Az élet ébrenlét-alvás ritmusa

Miért kell az öntudatunkat és a reakciókészségünket azért felfüggesztenünk, hogy aludhassunk? Miért nem elég ébren pihenni? - tette fel a költőinek szánt kérdését dr. Bódizs Róbert a Semmelweis Egyetem Szenior Akadémia elnevezésű sorozatának online előadásán.

A Magatartástudományi Intézet kutatási igazgatója magyarázata elé az állatvilágból hoz egy érdekes példát. A delfin szervezete, a regenerálódás céljából, azt a megoldást választja (ha természetesen, nem is tudatosan vezérelt folyamatról van szó), hogy egyszer a bal, másszor a jobb agyféltekéjét pihenteti. Agya ugyanis nem engedhetné meg magának azt, hogy mindkét agyféltekén egyszerre jelenjenek meg a nagy amplitúdójú lassú mozgások, mert akkor minden bizonnyal megfulladna.

Az ember esetében az alvás alatti állapotot és magát a folyamatot a test cirkadián ritmusa és az alvás homeosztázisának kölcsönhatása határozza meg. Máris tisztázzuk, mit jelent ez a sokszor hallott, mégis zavarba ejtően idegenül hangzó két fogalom.

A cirkadián ritmus a test belső órájaként működik, amit a hipotalamusznak az úgynevezett napi-ritmus magjában lévő cirkadián oszcillátor sejtjei vezérelnek. Nagyjából 24 órás ciklusról van szó, amit a külső fény valamint a hőmérséklet befolyásolhat. Az ébrenlét hosszát és az alvás intenzitását az alvási homeosztázis, azaz (szakemberek megfogalmazásában) az alvásvezetés határozza meg.

A test cirkadián óráját a következőképpen képzeljük el: a szem által érzékelt napfénytől függően a jelek a különféle bioritmusokat vezérlő hipotalamuszban lévő ún. napi-ritmus magba kerülnek. A talamusz, a bazális előagy és az agytörzs – a stimuláló hormonok felszabadulásával – elősegítik az ébrenlétet. Ezt az éber állapotot bizonyos hormonokkal (glutamát, hisztamin, orexin) a hipotalamusz is befolyásolja, serkenti. Amikor a cirkadián ritmus és az alvásvezetés alapján közeledik az (el)alvás ideje, ezen hipotalamusz jelek csökkennek, lehetővé téve az alvás megkezdését.

A napi-ritmus mag, mint egy pacemaker, szinkronizálja a perifériát, de ez az óra más szervekben is (a test minden szövetében) ketyeg, ezért van az, hogy éjjel akkor is elálmosodunk, ha előtte különben kialudtuk magunkat.

REM és nem-REM

Az egy-egy éjszaka során a koponyáról elvezethető EEG aktivitás mintázata ciklikusan változik – hallják az SE előadás résztvevői, s ha eddig nem tudták, most megtanulhatják, hogy az alvás négy periódusa két nagy kategóriába sorolható: a gyors szemmozgásos REM (rapid eye movement) és nem-REM szakaszba. Ez utóbbinak 3 része van (N1, N2, N3). Az alvási ciklus 4 periódusa az éjszaka során többször ismétlődik, s mindegyik fontos funkciót tölt be.

A nem-REM (a maga 3 formájában) lassú hullámú. A „legkönnyebbtől”, azaz attól az állapottól, amikor az alvás a leginkább felszínes, s az alvó könnyedén ébreszthető, addig az állapotig terjed, amikor a legmélyebb szakaszban van, amikor a pulzus, a vérnyomás, a légzésszám és az izomaktivitás lelassul. A REM alvás az aktívabb szakasz, ekkor jelennek meg az álmok, ilyenkor mutatkozik a gyorsabb agyhullám-aktivitás. EEG-jele hasonló az ébrenlétihez.

Az alvási ciklust a nem-REM alvás indítja, ez a testfunkciók és az agyhullám-aktivitás alapján három szakaszra osztható. Az úgynevezett N1 csak mintegy 10 percig tart, ilyenkor ébreszthető fel az elalvó a legkönnyebben. A pulzus, a vérnyomás, a szemmozgások és a légzésszám csökkentésével a test ellazul. Lanyhul az izomaktivitás, ám olykor rángatózások fordulnak elő. Ha az agyi aktivitást elektroenkefalogrammal (EEG) mérjük, a mintázat az alfa hullámok – az ébrenlét során általában megfigyelhető ritmikus mintázatok, valamint az alacsonyabb feszültségű hullámok – lassulását mutatja.

A második alvási szakaszban (N2) a pulzus, a vérnyomás, a légzésszám és az izomaktivitás további csökkenésével folytatódik a test relaxációja. A szemmozgások ekkor leállnak. Az energiaigény visszafogására 1-2 fokkal csökken a testhőmérséklet is. Az ekkor készített EEG gyakran K hullámokat, vagy 1 másodperces hosszú, magas feszültségű hullámokat és alvó orsókat, periódusokat mutat (jellemző jelként alacsony feszültségű és nagy frekvenciájú tüskék jelennek meg). Ez a szakasz mintegy 10-25 percig tarthat.

A nem REM utolsó periódusa (N3) az alvás legmélyebb szakasza, ekkor a legnehezebb felébreszteni az alvót. A testi funkciók a leginkább ellazulnak. Bár az izomaktivitás tovább csökken, de kis mozdulatok e szakaszban is előfordulhatnak. A tipikus EEG nagyfeszültségű, lassú és szabálytalan mintázatú delta hullámokat mutat. 20-40 perces tartam után következik a gyors szemmozgásos (rapid eye movement) azaz REM periódus, ami eltér az alvás többi szakaszától. E fázisban az agy szinte olyan mértékben, olykor még annál is aktívabb, mintha ébren volnánk. Ekkor kerül sor az élénk álmodásra. A szem ilyenkor – oldalirányban – gyorsan mozog. A pulzus, a légzésszám és a vérnyomás kezd visszaállni, közelíti az ébren mért szintet. A végtagok izomtevékenysége azonban átmenetileg blokkolt, mintha megbénultunk volna.

A REM során készült EEG-n alacsony feszültségű és gyors hullámok, néhány alfa-hullám és a gyors szemmozgással járó, valamint az izomrángási tüskék látszódnak. Ez az alvási ciklusnak a leghosszabb periódusa, hossza elég tág határok között mozog (70-120 perces lehet).

Mint említettük, a két kategóriába tartozó négyféle jellegzetes szakasznak a sorozata az alvás folyamán ismétlődik. Amint időben haladunk előre az éjszaka óráiban (vagy ha valaki éjszakai műszakban dolgozván arra kényszerül, hogy nappal próbáljon aludni), a ciklus a REM-ben töltött idő növekedésének kedvez. A szakemberek feltételezése szerint, a visszatérő N-REM/REM kombináció javítja a test fizikai és szellemi pihenését, segíti a memória működését, az emlékek bevésődését.

Bővebben Az alvás és az alvási fázisok

A fény, a testhő és az alvás ritmusa

A fény, a retina, a látóideg és a hipothalamus közötti összefüggések felismeréséért 2017-ben három tudós (Jeffrey Hall, Michael Rosbash, Michael Young) orvosi fiziológiai Nobel díjat kapott. A fénynek, illetve hiányának az alvásban betöltött szerepe meglehetősen közismert. Az ellentétes hatása is az – tudjuk, ha egy patkánynak éjjel felkapcsolják a villanyt, ez nála alváskeltő hatású. Viszont ha embernél keltenek erős fényt az éjszaka folyamán, őt ez (némi morgolódás után) tettre késszé teszi – mivel a fény aktivitást kelt a melanopszin tartalmú retinán a ganglionsejtekben.

A nappali és az éjszakai emlősök között nem csak a fény hatásában, de a testhő terén is mutatkoznak eltérések – mert ugyanarra az adott hormonra másképp reagálunk. A patkány éjszaka felmelegszik, az ember lehűl, mert testhőmérséklete (a nappal aktív rágcsálókhoz hasonlóan) alvásnál csökken. A melatonin viszont mindkét fajnál éjjel termelődik.

Ha valami ok miatt zavar támad a folyamatos alvásban, s 60 percnyi alvást esetleg 60 percnyi ébrenlét követ, akár néhány nap után, az alvásigény kielégítetlensége miatt jelentősen megváltozhat a cirkadián ritmus. Az SE előadáson ilyen esetről mutat példát dr. Bódizs. Egy balesetet szenvedett beteg azért vesztette el alvásképességét, mert a trauma (egy golyó ütötte seb) éppen a cirkadián ritmust ütemező magot érte.

Ez is érdekelheti Meddig bírja az ember alvás nélkül?

Az alvás nem más, mint „tisztogatás”

Az agy feladata az ingerek ellenőrzése, a frissítés, a sokféle inger, információ közötti szelektálás, az emlékképek megtartása-kiválasztása, a gátlások, kódolások folyamatai után a memória kialakítása. Az alvásigény összefügg a sokféle (az ébrenlét alatti) napi történéssel, a fizikai aktivitással. Egy ingerekben gazdag nap után az alvás mélysége nagyobb, mint egy pihenéssel töltött laza nap után.

A tanulás, és mindenféle szellemi tevékenység szintén fokozza az alvás mélységét. Az úgynevezett ingerbőség miatt nagyobb az alvásmélység és ennek hatására jobb lesz az agy plaszticitása. A szellemi erőfeszítést, az aktív magatartást akár ötödével megnövekedett alvásmélységgel hálálja meg a szervezetünk – összegzi dr. Bódizs. S visszatér költői kérdéséhez, hogy miért nem elég, hogy csak pihenünk. Miért kell az alvás kedvéért még az öntudatunkat is feladni? Megadja a tudományos magyarázatot, hogy fiziológiai szükségszerűségről van szó. Mert az alvás célja a tisztogatás!

A mélyalvás során a sejtközi (intersticiális) tér kitisztításáról van szó. El kell onnan távolítani a sejtek anyagcseretermékeinek maradványait. Értelmet nyer, hogy mit értsünk azon, hogy „Karbantartás miatt zárva” táblát tehetnénk a fejünk mellé az alvás idejére! Az alvás sikerét, eredményességét jelzi, ha jó a tisztítás.

Az alvás alatti lassú hullámok növelik a szinaptikus potenciált, ami segít abban, hogy a fontos dolgok (emlékek, tapasztalatok, mindaz, amit megtanultunk) megmaradjanak. A tudósok, a neurológusok azt vélelmezik, hogy alvás közben több kisülés is történik, hogy ne terhelődjön túl az agy.

De egy másik táblát is kitehetünk, mondja dr. Bódizs: „Az agy leltár miatt zárva, nyitás reggel” – ennek a sajátos leltározásnak a során az új emlékeket az agy a régiek hálózatában rendszerbe helyezi, ezáltal rögzülnek. Tudományos megfigyelés alapján állítható, ha tanulás után alszunk, jobban emlékszünk arra a tananyagra, amivel este foglalkoztunk.

Szerző: WEBBeteg - Fazekas Erzsébet újságíró
Lektorálta: Dr. Szabó Zsuzsanna
Felhasznált források: Semmelweis Egyetem Szenior Akadémia; Alvás és melatonin. Avagy a cirkadián ritmus karmestere. (Háziorvosi Továbbképző Szemle); Bódizs Róbert: A melatonin, az alvás és a cirkadián ritmusok