Dlaczego śpimy? Procesy biologiczne związane z tym zjawiskiem

Sen definiuje się jako naturalny, nawracający stan charakteryzujący się zmianą świadomości, względnie aktywnością sensoryczną zmniejszona, zmniejszona interakcja z otoczeniem i zahamowanie aktywności prawie wszystkich mięśni dobrowolnych (w fazie REM).

Sen jest uważany za niezbędną czynność dla wszystkich zwierząt, ponieważ jest ustalana na poziomie ewolucyjnym w każdym złożonym taksonie. Kiedy odpoczywamy, znajdujemy się w sytuacji pośredniej między czuwaniem a całkowitą utratą przytomności.

Aktywność mózgu w śpiączce szacuje się na 40% w porównaniu z wartością wyjściową w bezsenność, podczas gdy w najgłębszym momencie całego snu nadal jest aktywność mózgu 60%.

Z drugiej strony, w fazie snu REM (ustanowionej w ciągu półtorej godziny od rozpoczęcia snu) aktywność mózgu jest bardzo podobna do tej występującej w stanie pełnego czuwania.

Możemy przyjąć za pewnik fizjologiczne realia zachodzące w naszym ciele, ale rzeczywistość jest taka, że ​​nawet my nie Wiemy, dlaczego zachodzi wiele procesów, które definiują nas jako gatunek, bez względu na to, jak bardzo jesteśmy przyzwyczajeni do ich peleryna.

Jeśli chcesz wiedzieć, dlaczego śpimy, czytaj dalej.

• Powiązany artykuł: „Rytmy dobowe: czym są i w jakie funkcje biologiczne interweniują”

Rytmy dobowe i zegar biologiczny

Zrozumienie, dlaczego śpimy, nie jest do końca łatwe, ale mechanizm, który powoduje tę sytuację, był wielokrotnie opisywany. Przede wszystkim należy zauważyć, że istoty żywe rozwijają się w oparciu o rytmy dobowe które nas otaczają, seria oscylacji zmiennych biologicznych w odstępach czasu powtarzający się.

Zegar biologiczny każdego organizmu (zlokalizowany głównie w podwzgórzu, a konkretnie w jądrze) nadskrzyżowaniowe NSQ) kontroluje działania i metabolizm jednostki w zależności od konkretnego momentu w każdym z nich Rytmy serca. Na przykład przy ekspozycji na światło NSQ wysyła sygnały hamujące do szyszynki, która jest odpowiedzialny za syntezę melatoniny z tryptofanu (i podanie jej jako metabolitu pośredniego) serotonina).

Kiedy NSQ spostrzega, że ​​światło dzienne zaczyna się zmniejszać (20:00-22:00 H), poprzez szlaki polisynaptyczne promuje syntezę melatoniny w szyszynce. Stężenie tego hormonu wywołuje u człowieka sen, a szczyt jego obecności we krwi następuje o godzinie 2:00 lub 3:00 rano. Obecność światła (lub jego brak) całkowicie moduluje wydzielanie melatoniny.

Jest to najwyraźniejszy przykład integracji zegarów biologicznych z rytmem dobowym, a ponadto wyjaśnia, dlaczego jesteśmy bardziej śpiący w nocy i otrzymujemy ciągłe sygnały, że powinniśmy spać, gdy się zapada Słońce. W każdym razie ten mechanizm pozwala nam wiedzieć, jak wywoływane jest zmęczenie i chęć odpoczynku, ale nie wyjaśnia, dlaczego ten proces fizjologiczny został ustanowiony w ewolucji żywych istot na przestrzeni lat pogoda.

Dlaczego śpimy (i musimy)

Aby zrozumieć znaczenie snu, po prostu przejdź do początku brzytwa Ockhama: „Wszystkie rzeczy są równe, najprostsze wyjaśnienie jest zwykle najbardziej prawdopodobne”. Jeśli żywe istoty śpią, to dlatego, że jest to konieczne, takie proste. Trochę rozwijamy ideę: gdyby odpoczynek był anegdotyczną adaptacją w królestwie zwierząt, należałoby spełnić następujące postulaty:

• Powinny istnieć gatunki, które w żaden sposób nie śpią.
• W obrębie tego samego gatunku powinny znajdować się zwierzęta, które nie muszą odpoczywać po przebudzeniu przez dłuższy czas.
• Powinny istnieć zwierzęta, które nie ponoszą żadnych poważnych konsekwencji z powodu braku snu.

Żadna z tych zasad nie jest egzekwowana. Chociaż istnieją żywe istoty, które nieustannie latają lub pływają, należy zauważyć, że wiele z nich osiąga to poprzez jednopółkulowy sen, to znaczy dzięki spoczynkowi mózgowemu wolnofalowemu, który występuje tylko w środku mózgu (oko naprzeciw półkuli czuwania pozostaje otwarte).

Z drugiej strony, niektóre gatunki ptaków odpoczywają na obu półkulach jednocześnie, ale w odstępach 5 sekund, podczas gdy są w fazie szybowania. Żyrafy, wiele ryb i inne zwierzęta również odpoczywają na nogach lub są w ruchu przez wyjątkowo krótkie okresy. Dzięki tym danym, idea jest dla nas jasna: wszystkie zwierzęta o złożonej neurologii śpią w taki czy inny sposób.

Więc śpimy, bo spali nasi przodkowie, bo wszystkie kręgowce śpią, a ponieważ sen jest adaptacyjną postacią w królestwie zwierząt, której nie można odrzucić ani zmodyfikować. Jeśli stajemy się filozofami, śpimy, ponieważ życie z układem nerwowym nie rodzi się bez odpoczynku, którego wymaga.

• Możesz być zainteresowany: "5 faz snu: od wolnych fal do REM"

Fizjologiczne skutki snu

Akt spania jest cechą uniwersalną i dlatego musi mieć jakiś korzystny wpływ na istoty, które go praktykują. Przede wszystkim należy zauważyć, że sen pozwala mózgowi odpocząć, ponieważ podstawowy metabolizm organizmu zmniejsza się podczas odpoczynku. Mózg zużywa około 350 kilokalorii co 24 godziny, po prostu istniejąc (20% energii organizmu), więc regeneracja wymaga czasu.

„Sen dotyczy mózgu, mózgu i mózgu”. Sen tłumaczy się mózgiem, jest wytwarzany przez mózg i jest przeznaczony dla mózgu. (Hobson JA, 2005)

Twierdzenie to jest uzasadnione bardzo dobrze udokumentowanym zdarzeniem fizjologicznym: metabolizm komórkowy wytwarza reaktywne formy tlenu (ROS), wysoce reaktywne bardzo małe cząsteczki, które uszkadzają DNA komórki i utleniają wielonienasycone kwasy tłuszczowe, wśród innych szkodliwych mechanizmów. Istnieje wiele przeciwutleniaczy, które w mniejszym lub większym stopniu zapobiegają temu procesowi, ale jednym z kluczy do starzenia się na poziomie komórkowym jest ekspozycja na ROS wytwarzane przez własny metabolizm.

Gdy mózg nie integruje informacji w sposób ciągły, tempo metabolizmu jest zmniejszone, a zatem zmniejsza się również produkcja reaktywnych form tlenu. W ten sposób komórki neuronalne i pomocnicze są mniej narażone na stres fizjologiczny i dają im czas na regenerację. Nie można uniknąć starzenia się i uszkodzeń komórek spowodowanych własnym życiem, ale tak jest można go opóźnić poprzez obniżenie tempa metabolizmu, przynajmniej w znacznej części dzień.

Mamy tendencję do antropocentrycznego postrzegania rzeczy i dlatego wierzymy, że sen naprawdę się pojawia, abyśmy mogli zintegrować informacje, których nauczyliśmy się w ciągu dnia. Zadajemy Ci pytanie: dlaczego ryba danego gatunku (która nie przedstawia wyuczonego dziedzictwa ani konstrukcji) złożone kwestie społeczne) również odpoczywa, jeśli nie wymaga utrwalenia zdobytych informacji, bo nawet nie jest w stanie zatrzymać ją?

Opierając się na tym pytaniu, pozostaje tylko pomyśleć, że wykorzystanie snu do utrwalenia otrzymanych informacji jest efektem fazy snuale nie główny powód, dla którego śpimy **. Gdyby tak było, spałyby tylko gatunki zwierząt zdolne do uczenia się i zapamiętywania doświadczeń.

Marzenie i wybór

W tym miejscu należy zauważyć, że siły doboru naturalnego działające na gatunki świata nie sprzyjają długowieczności dla ich własnego dobra. Jeśli marzenie istnieje, to nie jest to, by pozwolić zwierzęciu żyć dłużej bez sensu, ale działać tak dokładnie, jak to możliwe w całym okresie życia i można je odtworzyć tak często, jak to możliwe przed. Umrzeć.

Na przykład u szczurów całkowity brak snu jest śmiertelny w 100% przypadków po 3 tygodniach. Członkowie tego gatunku, którzy nie śpią, są osłabieni, mają powolne odruchy, problemy metaboliczne, a nawet wrzody w tkankach. Stan „braku odpoczynku” drastycznie zmniejsza przeżycie zwierzęcia, a zatem całego gatunku. Z tego powodu cecha „braku snu” nigdy nie została utrwalona w populacjach, mimo że istnieją pewne zaburzenia, które ją powodują. Wszystko, co jest nieprzystosowane, jest w naturze odrzucone.

Wznawianie

Ośmielamy się zatem wnioskować, że śpimy dzięki mechanizmowi doboru biologicznego. Jeśli żywa istota nie śpi, umiera, nie rozmnaża się, a gatunek wymiera, więc zawsze będą faworyzowane cechy dziedziczne, które sprzyjają zrównoważonemu snem istot żywych.

Z tego powodu dziedziczne patologie uniemożliwiające sen (takie jak śmiertelna bezsenność rodzinna) są niezwykle rzadkie w populacji ogólnej i nie rozprzestrzeniają się. Ludzie, którzy je noszą, umierają i nie rozmnażają się, więc cecha nie rozprzestrzenia się. Krótko mówiąc, śpimy, ponieważ odpoczynek opóźnia starzenie się i pozwala nam (na poziomie ewolucyjnym) wyleczyć się z uszkodzeń metabolicznych generowanych przez samo funkcjonowanie komórek.