don Quijote a skřiv a sovy Helena Illnerová Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.

Transkript

1 Osvícený spánek, don Quijote a skřiv ivánci a sovy Helena Illnerová Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.

2 Sancho Panza: Chvála spánku Dobrý skutek vykonal, kdo vynalezl spánek, je to pláš ášť,, zakrývající všechny lidské myšlenky, potrava zaplašuj ující hlad, voda hasící žízeň, oheň zahřívaj vající chlad, chlad zmirňuj ující horko, dále d všeobecnv eobecně platný peníz, jímžj si můžm ůžeme koupit všechno, váha v a závaz važí vyvažuj ující stejně pastýře e jako krále, hlupáka jako učenu eného. ho.

3 Význam spánku Soňa a Nevší šímalová,, Karel Šonka et al. 2007, Poruchy spánku a bdění, Galen: Spánek je nutný pro každodenn dodenní obnovu schopnosti mozku k poznávac vací činnosti a řízení organismu. Má význam pro synaptickou plasticitu, endokrinní řízení funkcí organismu Je nezbytný pro imunitní kompetenci organismu

4 NREM a REM spánek Aktivita neuronů mozku sníman maná pomocí elektroencefalografie Spánkov nkové cykly NREM/REM: min NREM spánek: stadia 1,2,3,4 NREM 3 a 4: pomalovlnný spánek První cyklus: více v NREM 3 a 4 Další cykly: ubývá NREM 3 a 4, přibývá NREM 2 a REM

5 Dvojí řízení spánku Řízení cirkadiánn nní biologickými hodinami v mozku Řízení homeostatické dané trváním m předchozp edchozí bdělosti Borbély, 1982)

6 Řízení cirkadiánn nní Centráln lní hodiny v mozku jsou uloženy v suprachiasmatických jádrech (SCN) hypothalamu. Hodiny v SCN jsou synchronizovány ny k 24-hod dnu pravidelným střídáním světla a tmy. Hodiny v periferních orgánech jsou synchronizovány ny k 24-hod. dnu centráln lními hodinami a případnp padně i jinými podněty, např.. příjmem p potravy.

7 CIRKADIÁNN NNÍ RYTMY ve spánku bdění v tělesné teplotě v chování v příjmu pití a potravy v tvorbě hormonů v metabolismu ve složen ení tekutin v zapínání a vypínání genů

8

9 SUBJEKTIVNÍ NOC VEČER: ER: RÁNO: ospalost vzrůst stá melatonin vzrůst stá tělesná teplota klesá kortizol vzrůst stá melatonin klesá tělesná teplota vzrůst stá SUBJEKTIVNÍ NOC SE NEMUSÍ VŽDY SHODOVAT SE SKUTEČNOU NOCÍ

10 Vnitřní perioda biologických hodin člověka Průměrn rná perioda u vidících ch je 24,18 hod. (Czeisler et al. 1999) Rozmezí je 23,47-24,64 24,64 hod. (?) Průměrn rná perioda u nevidomých je 24,52 hod., rozmezí 24,13-24,92 hod. Perioda koreluje s periodou kožních buněk k in vitro (Pagani et al. 2010).

11 Vnější perioda T = 24 hod. Synchronizace: Tau* = 24 hod. Tau > 24 hod.: Tau < 24 hod.: NUTNÉ DENNÍ PŘEDBĚHNUTÍ NUTNÉ DENNÍ ZPOŽDĚNÍ

12 SYNCHRONIZACE SVĚTLEM Světlo zvečera era a v první polovině noci zpožď žďuje fázi f rytmů Světlo ve druhé polovině noci a zrána způsobuje předběhnutí fáze rytmů Světlo během b subjektivního dne nemění fázi rytmů

13

14 HODINOVÉ GENY SAVCŮ Clock BMal 1 (Mop 3), BMal 2 Per 1, Per 2 (Period) Cry 1, Cry 2 (Cryptochrome) Rev Erb α, Rora CK1 Є CK1 δ (kasein kinase) Transkripčně-translační zpětnovazebné smyčky GENY KONTROLOVANÉ HODINAMI

15 Jsou hodinové geny zodpovědn dné za CHRONOTYPY? Skřiv ivánci versus sovy?

16 Ptacek vs Ptáček ek-fasps Nature Medicine, 1999,Cell 2007 Začátek spánku:k 23:10,F 19:25 Konec spánku: K 07:44, F 04:18 První 3,4NREM:K23:55, F 20:14 První REM: K 00:55, F 21:16 Začátek melat.: K 21:21,F 17:31 Teplotní min. : K 03:35, F23:22 VINÍK: MUTACE NA PER2. JEN JEDEN VINÍK?

17 Homeostatické řízení spánku Cirkadiánn nní hodiny konsolidují dobu bdělosti. V závislosti z na době po probuzení narůst stá homeostatický tlak na spánek; večer er je nejvyšší šší. Měřítkem tlaku je NREM 3 a 4; v prvním cyklu bývá nejvyšší šší. Během noci s prodlužuj ující se dobou spánku klesá NREM 3 a 4; narůst stá REM, nejvíce po teplotním m minimu. Spánek je řízen komplementárn rně cirkadiánn nními hodinami a homeostatickým tlakem na spánek

18 Homeostatický tlak na spánek u R a V chronotypů(schmidt et al.2009,2012 R vs V: 3-4-hod. 3 rozdíl l v usínání,, polovině spánku a melatoninu Večer er 10,5 hod. po probuzení: : R delší reakční psychomotorický čas než V; FMR vykazuje vyšší aktivitu u V než u R v suprachiasmatické oblasti hypothalamu a dále v locus coeurelus, sídle s bdělosti U R je vyšší NREM 3 a 4 (míra homeostatického tlaku) než u V R a V jsou dány d rozdíly cirkadiánn nními i v homeostatickém m tlaku

19 Délka spánku ve středn ední Evropě (K.V.Allebrandt, 2010) Vykazuje Gaussovo rozložen ení; ; vrchol 8 hod., rozmezí 6-10 hod. Závisí na věku, v gendru, historicky i roční době Je určena převp evážně homeostatickým tlakem Existuje korelace mezi variantami genu Clock a délkou d spánku (a jiné možnosti?) Nedostatek spánku můžm ůže e vést v k obezitě

20 Vliv světla na spánek Vliv světla na cirkadiánn nní systém: na nastavování hodin na odpověď na roční dobu na pokles melatoninu v noci

21 Vidění vs synchronizace Vidění: : fotoreceptory tyčinky a čípky v retině; ; fotopigment rodopsin; optické nervy; zraková kůra Synchronizace: gangliové buňky v retině; ; fotopigment melanopsin; RHT, GHT; SCN, další místa v mozku?

22 ÚČAST SVĚTLO TLOČIVÝCH BUNĚK NA SYNCHRONIZACI SAVCŮ Nevidomí jedinci či i myši i bez tyčinek a čípků jsou synchronizovatelní osvětlen tlením I myši i bez gangliových buněk k s melanopsinem jsou synchronizovatelné osvětlen tlením Pouze vyřazen azení tyčinek, čípků a gangliových buněk k s melanopsinem potlačí synchronizaci

23 Vliv světla o různých r vlnových délkách na časový systém -Gangliové buňky s melanopsinem jsou nejcitlivější v oblasti modrého světla -Na počátku noci modré i zelené světlo potlačuje tvorbu melatoninu -Při i delší ším m osvětlen tlení v noci je časový systém m již výrazně citlivý jen na světlo modré

24 Vliv modrého světla na organismus ( organismus (C. Cajochen et al.,2011) Modré světlo večer er snižuje ospalost, zvyšuje pozornost, psychickou výkonnost, schopnost učit u se, paměť 5-hodinové sezení večer er před p obrazovkou počíta tače e vybavenou LED potlačuje večern erní nárůst v ospalosti a melatoninu Pozornost vs schopnost usnout

25 Narušen ení a desynchronizace časového systému Vyřazen azení nebo mutace hodinového genu Stálé světlo Časté přelety přes p časová pásma Směnný provoz Stárnut rnutí Poruchy spánku

26 Důsledky narušen ení a desynchronizace časového systému Zvýšené riziko: spánkových poruch metabolických poruch psychických poruch nádorových a kardiovaskulárních onemocnění oslabení imunitního systému

27 Předpoklad dobrého zdraví a dobré nálady Udržovat pravidelnou životosprávuvu Vykonávat činnosti v době,, kdy je na něn organismus připravenp Být zesynchronizován n se svým partnerem či i partnerkou

28 Předpoklad dobrého spánku, výkonu a náladyn Jasné světlo během b dne, zvláš áště ráno Ztlumené světlo před p pravidelným usínáním. Ne jasné obrazovky! Světlo o slabé intenzitě při probuzení v noci Vyhýbání se modrému mu světlu v hodinách před p spaním

29 Rada dona Quijota Sancho Panzovi Tvůj j spánek budiž umírn rněný, ný, neboť kdo nevstává se sluncem, neužije dobře e dne; a pamatuj si, Sancho, že e píle p jest matka zdaru. OTÁZKA: věděl v l již don Quijote, že e většina v lidí potřebuje ranní osvětlen tlení k synchronizaci svého časového systému s vnější ším dnem?

30 Nejednoznačnost nost rady: vyspal se lépe don Quijote nebo Sancho? Don Quijote hověl l přirozenosti, p spal první spánek, ale druhému spánku se již neoddal, jsa pravý opak Sancha Panzy, který nemíval nikdy druhého ho spánku, protože e u něho n trval spánek první od večera era do rána, což svědčilo o jeho dobrém tělesném m složen ení a o tom, že nemíval velkých starostí.

31 Další předpoklad dobrého spánku Nemějte starosti!!!