Чому ми спимо? Біологічні процеси, пов'язані з цим явищем

Сон визначається як природний рецидивуючий стан, що характеризується зміною свідомості, відносно сенсорною активністю зниження, зниження взаємодії з навколишнім середовищем та пригнічення активності майже всіх довільних м’язів (під час фази REM).

Сон вважається необхідною діяльністю для всіх тварин, як це встановлено на еволюційному рівні в будь-якому складному таксоні. Відпочиваючи, ми потрапляємо в проміжну ситуацію між неспанням і повною втратою свідомості.

Активність мозку під час коми оцінюється у 40% порівняно з вихідним рівнем у неспання, тоді як у найглибший момент усього сну все ще спостерігається мозкова діяльність 60%.

З іншого боку, у швидкій фазі сну (встановленій протягом півтори години після початку сну) мозкова діяльність дуже схожа на активну, яка присутня в повному неспанні.

Ми можемо сприймати як належне фізіологічні реалії, що відбуваються в нашому тілі, але насправді це навіть не ми Ми знаємо, чому відбувається багато процесів, які визначають нас як вид, незалежно від того, наскільки ми звикли приймати їх мис. Якщо ви хочете знати, чому ми спимо, читайте далі.

• Пов’язана стаття: "Циркадні ритми: що це таке і в які біологічні функції вони втручаються"

Циркадні ритми та біологічний годинник

Зрозуміти, чому ми спимо, не зовсім просто, але механізм, що спричиняє цю ситуацію, неодноразово описувався. Перш за все слід зазначити, що живі істоти розвиваються на основі циркадних ритмів що оточують нас, ряд коливань біологічних змінних у часових інтервалах повторюється.

Біологічний годинник кожного організму (розташований переважно в гіпоталамусі, зокрема в ядрі suprachiasmatic NSQ) контролює дії та метаболізм людини відповідно до конкретного моменту в кожному з них Серцеві ритми. Наприклад, при впливі світла NSQ надсилає гальмівні сигнали епіфізу, яким є відповідає за синтез мелатоніну з триптофану (і дає його як проміжний метаболіт серотонін).

Коли NSQ відчуває, що денне світло починає зменшуватися (20: 00-22: 00 H), через полісинаптичні шляхи воно сприяє синтезу мелатоніну в епіфізі. Концентрація цього гормону викликає сон у людини, а пік його присутності в крові припадає на 2:00 або 3:00 ночі. Наявність світла (або його відсутність) повністю модулює секрецію мелатоніну.

Це найяскравіший приклад того, як біологічні годинники інтегруються з циркадним ритмом і, крім того, пояснює, чому ми більш сонливі вночі і отримуємо безперервні сигнали про те, що нам слід спати, коли воно падає Сонце. У будь-якому випадку, цей механізм дозволяє нам знати, як викликається втома та бажання відпочити, але ні пояснює, чому цей фізіологічний процес був встановлений в процесі еволюції живих істот по всьому світу погода.

Чому ми спимо (і нам це потрібно)

Щоб зрозуміти важливість сну, просто перейдіть на початок бритва Окхем: “За рівних рішень найпростіше пояснення, як правило, є найбільш вірогідним”. Якщо живі істоти сплять, це тому, що це необхідно, так просто. Ми трохи розвиваємо ідею: якби відпочинок був анекдотичною адаптацією в царстві тварин, слід виконувати такі постулації:

• Повинні бути види, які ніяк не сплять.
• У межах одного виду повинні бути тварини, яким не потрібно відпочивати після тривалого пробудження.
• Повинні бути тварини, які не зазнають серйозних наслідків за те, що вони не сплять.

Жодне з цих правил не виконується. Хоча існують живі істоти, які постійно перебувають у польоті або плаванні, слід зазначити, що багато хто з них досягають цього завдяки однополушарній мрії, тобто завдяки повільно-хвильовому відпочинку мозку, який відбувається лише в середині мозку (око навпроти прокинутої півкулі залишається відкритим).

З іншого боку, деякі види птахів відпочивають обидві півкулі одночасно, але через 5 секунд, поки вони перебувають у фазі ковзання. Жирафи, багато риб та інші тварини також відпочивають на ногах або в русі протягом винятково коротких періодів. З цими даними нам зрозуміла ідея: всі неврологічно складні тварини так чи інакше сплять.

Отож ми спимо тому, що спали наші предки, бо всі хребетні сплять і тому, що сон є адаптивним характером у царстві тварин, який не можна викинути чи змінити. Якщо ми стаємо філософськими, ми спимо, тому що життя з нервовою системою не задумане без того, що потрібно.

• Вас можуть зацікавити: "5 фаз сну: від повільних хвиль до швидкої швидкості"

Фізіологічний вплив сну

Акт сну є універсальною рисою і тому повинен мати певний благотворний вплив на істот, які його практикують. Перш за все, слід зазначити, що сон дозволяє мозку відпочивати, оскільки під час відпочинку знижується базальний обмін в організмі. Мозок споживає близько 350 кілокалорій кожні 24 години, просто існуючи (20% енергії тіла), тому для відновлення потрібен час.

"Сон - це мозок, за допомогою мозку і для мозку". Сон пояснюється мозку, його виробляє мозок, і це для мозку. (Hobson JA, 2005)

Ця заява обґрунтована дуже добре задокументованою фізіологічною подією: клітинний метаболізм виробляє активні форми кисню (АФК), високореактивні дуже малі молекули, які пошкоджують клітинну ДНК і окислюють поліненасичені жирні кислоти, серед інших шкідливих механізмів. Існує багато антиоксидантів, які більш-менш запобігають цьому процесу, але одним із ключів до старіння на клітинному рівні є вплив АФК, що виробляється вашим власним метаболізмом.

Коли мозок не постійно інтегрує інформацію, швидкість метаболізму знижується, і, отже, виробництво активних форм кисню також зменшується. Таким чином, нейронні та допоміжні клітини менше піддаються фізіологічному стресу і дають їм час на відновлення. Ви не можете уникнути старіння та пошкодження клітин, спричинених вашим власним життям, але це так можливо затримати його за рахунок зниження швидкості метаболізму, принаймні для значної частини день.

Ми, як правило, маємо антропоцентричний погляд на речі, і, отже, ми віримо, що сон насправді відбувається, щоб ми могли інтегрувати інформацію, яку ми дізналися протягом дня. Ми задаємо вам наступне запитання: чому риба даного виду (яка не представляє вивченого спадку або конструкцій) складні соціальні проблеми) також лежить, якщо не вимагає консолідації вивченої інформації, оскільки вона навіть не здатна утримувати її?

Виходячи з цього питання, залишається лише думати про це використання сну для консолідації отриманої інформації є ефектом, що походить від фази снуале не головна причина, через яку ми спимо **. Якби це було так, спали б лише види тварин, здатні вчитися і зберігати досвід.

Мрія і вибір

На цьому етапі слід зазначити, що сили природного відбору, що діють на світові види, самі по собі не сприяють довголіття. Якщо мрія існує, це не дозволити тварині жити довше без сенсу, а діяти якомога точніше протягом життя і може бути відтворено якомога раніше Вмирати.

Наприклад, у щурів повна відсутність сну є смертельною у 100% випадків через 3 тижні. Представники цього виду, які не сплять, ослаблені, у них в тканинах повільні рефлекси, проблеми з обміном речовин і навіть виразки. Стан «Не відпочивати» різко зменшує виживання тварини, а отже, і цілого виду. З цієї причини ознака «не спати» ніколи не була зафіксована в популяціях, незважаючи на те, що існують певні розлади, що призводять до цього. Все, що є неадаптивним, відкидається в природі.

Резюме

Таким чином, ми наважуємось зробити висновок, що ми спимо за допомогою простого механізму біологічного відбору. Якщо жива істота не спить, вона гине, вона не розмножується і вид вимирає, тому спадкові персонажі, які сприяють збалансованому сну у живих істот, завжди будуть надавати перевагу.

З цієї причини спадкові патології, що перешкоджають сну (такі як фамільна сімейна безсоння), вкрай рідкісні серед загальної популяції і не поширюються. Люди, які їх несуть, гинуть і не розмножуються, тому ознака не поширюється. Підводячи підсумок, ми спимо, оскільки відпочинок затримує старіння і дозволяє нам (на еволюційному рівні) оговтатися від метаболічної шкоди, породженої самим функціонуванням клітин.