Вливаща се наука
"Ако сънят не изпълнява жизненоважна функция, това е най-голямата грешка, която еволюцията е направила. "
Allan Rechtstaffen, 1971.
Спането е загадка. Това твърдят експертите и например Джеймс Крюгер и неговата група от Вашингтонския държавен университет в Спокейн пишат, че сънят е научна загадка и че това е последният физиологичен процес, за който няма консенсус относно неговата функция или функции. Искам да кажа, защо спим? Защо прекарваме между една трета и една четвърт от живота си в сън? Когато сме будни, ядем или не ядем, пием или не пием, възпроизвеждаме се или преминаваме от него, или правим или не правим много други неща, които ни интересуват или не ни интересуват. Но когато спим, очите ни се движат с голяма скорост и ние мечтаем, без средства и контрол от наша страна. Освен това не трябва да се забравя, че повечето животни също спят. Това е повсеместна функция в животинското царство. Следователно, нещо важно трябва да предполага съня, така че еволюцията да го е избрала при много видове и през милиони години.
За да илюстрираме значението на съня в биологията на нашия вид, ще разгледаме някои конкретни примери. Първо, Marie-Pierre St.-Onge и нейният екип от Колумбийския университет в Ню Йорк са изследвали връзката между диетата и добрия или лошия сън.
Знаем, че лошият и лош сън е свързан с риска от напълняване и в крайна сметка затлъстяването както при деца, така и при възрастни. Освен това, ако спим достатъчно, ядем по-малко мазнини. Тази връзка обаче не предполага причинно-следствена връзка, тоест не знаем точно какво е свързано със съня и диетата. Знаем последиците, но не и защо се случват. Освен това авторите ни казват, че все още знаем по-малко за обратната връзка, тоест дали диетата влияе на съня.
Те работят с 26 доброволци, половин жени, на възраст между 30 и 45 години и с редовен сън от 7 до 9 часа всяка вечер. Експериментът продължава шест дни, с 9 часа легло всяка вечер, контролирана диета през първите четири дни и ядене на каквото ви харесва през последните два дни. По този начин изследователите получават данни за съня на всеки доброволец с контролирана и неконтролирана диета. Контролираната диета съдържа 31% мазнини, 53% въглехидрати и 17% протеини.
Резултатите показват, че неконтролираната диета намалява продължителността на дълбокия и спокоен сън и увеличава времето, необходимо за постигане на сън. Фибрите в диетата влияят главно, защото съкращават времето, необходимо за заспиване, и увеличават продължителността на дълбокия сън. При контролирана диета отнема средно 17 минути сън, а без контролирана диета средната стойност се повишава до 29 минути. Също така наситените мазнини намаляват времето за дълбок сън. А процентът на въглехидратите, ако е висок, е свързан с повече събуждания по време на сън.
Накратко, ниско съдържание на фибри и високо наситени мазнини водят до по-кратък, по-лек сън, по-малко почивка и повече събуждане през нощта.
Подсказка за връзката между съня и телесното тегло идва от изследването на групата на Герда Пот в King’s College London. Те правят мета-анализ на вече публикувани единадесет статии и установяват, че малкото спане, между три часа и половина и пет часа и половина, увеличава енергийния прием със средно увеличение от 385 kcal на ден. И те не наблюдават промени по отношение на енергийните разходи поради малко сън.
И втора следа за връзката между съня и диетата ни идва от Швеция, от университета в Упсала и група, ръководена от Чистиен Бенедикт. Те са публикували проучване с девет доброволци, всички мъже и със средна възраст 23,3 години, които преминават през два последователни експеримента, първият с няколко часа нощен сън, между 2,45 и 7,00 часа, а вторият с нормален дълъг сън, от 22:30 до 7:00 часа Преди и след това се вземат проби на изпражненията, за да се изследва чревната им микробиота, тоест микроорганизмите, които живеят в храносмилателния им тракт. Микробиотата се намесва в храносмилането на храната и регулира нейната наличност за усвояване на резултатите от това храносмилане. Следователно видовият състав на микробиотата и нейната функция са важни за постъпването на хранителни вещества в тялото.
Изследването на Бенедикт показва, че микробиотата променя състава си при видовете според часовете на сън, с увеличаване на някои групи бактерии и намаляване на други. По други параметри, които авторите измерват, те също установяват, че при малко сън няма промени в мастните киселини в кръвта, но има 20% спад в ефекта на инсулина, въпреки че също няма промени в концентрацията на глюкоза. Освен това авторите признават, че не е лесно да се предположи за причините и последиците от тези промени, причинени от лош сън.
Друг пример е изследването на съня при млади юноши, публикувано от Силви Мръг и нейната група от Университета на Алабама в Бирмингам. Има 84 юноши доброволци, със средна възраст 13,3 години, а половината са момичета. Те вземат данни от графиците си за сън, самооценката си за качеството на съня и освен това измерват концентрацията на кортизол в слюнката, за да определят количествено нивото на стрес.
Особено при момичетата високите нива на кортизол са свързани с проблеми със съня и те също прекарват повече време в сън, достигайки до повече от 11 часа в леглото на нощ. Самооценката им за качеството на съня съвпада с концентрацията на кортизол в слюнката, тъй като те самите откриват, че спят по-зле, когато са подложени на стрес. Дори оценката им е по-точна от тази на родителите за съня на децата им.
И за да завършим със специфични проучвания, ще разгледаме току-що публикувания от Джун Ло и нейните колеги от Сингапурския център за когнитивна неврология когнитивни проблеми, причинени от продължителността на съня при хора над 55-годишна възраст. Те правят преглед на 18 проучвания с обща извадка от 97 264 души от 14 държави, които включват данни за съня и за вербалната, работната памет и други когнитивни процеси.
Резултатите показват, че има по-голям риск от когнитивни проблеми, ако спите 5 часа или по-малко или 9 часа или повече. Тоест има рискове колкото да спи малко, толкова и да спи твърде много.
Можем да добавим още една информация и тя е продължителността на съня и то само между бозайниците, за да не усложняваме текста. Има огромна вариация и тя продължава, като винаги се отнася до 24-часовия цикъл, от 2 часа за коне до 19,9 часа за прилепи. Например котката спи 12,5 часа, кучето 10,1, броненосец 18,3 или шимпанзето 9,7 часа. Човешкият вид спи, според последните данни, публикувани от данни, получени от приложение за мобилен телефон, между 7,5 часа в Сингапур и 8,1 часа в Испания и Холандия.
Вярно е също, че поведението при сън има голяма индивидуална вариабилност. Бей Бей и колегите му от университета Монаш във Виктория, Австралия, са го изследвали в мета-анализ на публикуваното, в който са избрали 53 статии след предишен преглед.
Има по-голяма индивидуална вариабилност в продължителността на съня при младите хора, сред тези, които живеят сами или имат диабет или сърдечно-съдови заболявания, имат висок индекс на телесна маса, стресирани са и имат симптоми на депресия или безсъние.
Накратко, сън и диета, сън и стрес, сън и когнитивни проблеми. Ясно е, че функция, на която посвещаваме толкова важна част от нашето време, трябва да бъде и е от решаващо значение в много аспекти на живота ни, когато сме будни. Ние обаче знаем много малко за това как работи или какво кара сънят да е от съществено значение за нашето оцеляване.
Можем да опишем съня като регулирано състояние с намалено движение и малко сензорни реакции. Когато спим, не можем да се храним, чифтосваме или защитаваме. И ако не сме имали достатъчно сън, неизбежно ще заспим. Сънят е необходима и задължителна биологична функция и, ако не спите, страдате от огромна умора, физически и психически дисбаланс и в краен случай смърт. Нещо подобно е преживяно при плъхове или насекоми.
Както и да е, връщаме се в началото и все се чудим защо спим. Също така бихме могли да се запитаме защо сме будни (трябва само да запомним „Матрицата“, за да заключим, че е по-удобно да спим) и знаем, защото сме будни, голяма част от това, което правим в това състояние, като напр. ядене или възпроизвеждане, макар че не знаем същото, далеч от това, какво правим в съня си, като да движим очите си бързо или да мечтаем.
И затова все още нямаме съгласие сред експертите относно ролята на съня. Наред с много други хипотези беше споменато, че сънят избягва енергийните разходи и засилва бездействието, когато поведението е безполезно или невъзможно и е по-добре да сме неактивни, консолидира паметта, узрява централната нервна система, подобрява поведението, когато сме будни, според авторите, укрепват или отслабват връзките на нервната система, прочистват мозъка от метаболитни отпадъци и дори се казва, че регулират правилното функциониране на имунната система. Или също така беше казано, че сънят няма специфична функция, което дълбоко в себе си е елегантен начин да се каже, че е безполезен.
Каквато и да е функцията на съня, ако има такава, тя трябва да е важна и да осигурява еволюционно предимство пред негативното налягане, обикновено прилагано от естествения подбор, което вече би го премахнало. И все пак огромен и мнозинство от животински видове спят, а някои спят от много милиони години. Това не е нещо, което допринася за елиминирането на видове чрез естествен подбор, а по-скоро това, че сънят предоставя някакво предимство, което не знаем, за спящите видове. И накрая, изглежда ясно, че спането и спането добре е важно.
Ал Хатиб, Х.К. и др. 2016. Ефектите от частичното лишаване от сън върху енергийния баланс: систематичен преглед и мета-анализи. Европейско списание за клинично хранене doi: 10.1038/ejcn.2016.201
Allada, R. & J.M. Сигел. 2008. Изкопаване на филогенетичните корени на съня. Текуща биология 18: R670-R679.
Aulsebrook, A.E. и др. 2016. Екофизиология на съня: Интегриране на неврологията и екологията. Тенденции в екологията и еволюцията doi: 10.1016/j.tree.2016.05.004
Бартън, Р.А. & I. Капелини. 2016. Сън, еволюция и мозъци. Мозък, поведение и еволюция 87: 65-68.
Bei, B. et al. 2016. Отвъд средното: Систематичен преглед на корелатите на ежедневната интраиндивидуална променливост на моделите сън/събуждане. Отзиви за медицина на съня 28: 108-124.
Benedict, C. et al. 2016. Чревни микробиота и глюкометаболични промени в отговор на повтарящо се частично лишаване от сън при млади индивиди с нормално тегло. Молекулярен метаболизъм doi: 10.1016/j.molmet.2016.10.003
Крюгер, Дж. и др. 2016. Функция на съня: Към изясняване на една загадка. Отзиви за лекарствата на съня 28: 42-50.
Lo, J.C. и др. 2016. Sef-докладвана продължителност на съня и когнитивни резултати при възрастни възрастни: систематичен преглед и мета-анализ. Медицина на съня 17: 87-98.
Mrug, S. et al. 2016. Проблемите със съня предсказват реактивността на кортизола към стрес при градските юноши. Физиология и поведение 155: 95-101.
St.-Onge, M.-P. и др. 2016. Фибрите и наситените мазнини се свързват със събуждането на съня и бавния вълнен сън. Вестник по клинична медицина на съня 12.1.
Уолч, О. Дж. и др. 2016. Глобално количествено определяне на „нормални“ графици за сън с използване на данни от смартфон. Научен напредък 2: e1501705
За автора: Едуардо Ангуло е доктор по биология, пенсиониран професор по клетъчна биология на UPV/EHU и научен популяризатор. Издал е няколко книги и е автор на La biología stupenda.