Sömnbiologi

Patologiska aspekter

Patologierna för sömn kan delas in i sex huvudkategorier: sömnlöshet (svårigheter att initiera eller upprätthålla sömn) sömnrelaterade andningsstörningar (såsom sömnapné); hypersomnia av centralt ursprung (såsom narkolepsi); cirkadiska rytmstörningar (såsom jetlag); parasomnias (såsom sömnpromenader); och sömnrelaterade rörelsestörningar (till exempel rastlösa bensyndrom [RLS]). Var och en av dessa kategorier innehåller många olika störningar och deras subtyper. De kliniska kriterierna för sömnpatologier finns i International Classification of Sleep Disorders, som använder ett kondenserat gruppsystem: dyssomnias; parasomnier; sömnstörningar associerade med mentala, neurologiska eller andra tillstånd; och föreslagna sömnstörningar. Även om många sömnstörningar förekommer hos både barn och vuxna, är vissa störningar unika för barndomen.

Hypersomnia av centralt ursprung

Epidemisk encefalit lethargica produceras av virala infektioner av sömnvakenhetsmekanismer i hypotalamus, en struktur i hjärnstammens övre ände. Sjukdomen passerar ofta genom flera stadier: feber och delirium, hyposomnia (sömnförlust) och hypersomnia (överdriven sömn, ibland gränsar till koma). Inversioner av 24-timmars sömn-vakenhet mönster observeras också ofta, liksom störningar i ögonrörelser. Även om störningen är ovanligt sällsynt, har den lärt neurovetenskapsmän om rollen för särskilda hjärnregioner i sömn-vakna övergångar.

Narkolepsi tros involvera specifik onormal funktion av subkortikala sömnreglerande centra, särskilt ett specialiserat område av hypotalamus som frisätter en molekyl som kallas hypocretin (även kallad orexin). En del människor som upplever attacker av narkolepsi har ett eller flera av följande hjälpsymptom: kataplexi, en plötslig förlust av muskeltonus som ofta utfaller av ett emotionellt svar som skratt eller skräck och ibland så dramatisk att få personen att falla ner; hypnagogiska (sömnstart) och hypnopompiska (uppvaknande) visuella hallucinationer av drömliknande slag; och hypnagogisk eller hypnopompisk sömnförlamning, där personen inte kan flytta frivilliga muskler (utom andningsmuskler) under en period som sträcker sig från flera sekunder till flera minuter. Sömnattacker består av perioder med REM i början av sömnen. Den äldre utlösningen av REM-sömn (som förekommer hos friska vuxna i allmänhet först efter 70–90 minuters NREM-sömn och hos personer med narkolepsi inom 10–20 minuter) kan indikera att tillbehörssymtomen är dissocierade aspekter av REM-sömn; dvs kataplexin och förlamningen representerar den aktiva motoriska hämningen av REM-sömn, och hallucinationerna representerar drömupplevelsen av REM-sömn. Uppkomsten av narkoleptiska symtom är ofta tydlig i mitten av tonåren och ung vuxen ålder. Hos barn är överdriven sömnighet inte nödvändigtvis uppenbar. I stället kan sömnighet uppenbaras som uppmärksamhetssvårigheter, beteendeproblem eller hyperaktivitet. Därför undersöks förekomsten av andra narkoleptiska symtom - som kataplexi, sömnförlamning och hypnagogiska hallucinationer.

Idiopatisk hypersomni (överdrivet sömn utan en känd orsak) kan involvera antingen överdriven sömnighet och dåsighet på dagen eller en nattlig sömnperiod som är större än normal varaktighet, men det inkluderar inte REM-perioder med sömn som börjar, såsom ses vid narkolepsi. En rapporterad samtidighet med hypersomni, brister i hjärtfrekvensen att minska under sömnen, tyder på att hypersomniac sömn kanske inte är lika vilsam per tidsenhet som normalt sömn. I sin primära form är hypersomni förmodligen ärftligt ursprung (liksom narkolepsi) och tros involvera en viss störning i funktionen hos hypotalamiska sömncentra; emellertid är dess kausalmekanismer i stort sett okända. Även om vissa subtila förändringar i NREM-sömnreglering har hittats hos patienter med narkolepsi, kännetecknas i allmänhet inte både narkolepsi och idiopatisk hypersomni av grovt onormala EEG-sömnmönster. Vissa forskare tror att avvikelsen i dessa störningar innebär ett misslyckande i "slå på" och "stänga av" mekanismer som reglerar sömn snarare än i själva sömnprocessen. Konvergent experimentellt bevis har visat att narkolepsi ofta kännetecknas av en dysfunktion av specifika nervceller lokaliserade i den laterala och bakre hypotalamus som producerar hypocretin. Hypokretin är involverat i både aptit och sömnreglering. Det antas att hypokretin fungerar som en stabilisator för övervakningar i sömnen och därmed förklarar de plötsliga sömnattackerna och närvaron av dissocierade aspekter av (REM) sömn under vakenhet hos narkoleptiska patienter. Narkoleptiska och hypersomniska symtom kan ibland hanteras av exciterande läkemedel eller med läkemedel som undertrycker REM-sömn.

Flera former av hypersomni är periodiska snarare än kroniska. En sällsynt störning med periodvis överdriven sömn, Kleine-Levin-syndrom, kännetecknas av perioder med överdriven sömn som varar dagar till veckor, tillsammans med en korpsvinnande aptit, hypersexualitet och psykotiskt liknande beteende under några få vakttimmar. Syndromet börjar vanligtvis under tonåren, verkar förekomma oftare hos män än hos kvinnor och försvinner så småningom spontant under sen tonåren eller tidigt vuxen ålder.

Sömnlöshet

Sömnlöshet är en störning som faktiskt består av många störningar, som alla har gemensamma två egenskaper. Först kan personen inte antingen initiera eller upprätthålla sömn. För det andra beror problemet inte på en känd medicinsk eller psykiatrisk störning, och det är inte heller en biverkning av medicinering.

Det har visats att självbeskrivna fattiga sovande, genom fysiologiska kriterier, i allmänhet sover mycket bättre än de föreställer sig. Deras sömn visar emellertid tecken på störningar: ofta kroppsrörelse, förbättrad nivåer av autonom funktion, minskade nivåer av REM-sömn och, i vissa, intrång av vakna rytmer (alfavågor) under de olika sömnstadierna. Även om sömnlöshet i en viss situation är vanlig och utan patologisk import kan kronisk sömnlöshet vara relaterad till psykologisk störning. Sömnlöshet behandlas konventionellt genom administrering av läkemedel men ofta med ämnen som är potentiellt beroendeframkallande och på annat sätt farliga när de används under långa perioder. Det har visats att behandlingar som involverar kognitiva och beteendeprogram (avslappningstekniker, den tillfälliga begränsningen av sömntiden och dess gradvis återinförande, etc.) är mer effektiva vid långvarig behandling av sömnlöshet än farmakologiska ingrepp.

Sömnrelaterade andningsstörningar

Ett av de vanligaste sömnproblemen i dagens samhälle är obstruktiv sömnapné. Vid denna störning hindrar den övre luftvägen (i området bak på halsen, bakom tungan) upprepade gånger luftflödet på grund av en mekanisk hindring. Detta kan hända dussintals gånger per timme under sömn. Som en konsekvens är det nedsatt gasutbyte i lungorna, vilket leder till minskade syrehalter i blodet och oönskade förhöjningar i koldioxidnivåerna i blodet (en gas som är en avfallsprodukt från ämnesomsättningen). Dessutom finns det ofta sömnstörningar som kan leda till kronisk sömnbrist om de inte behandlas. Obstruktiv sömnapné är vanligtvis förknippad med övervikt, även om fysiska missbildningar i hakanområdet (t.ex. retrognati eller mikrognati) och förstorade mandlar och adenoider också kan orsaka störningen. Obstruktiv sömnapné kan förekomma hos vuxna, ungdomar och barn.

Mindre vanliga orsaker till andningsproblem i sömn inkluderar central sömnapné. Termen central (i motsats till hinder) hänvisar till idén att i denna uppsättning av störningar luftvägsmekaniken är frisk men hjärnan ger inte den signal som behövs för att andas under sömnen.

Parasomni

Bland de avsnitt som ibland betraktas som problematiska i sömn är sömnighet (sömnpratning), somnambulism (sömnpromenader), enuresis (sängvätning), bruxism (tandslipning), snarkning och mardrömmar. Sömnadssamtal verkar oftare bestå av inartikulära mumlar än av utökade meningsfulla yttranden. Det förekommer åtminstone ibland för många människor och på den nivån kan inte betraktas som patologiskt. Sömnpromenader är vanligt hos barn och kan ibland fortsätta till vuxen ålder. Enuresis kan vara ett sekundärt symptom på olika organiska tillstånd eller, oftare, en primär störning i sig själv. Även om enures är främst i tidig barndom, fortsätter enuresis till sen barndom eller tidig vuxen ålder för ett litet antal personer. Tandslipning är inte konsekvent förknippad med något speciellt sömnstadium och påverkar inte märkbart den övergripande sömnmönsterningen; det verkar också vara en onormalitet i snarare än sömn.

En mängd skrämmande upplevelser i samband med sömn har vid en eller annan tidpunkt kallats mardrömmar. Eftersom inte alla sådana fenomen har visat sig vara identiska i deras föreningar med sömnstadier eller med andra variabler, måste flera skillnader göras mellan dem. Sömnsjukdomar (njuta av nocturnus) är vanligtvis sjukdomar i tidig barndom. När NREM-sömnen plötsligt avbryts, kan barnet skrika och sitta upp i uppenbar skräck och vara osammanhängande och tröstande. Efter några minuter återvänder barnet till sömn, ofta utan att ha varit helt vaken eller vaken. Drömåterkallelse är i allmänhet frånvarande, och hela avsnittet kan glömmas på morgonen. Ångestdrömmar verkar oftast förknippas med spontana upptäckter från REM-sömn. Det minns en dröm vars innehåll överensstämmer med den störda uppvaknandet. Medan deras ihållande återfall antagligen indikerar vaken psykologisk störning eller stress orsakad av en svår situation, inträffar ångestdrömmar ibland hos många annars friska personer. Tillståndet skiljer sig från panikattacker som inträffar under sömnen.

REM sömnbeteende störning (RBD) är en sjukdom där sovhytten utrövar dröminnehållet. Den huvudsakliga kännetecknen för störningen är en brist på den typiska muskelförlamning som ses under REM-sömn. Konsekvensen är att den sovande inte längre kan avstå från att fysiskt agera de olika elementen i drömmen (som att slå en baseboll eller springa från någon). Tillståndet ses främst hos äldre män och tros vara en degenerativ hjärtsjukdom. De med RBD verkar ha ökad risk för att senare utveckla Parkinsons sjukdom.

Sömnrelaterade rörelsestörningar

Restless Benets syndrom (RLS) och en besläktad störning, känd som periodisk ledd rörelsestörning (PLMD) är exempel på sömnrelaterade rörelsestörningar. Ett kännetecken för RLS är en obekväm känsla i benen som gör rörelse oemotståndlig; rörelsen ger en viss tillfällig lindring av sensationen. Även om det primära klagomålet i samband med RLS är vakenhet, klassificeras störningen som en sömnstörning av två grundläggande skäl. Först finns det en cirkadisk variation av symtomen, vilket gör dem mycket vanligare på natten; den drabbade personens förmåga att somna störs ofta av det obevekliga behovet av att röra sig i sängen. Det andra skälet är att de flesta med RLS under sömn upplever subtila periodiska rörelser i benen, vilket ibland kan störa sömnen. De periodiska rörelserna i extremiteterna kan emellertid förekomma under en mängd andra omständigheter, inklusive sömnstörningar andra än RLS, såsom PLMD, eller som en biverkning av vissa mediciner. Rörelserna betraktas som patologiska om de stör sömnen.

Störningar som accentueras under sömn

En mängd olika medicinska symtom kan betonas av sömnförhållandena. Attacker av angina (spasmodisk kvävning i bröstkorg), till exempel, kan uppenbarligen förstärkas av aktiveringen av det autonoma nervsystemet i REM-sömn, och detsamma gäller för magsyrautsöndringar hos personer som har duodenalsår. NREM-sömn kan å andra sidan öka sannolikheten för vissa typer av epileptisk urladdning. Däremot verkar REM-sömn vara skyddande mot anfallsaktivitet.

Deprimerade människor tenderar att ha sömnklagomål. De sover i allmänhet antingen för mycket eller inte tillräckligt och har låg energi och sömnighet på dagen oavsett hur mycket de sover. Personer med depression har en tidigare första REM-period i sin natt sömn än personer utan depression. Den första REM-perioden, som inträffar 40–60 minuter efter sömnens början, är ofta längre än normalt, med mer ögonrörelse. Det tyder på en störning i körregleringsfunktionen, som påverkar saker som sexualitet, aptit eller aggressivitet, som alla minskas hos drabbade personer. REM-berövande av farmakologiska medel (tricykliska antidepressiva medel) eller med REM-uppvakningstekniker verkar vända den sömnabnormaliteten och för att lindra vaknande symtom.

Cirkadiska rytmstörningar

Det finns två framstående typer av sömnstörningar: fasavancerad sömn och fasförsenad sömn. I det förstnämnda inträffar sömnstart och förskjutning tidigare än de sociala normerna, och i det senare försenas sömnstarten och vakningen är också senare på dagen än vad som är önskvärt. Fasförsenad sömn är ett vanligt døgnproblem hos individer, särskilt ungdomar, som har en tendens att hålla sig uppe sent, sova i eller ta sent på eftermiddagen. Förändringar i sömn-vakningscykeln kan också förekomma hos skiftarbetare eller efter internationella resor över tidszoner. Störningarna kan också uppstå kroniskt utan någon uppenbar miljöfaktor. Olika gener som är involverade i denna dygnsreglering har upptäckts, vilket antyder en genetisk komponent i vissa fall av sömnstörningar. Villkoren kan behandlas genom gradvis omjustering av tidpunkten för sömn. Omjusteringen kan underlättas med fysiska (t.ex. ljuseksponering) och farmakologiska (t.ex. melatonin) medel.

Överdriven sömnighet på dagtid är ofta klagomål bland ungdomar. Den vanligaste orsaken är ett otillräckligt antal timmar som sover på grund av sociala scheman och skoltidens början. För personer i alla åldrar kan exponering för blått ljusemitterande enheter, till exempel smartphones och surfplattor, innan de somnar, också bidra till sömnproblem, antagligen eftersom blått ljus påverkar nivåerna av melatonin, som spelar en roll i sömninduktion. Psykologiska störningar (t.ex. stor depression), störningar i dygnsrytmen eller andra typer av sömnstörningar kan också orsaka överdriven sömnighet på dagen.

Teorier om sömn

Två typer av tillvägagångssätt dominerar teorier om det funktionella syftet med sömn. Man börjar med den mätbara fysiologin i sömn och försöker att relatera dessa fynd till vissa funktioner, kända eller hypotetiska. Till exempel, efter att upptäckten av REM-sömn rapporterades på 1950-talet, antog många att REM-sömnens funktion var att spela om och uppleva tänkande om dagen igen. Detta utvidgades till teorin om att REM-sömn är viktig för att stärka minnen. Senare fick de långsamma hjärnvågorna av NREM-sömn popularitet bland forskare som försökte visa att sömnfysiologin spelar en roll i minnet eller andra förändringar i hjärnfunktionen.

Andra sömnteorier tar beteendekonsekvenser av sömn och försöker hitta fysiologiska åtgärder för att underlätta sömnen som drivkraften för detta beteende. Till exempel är det känt att människor med mindre sömn är mer trötta och att trötthet kan byggas upp på varandra följande nätter med otillräcklig sömn. Sålunda spelar sömn en avgörande roll i årvågenheten. Med det som utgångspunkt har sömnforskare identifierat två huvudfaktorer som verkar driva denna funktion: den cirkadiska pacemakern, som ligger djupt i hjärnan i ett område i hypotalamus som kallas den suprakiasmatiska kärnan; och den homeostatiska regulatorn, eventuellt drivet av uppbyggnaden av vissa molekyler, såsom adenosin, som bryter ned produkter av cellulär metabolism i hjärnan (intressant nog blockerar koffein bindningen av adenosin till receptorer på neuroner och därmed hämmar adenosins sömnsignal).

Att beskriva sömns syfte som att förhindra sömnighet är motsvarigheten till att säga att matens syfte är att förhindra hunger. Det är känt att mat består av många molekyler och ämnen som driver många viktiga kroppsfunktioner och att hunger och mättnad är medel för hjärnan att rikta beteende mot att äta eller inte äta. Kanske fungerar sömnighet på samma sätt: en mekanism för att leda djur mot ett beteende som uppnår sömn, vilket i sin tur ger en mängd fysiologiska funktioner.

En bred teori om sömn är nödvändigtvis ofullständig tills forskare får en fullständig förståelse för de funktioner som sömnen spelar i alla aspekter av fysiologi. Således har forskare varit ovilliga att tilldela varje enskilt syfte att sova, och i själva verket hävdar många forskare att det troligen är mer korrekt att beskriva sömnen som tjänar flera syften. Till exempel kan sömn underlätta bildningen av minnet, öka vakenheten och uppmärksamheten, stabilisera humöret, minska belastningen på leder och muskler, förbättra immunsystemet och signalera förändringar i hormonfrisättningen.