NREM fáza spánkového cyklu, NON-REM spánok

Tak, ako to vidíte na tomto diagrame, spánok rozdeľujeme do dvoch hlavných fáz: NON-REM/ NREM /synchrónna fáza spánkového cyklu a REM – paradoxná fáza spánkového cyklu. 

Čo je to NON-REM spánok ? Poďme sa pozrieť na fázy spánku a konkrétne na tú, ktorou to začína.

Ak si prajete pozrieť video o spánkových cykloch – je spracované nižšie.

NREM fáza

NREM fáza spánku sa vyznačuje znížením fyziologickej aktivity. Ako sa spánok prehlbuje, mozgové vlny sa spomaľujú. Spomaľuje sa aj dýchanie, srdcová frekvencia a klesá krvný tlak.  Bezprostredne po zaspaní človek vstupuje do prvého štádia NON-REM fázy. 

NREM fáza pozostáva z troch štádií:

N1 (predtým označované ako „stupeň 1“) sa vyznačuje ospalosťou a prechodom z bdelosti do spánku. V tomto štádiu sa začínajú spomaľovať mozgové vlny a svalová aktivita. Taktiež sa môže vyskytnúť náhle šklbanie svalov, mierne svalové kŕče alebo pocit padania v priestore.

N2 (predtým „stupeň 2“) je štádiom ľahkého spánku, počas ktorého sa pohyby očí zastavia a mozgové vlny spomalia, pričom sú sprevádzané občasnými prepuknutiami rýchlych vĺn (nazývaných spánkové vretená). Tepová frekvencia sa spomaľuje a klesá telesná teplota. Typické je taktiež spontánne striedanie svalového napätia a svalovej relaxácie.

N3 (predtým „stupeň 3 a 4“) nazývaný tiež „spánok s pomalými vlnami“ (Slow Wave Sleep) sa vyznačuje prítomnosťou pomalých mozgových vĺn – delta vĺn,  premiešaných s menšími a rýchlejšími vlnami. V tomto štádiu klesá krvný tlak, dýchanie sa spomaľuje a telo sa stáva nehybným. Spánok je hlbší, bez akýchkoľvek pohybov očí a svalovej aktivity, hoci svaly si svoju funkciu zachovávajú. Prebudiť sa v tejto fáze je najťažšie, a ak sa tak stane, ľudia sa cítia malátni a dezorientovaní aj niekoľko minút po prebudení. Počas SWS sa u niektorých detí objavuje pomočovanie, námesačnosť alebo porucha spánku spôsobujúca pocity paniky a strachu. Často sa objavujú aj prejavy ako : intenzívny krik, plač, mlátenie do priestoru a okolo seba alebo už spomínaný strach. Táto porucha spánku sa v zahraničnej literatúre označuje pojmom „sleep terrors“ alebo „night terrors“. SWS je spojený s regeneráciou tela, schopnosťou učiť sa, prijímať a spracovávať nové informácie a zmeny v centrálnom nervovom systéme. Jeho trvanie počas spánku priamo súvisí s akumulovanou potrebou tela, t. j. čím dlhšie je človek hore, tým viac SWS si telo počas noci dopraje (Andrés, Garzón a Reinoso-Suárez 2011; Institute of Medicine 2006). Táto fáza je extrémna dôležitá z mnohých dôvodov. Hlboký spánok pomáha mozgu vytvárať a ukladať nové spomienky a zlepšuje jeho schopnosť zhromažďovať a vybavovať si informácie. Toto štádium spánku tiež pomáha mozgu oddýchnuť si a zotaviť sa z celodenného premýšľania, čo umožňuje doplniť energiu vo forme glukózy na ďalší deň. V tomto štádiu klesá krvný tlak, dýchanie sa spomaľuje a oči sa nepohybujú tak ako to bude v ďalšej fáze. Hypofýza v tejto fáze vylučuje ľudský rastový hormón. V tejto fáze sa vaše telo regeneruje, svaly sa opravujú a rastú, regenerujú sa iné spojivové tkanivá. Vďaka tomu, že mozog odpočíva a nie je aktívny ako napríklad v REM fáze, zvyšuje sa krvné zásobenie svalov, dodáva sa im množstvo kyslíka a živín, čo zabezpečuje ich hojenie a rast. Táto fáza zohráva kľúčovú úlohu pre všetkých športovcov, nešportovcov a najmä malé deti vo vývine – kedy rastový hormón pomáha kostiam rásť. Preto sa aj ľudovo hovorí, že v spánku sa rastie. Je tomu naozaj tak. Prebudiť sa v tejto fáze je najťažšie, a ak sa tak stane, ľudia sa cítia malátni a dezorientovaní aj niekoľko minút po prebudení. 

Predpokladá sa, že vzájomná rovnováha medzi všetkými tromi je dôležitá pre dosiahnutie pokojného a regeneračného spánku a pre podporu procesov akými sú učenie, zapamätávanie, nálada a schopnosť sústrediť sa. Žiadne z týchto štádií nemožno považovať za viac alebo menej dôležité. Práve naopak, všetky štádiá sú pre život nevyhnutné, čo potvrdzujú aj pokusy na laboratórnych zvieratách, u ktorých sa deprivácia akéhokoľvek z týchto štádií preukázala ako negatívne vplývajúca na kvalitu zdravia a dlhovekosť (Andrés, Garzón a Reinoso-Suárez 2011).

NREM fáza spánku má 4 fázy od plytšieho až po hlboký spánok. Tvrdý spánok začína v 3. a pokračuje v 4. fáze. Označuje sa ako DELTA alebo SWS spánok. Každý spánok začína NREM fázou. Postupným prechodom cez prvé dve fázy NREM spánku sa človek dostáva až do 3 – 4 NREM fázy kedy organizmus oddychuje najmä psychicky. SWS fáza spánku sa označuje aj ako regeneračná časť spánku alebo esenciálna časť spánku, často označovaná ako „Core sleep“. Ostatné spánkové fázy sa označujú aj pojmom „Optional sleep“. Následne postupujeme opäť od 4. fázy, do 3. až vyjdeme z NREM fázy a plynule prejdeme do REM fázy spánku. Tento celý proces tvorí 1 spánkový cyklus. Prechod z NREM fázy do REM fázy môže byť prerušený zobudením (Institute of Medicine 2006; Purves a kol. 2001). 

Ak sa človek prebudí počas prvej alebo druhej fázy spánku, je väčšinou presvedčený, že ešte nespal. Napríklad ľudia trpiaci depresívnou poruchou môžu často spať v 2. fáze a po prebudení mať pocit, že vôbec nespali, aj keď okolie vníma, že spali na základe pravidelného dychu, pomalých pohybov očí pod viečkami. Približne po dvadsiatich minútach až pol hodine sa objavuje hlboký spánok, ktorý nastáva vo fáze 3  (Santa Rosa Center for Cognitive-Behavioral Therapy 2015).

Pre kvalitný regenerujúci spánok je nevyhnutné prejsť všetkými fázami spánku v plynulom poradí. Vplyvom rôznych faktorov ako spánková deprivácia, vek, lieky je ovplyvňovaný správny prechod týmito fázami. Spánok je nenahraditeľný proces psychickej regenerácie. Fyzický oddychy prebieha počas celého dňa, nie je to súčasťou konkrétnej fázy spánku, v ktorej by dochádzalo k fyzickému oddychu (Purves a kol. 2001). 

Existujú zreteľné a typické elektroencefalogramy (EEG) a fyziologické vzorce pre čulosť, prebúdzanie a bdelosť, REM spánok a pre každé zo štádií NREM spánku (Tabuľka 2). Aj keď sú všetky fázy spánku špecificky definované, v skutočnosti sa skôr postupne prelínajú z jednej do druhej (Institute of Medicine 2006).

Charakteristické elektroencefalogramy fáz ľudského spánku

V spánkovom laboratóriu sa zvyčajne zaznamenávajú dva alebo tri kanály EEG, hlavne s cieľom určiť, či je pacient hore a ak nie, v akom štádiu spánku sa nachádza. EEG zachytáva štyri typy mozgových vĺn, ktoré sa vyskytujú počas bdelosti a spánku a merajú sa v cykloch za sekundu (cps) (Campbell 2009). 

Beta vlny zaznamenávame počas dennej bdelosti. V porovnaní s inými vlnami majú najvyššiu frekvenciu a najnižšiu amplitúdu. Stretávame sa tu tiež s veľkou variabilitou.

Alfa vlny sa vyskytujú počas bdelosti a relaxácie (napr. počas meditácie). Tieto vlny sú pomalšie a majú menšiu amplitúdu a variabilitu ako beta vlny.

Theta vlny nastupujú v štádiách N1 a N2 a majú pomalšiu frekvenciu a väčšiu amplitúdu ako alfa vlny. Keď človek prechádza z N1 do N2 spánku, aktivita theta vĺn pokračuje a každých pár minút sa vyskytujú spánkové vretená (náhle zvýšenie vlnovej frekvencie) a K komplexy (náhle zvýšenie vlnovej amplitúdy). Na EEG záznamoch sa tieto vlny namerajú zvyčajne vo frekvencií 3-7 Hz. V tejto fáze spánku sa niekedy vyskytnú svalové kŕče charakteristické šklbnutím celého tela alebo len jeho časti, čo býva sprevádzané  prežitkom psychického šoku alebo padania.

Delta vlny sa vyskytujú počas štádia N3 a sú to najpomalšie vlny s najvyššou amplitúdou. Delta spánok sa tiež považuje za najhlbší spánok (Vetrugno a Montagna 2011).

Tabuľka: Charakteristika spánkových cyklov

Tabuľka Charakteristika spánkových cyklov 2

Prečo sa niekde hlboké štádium NREM fázy spánkového cyklu označuje ako N4 ? 

Akoste určite pochopili, NREM fáza spánku je nepreskočiteľná a nenahraditeľná. Veľmi významne procesy prebiehajú v štádiu hlbokého spánku. Ak sa niekedy na internete stretnete s označením hlbokého spánku N3 štádium alebo N4 štádium – je to úplne v poriadku. V odbornej literatúre sú správne obe označenia. Označenie hlbokého spánku ako N3 alebo N4 závisí od toho, ktorý spánkový klasifikačný systém alebo nomenklatúra je používaná v danej odbornej literatúre. Historicky bola NREM (Non-Rapid Eye Movement) fáza spánku klasifikovaná do štyroch štádií: N1, N2, N3 a N4. Avšak v roku 2007 predstavila Americká spoločnosť pre spánkovú medicínu nový systém klasifikácie spánku, v ktorom boli štádiá N3 a N4 zlúčené do jedného štádia nazývaného “N3” (Slow Wave Sleep – SWS). Ak teda nájdete literatúru, kde je stále používané označenie N4, ide pravdepodobne o staršiu literatúru, ktorá ešte používa staršiu klasifikáciu. V súčasnej dobe je však štandardom používať označenia N1, N2 a N3 pre klasifikáciu NREM fázy spánku. 

Aby sme neboli len odborní, záver som pre Vás spracovala trochu inak. Verím, že na tomto príklade to lepšie pochopíte. 

Pri pohľade na NREM fázu spánku môžeme povedať, že ide o fascinujúci proces, ktorý nám umožňuje obnoviť naše telo a myseľ. Spánok nie je len pasívny čas, kedy sa naša vedomá myseľ vypne, ale je skutočným divom ľudskej fyziológie a neurológie. Je to čas, kedy naše mozgové vlny hrajú symfóniu pokoja a regenerácie, od prvých ospalých momentov N1 až po hlbokú a liečivú N3, kedy sa naše telo opravuje a rastie.

Aby sme to pochopili ešte jednoduchšie, predstavme si NREM fázu spánku ako nočnú smenu v opravárenskej dielni. Na začiatku dňa, po celom dni plnom rôznych aktivít, naša myseľ a telo potrebujú spraviť niečo viac, než len odpočívať. Vstupujeme teda do dielne a postupujeme cez rôzne pracovné stanice – od prípravy na hlavnú prácu v N1, cez jemné doladenie v N2, až po hlbokú a dôležitú opravu v N3. Tu sa naše telo a mozog plnohodnotne opravujú a regenerujú. To je čas, kedy sa opravujú naše svaly, ničia sa bunky, ktoré sa vymkly kontrole a mozog spracováva a ukladá nové informácie.

Ak by sme boli nútení opustiť túto dielňu skôr, ako sa dostaneme k najdôležitejšej práci, mohli by sme sa cítiť, že sme nedokončili svoju prácu dôkladne. To by mohlo viesť k tomu, že by sme sa budili s pocitom malátnosti a dezorientácie, podobne ako keď sa vrátime na miesto, kde sme nechali rozrobený projekt.

Takže, ak chceme mať kvalitný a obnovujúci spánok, musíme dať našej dielni – NREM fáze spánku – čas a priestor na to, aby mohla svoju prácu dokončiť. Je to investícia do našej fyzickej a duševnej pohody, ktorá nám pomáha byť lepšími verziami samých seba.

Príbeh na Záver. Predsa si dovolím ešte jeden variant záveru. Verím, že po dnešnom článku budete mať všetci jasné, čo je to NREM a prečo je dôležitý. 

Raz, v tajomnej krajine snov a spánku, existovalo miesto nazývané “Nočná Dolina”. V Nočných Dolinách boli krásne lesy a jazerá plné všelijakých bytostí. Ale žila tu aj jedna špeciálna bytosť – Pani NREM.

Pani NREM bola starostlivá a múdra bytosť, ktorá mala za úlohu strážiť a starať sa o NREM fázu spánku. Každú noc, keď sa svet zaplavil tichom, Pani NREM vyšla z hlbokých lesov a začala svoju prácu.

Jej domovom bola obrovská kniha, ktorá predstavovala myseľ každého spiaceho človeka. Stránky tejto knihy boli plné slov a obrázkov, ktoré reprezentovali sny a myšlienky. Pani NREM mala za úlohu každú noc prechádzať týmito stránkami a opravovať ich.

V N1 štádiu spánku, kedy ľudia ešte len začínali upadať do hlbšieho spánku, Pani NREM pomaličky otvorila knihu a začala ju jemne listovať, čím pomaličky pomáhala ľuďom prejsť do hlbokého spánku. Potom, v N2, keď sa mozog stával pokojnejším, pani NREM opravovala nejasné myšlienky a sny, aby boli jasné a dobre zoradené.

Ale jej najväčšia časť práce sa konala v N3 štádiu spánku. Tu, v tejto najhlbšej časti, Pani NREM zmenila svoj vzhľad. Stala sa z nej liečiteľka, ktorej dotyk bol zázračný. V týchto chvíľach hlbokého oddychu opravovala telá a bunky, liečila zranenia a obnovovala dušu. Bola to práve Pani NREM, ktorá dávala svalom odpočinok a mysli pokoj.

Keď svitalo a nový deň sa začínal, Pani NREM opäť zmizla do svojho tajomného lesa, pripravená na ďalšiu noc. Vďaka jej starostlivosti a liečebným schopnostiam mohli ľudia prechádzať cez NREM fázu spánku s pocitom, že niečo výnimočné sa deje v ich vnútri, čo im pomáha opraviť a pripraviť sa na nový deň.

Zdroje:

ANDRÉS, I., M. GARZÓN a F. REINOSO-SUÁREZ, 2011. Functional Anatomy of Non-REM Sleep. In: Frontiers in Neurology [online]. Roč. 2, č. 70. ISSN 1664-2295. Dostupné z: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3215999/

ASERINSKY, E a N. KLEITMAN, 1953. Regularly occurring periods of eye motility, and concomitant phenomena, during sleep. In: Science [online]. Roč. 118, č. 3062, s. 273-274. ISSN 1095-9203. Dostupné z: https://science.sciencemag.org/content/118/3062/273

CAMPBELL, I. G., 2009. EEG Recording and analysis for sleep research. In: Current Protocols in Neuroscience [online]. Roč. 49, č. 1, s. 10.2.1 – 10.2.19. ISSN 1934-8576. Dostupné z: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2824445/

HUBER, R., S. K. ESSER, F. FERRARELLI et al., 2007. TMS-Induced cortical potentiation during wakefulness locally increases slow wave activity during sleep. In: PLoS ONE [online]. Roč. 2, č. 3. ISSN 1932-6203. Dostupné z: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0000276

Institute of Medicine, 2006. Sleep Disorders and Sleep Deprivation: An Unmet Public Health Problem. Washington, DC: The National Academies Press. ISBN 978-0-309-13370-8.

PURVES, D. et al., 2001. Neuroscience. 2. vyd. Sunderland: Sinauer Associates. ISBN 0-87893-742-0

Santa Rosa Center for Cognitive-Behavioral Therapy, 2015. Insomnia: Understanding stages of sleep can help you with problems sleeping [online]. Dostupné z: https://srcbt.org/insomnia-understanding-stages-of-sleep-can-help-you-with-problems-sleeping/

VETRUGNO R. a P. MONTAGNA, 2011. Sleep-to-wake transition movement disorders. In: Sleep Medicine [online]. Roč. 12, č. 2. ISSN 1664-2295. Dostupné z: https://www.researchgate.net/publication/221718327_Sleep-to-wake_transition_movement_disorders

National Sleep Foundation, 2006. The Sleep-Wake Cycle: Its Physiology and Impact on Health [online]. [cit. 30. augusta 2020]. Dostupné z: http://www.sleepfoundation.org/primary-links/how-sleep-works

National Institutes of Health, 2007. Curriculum Supplement Series. [online]. [cit. 13. apríla 20
20]. Dostupné z: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK20359/