaminy łączy się z pozytywnymi objawami schizofrenii, natomiast hipodopaminergia z objawami negatywnymi i poznawczymi.

Udowodniono, zwłaszcza w chronotypie sów, związek z uwarunkowanym genetycznie wewnętrznym rytmem dobowym – jedni ludzie preferują pracę wieczorem i trudno jest im rano wstać, inni z kolei odczuwają senność we wcześniejszych godzinach wieczornych i są rannymi ptaszkami. Rytm dobowy zmienia się też w ciągu życia, np. u adolescentów dominuje bycie sową (w niektórych krajach wychodzi się naprzeciwko tym preferencjom i przesuwa się godziny rozpoczęcia zajęć szkolnych na późniejsze, dzięki czemu dzieci lepiej rozwiązują zadania matematyczne). Udowodniono też wpływ rytmu dobowego na zdolności poznawcze i nastój. W miarę możliwości tryb życia i sen należy dostosowywać do tych preferencji.

Niedobór snu − konsekwencje

W badaniach populacyjnych osoby, które śpią za krótko (mniej niż 7 godzin), częściej chorują na zaburzenia układu sercowo-naczyniowego (ryzyko zawału i zaburzeń rytmu serca), odporności (a w ślad za tym mają większe ryzyko chorób nowotworowych), otyłość, cukrzycę, są w gorszym stanie psychicznym. Sporadyczną deprywację snu organizm rekompensuje głębszym snem kolejnej nocy. Natomiast systematyczny brak snu może prowadzić do wystąpienia objawów psychiatrycznych: halucynacji, urojeń, zaburzonego nastroju, zaburzeń poznawczych. Zaburzenia snu − od bezsenności do całodziennej nasilonej senności − są jednym z podstawowych objawów stanów depresyjnych i lękowych. Stwierdzono też związek pomiędzy niedoborem snu i nasileniem objawów psychotycznych.