Imunitný systém Dobrý spánok pre dobré zdravie - Spektrum vedy
Imunitný systém: dobrý spánok pre dobré zdravie
To, čo sa deje vo vašej spálni, je zvyčajne súkromná záležitosť. Ale spánok je prísne sledovaný na ôsmom poschodí lekárskeho centra Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) v Bostone: elektródy na koži a vo vlasoch monitorujú mozgovú aktivitu účastníkov, senzory na kĺboch hlásia každý pohyb a prstové manžety zaznamenávajú krvný tlak. Zaregistruje sa dokonca každý záblesk očí a telesné tekutiny sa považujú za suroviny - to všetko pod neustálym dohľadom vedúceho štúdie.
Testované osoby pravidelne prichádzajú vo dvojiciach do centra klinického výskumu Harvard Catalyst, aby tam prenocovali tri týždne. Po niekoľkých nociach aklimatizácie je každému páru náhodne pridelený režim spánku. Niektorí môžu každú noc odpočívať osem hodín, iní si doprajú iba malý spánok: tri noci môžu spať iba štyri hodiny, po ktorých nasleduje jedna noc s osemhodinovou prestávkou - a celé sa to opakuje v štyroch cykloch.
„Chceme pochopiť, ako sa menia fyziologické procesy v tele, keď je spánkový deficit dlhý čas,“ hovorí Janet Mullingtonová z výskumnej jednotky spánkových a zápalových systémov v BIDMC. 22-denná štúdia je jednou z najdlhších doposiaľ.
„Aj mierna deprivácia spánku uprednostňovala podprahové zápaly“
(Alexandros Vgontzas)
V minulosti boli väčšina kontrolovaných spánkových štúdií krátke, ale boli mimoriadne spánkové: dobrovoľníci museli zostať bdelí 24 hodín až päť dní. Tieto štúdie akútnej deprivácie spánku ukázali, ako nedostatok spánku ovplyvnil rôzne zápalové reakcie, metabolizmus a ďalšie fyziologické procesy. Vedci sa však obávali, že tieto extrémne prípady nevyhnutne neodrážajú skutočné spánkové návyky priemyselných spoločností: Ľudia spia pravidelne, ale nie dosť dlho. Podľa amerického centra pre kontrolu a prevenciu chorôb tretina amerických pracovníkov spí menej ako šesť hodín denne - odporúča sa sedem až deväť hodín.
Vedci preto vyvinuli dlhodobejšie experimenty, ktoré kontrolujú, ako telo reaguje na časy spánku, ktoré sú pod odporúčaniami. Spravidla trvajú jeden až dva týždne a pozostávajú z opakovaných fáz so skráteným časom odpočinku. „To, čo sa z toho dozvieme, bude pravdepodobne platiť pre skutočný svet,“ hovorí Mullington.
Predchádzajúce epidemiologické práce identifikovali prvé údaje o tom, že ľudia s nedostatočným spánkom častejšie trpia obezitou, cukrovkou, kardiovaskulárnymi chorobami a rakovinou a predčasne zomierajú. Teraz by mali kontrolné štúdie objasniť základné mechanizmy, ktoré sú za nimi.
Škodlivé následky
Prvú prácu o tejto problematike publikovala v roku 1999 Eve Van Cauter z Chicagskej univerzity a jej kolegovia: jedenásť mladých mužov malo dovolené zavrieť oči iba na šesť nocí za sebou, vždy na štyri hodiny. Vedci potom zmerali hladinu cukru v krvi a uvoľňovanie inzulínu v reakcii na hladinu glukózy v krvi. Obe jednotky merania metabolizmu cukrov klesli po spánkovej deprivácii o tretinu.
Van Cauterov tím teraz objavil molekulárneho obetného baránka pre toto oslabenie metabolizmu. Za týmto účelom najskôr odobrali tukové bunky z brušného tkaniva účastníkov štúdie, ktorým sa umožnilo odpočívať iba 4,5 hodiny štyri po sebe nasledujúce noci, a potom znova potom, čo štyri noci spali. Osobitnú pozornosť venovala tomu, či je kľúčový proteínový AKT inzulínovej signálnej dráhy aktívny v tukových bunkách. V skutočnosti bola jeho aktivita po spánkovej deprivácii signifikantne slabšia, ako keď boli testované osoby odpočívané. Znížené hladiny AKT boli podobné tým, ktoré sa pozorovali u ľudí s inzulínovou rezistenciou, obezitou a diabetom 2. typu. Obmedzenia spánku zodpovedajú „prírastku hmotnosti o desať kilogramov“, hovorí Van Cauter. „Je to veľký efekt, ktorý sa môže stať rýchlo.“
Rôzne problémy
Experimentálna deprivácia spánku odhalí aj zdravotné problémy, ktoré nesúvisia s metabolizmom. V roku 2003 štúdia Mullingtona a psychiatra Davida Dingesa z Pennsylvánskej univerzity vo Philadelphii preukázala, že spánok sa po 14 dňoch znížil na štyri až šesť hodín po 14 dňoch, čo znížilo bdelosť a výkon pri rôznych kognitívnych testoch. Mullingtonová a jej kolegyňa z BIDMC Monika Haack tiež neskôr zistili, že spánok znížený na štyri hodiny po dvanástich dňoch môže tiež narušiť imunitný systém. Ku koncu experimentu mali nadmerne unavení kandidáti zvýšené hladiny interleukínu-6 (IL-6) a C-reaktívneho proteínu (CRP), ktoré súviseli so zápalovými reakciami v tele, ako je napríklad ischemická choroba srdca.
„Nositelia tejto alely sú citlivejší na nedostatok spánku“
(Namni Goel)
„Aj táto mierna deprivácia spánku uprednostňovala podprahové zápaly,“ uviedol Alexandros Vgontzas, špecialista na spánok na Pensylvánskej štátnej univerzite v Hershey. "Početné štúdie preukázali, že zvýšené hladiny týchto markerov zápalu súvisia s artériosklerózou, srdcovými problémami alebo cukrovkou. Máme preto podozrenie, že dlhodobá deprivácia spánku spôsobuje v tele stavy, ktoré môžu v konečnom dôsledku viesť k kardiovaskulárnym ochoreniam."
Zdá sa, že toto oslabenie imunitného systému tiež znižuje imunitnú odpoveď na vakcíny. Minulý rok tím vedený psychológom Aricom Pratherom z Kalifornskej univerzity v San Franciscu uviedol, že viac ako štvrtina dospelých, ktorí dostali štandardné očkovanie proti hepatitíde B a ktorí v noci pravidelne spali menej ako šesť hodín, nevyvinula klinickú ochranu v porovnaní s mierou zlyhania iba 3,4 percenta u testovaných osôb, ktoré mali viac ako sedem hodín spánku za noc.
Problémom môže byť tiež príliš veľa spánku: V roku 2009 Sanjay Patel a Susan Redline z Brigham and Women's Hospital v Bostone ukázali, že ľudia, ktorí hlásili, že spia viac ako osem hodín v noci, mali tiež zvýšenú hladinu IL-6, CRP a faktor nekrózy nádorov (TNF). TNF je ďalší cytokín, ktorý sa podieľa na systémovom zápale. Psychoneuroimunológ Michael Irwin z Kalifornskej univerzity v Los Angeles v súčasnosti skúma vo výskume, či tieto markery zápalu opäť klesajú, keď ľudia nadmerne spia na normálny stav.
Tlak na zmenu
Medzitým sa výskum príčin, prečo môžu byť spánkové vzorce nezdravé, dostal o jednu úroveň nižšie: z hľadiska aktivity génov a DNA. Na začiatku roka publikovali vedci z University of Surrey v Guildforde prácu o 26 zdravých subjektoch, ktorým bolo umožnené spať najmenej osem hodín v noci a ďalších necelých šesť hodín v noci. Po každom týždni museli zostať bdelí po dobu 40 hodín nepretržite, zatiaľ čo Derk-Jan Dijk a kolegovia merali príslušný rozsah ich génovej expresie v krvných bunkách. Už po siedmich dňoch nedostatočného spánku sa aktivita 711 génov zmenila. Podľa očakávania boli ovplyvnené gény spojené s úrovňou stresu, imunitným systémom a bunkovým metabolizmom. Boli však rovnako ovplyvnené rôzne gény, ktoré sa podieľajú na všeobecnej regulácii génov a remodelácii chromatínu. To naznačuje, že chronická deprivácia spánku môže mať oveľa negatívnejšie následky, ako sa doteraz myslelo. Ešte viac: ak po predchádzajúcom nedostatku spánku nasledovala úplne bezsenná noc, počet postihnutých génov sa zvýšil na 856 - po týždni odpočinku to však bolo ovplyvnených iba 122 génov.
„Jeden z našich účastníkov sa rozhodol spať dlhšie aj po štúdii“
(Monika Haack)
Genetické rozdiely sa tiež zdajú byť základom rôznych fyzických reakcií jednotlivých jedincov na nedostatok spánku, ako odhalili Dinges a Namni Goel z Pensylvánskej univerzity: Mohli by vytvoriť spojenie medzi určitým génovým variantom podieľajúcim sa na imunitnej reakcii tela a zvýšenou ospalosťou alebo silnou únavou. nájdené u zdravých testovaných osôb, ktoré mali dovolené spať iba štyri hodiny po dobu piatich nocí. „Nositelia tejto alely sú citlivejší na nedostatok spánku,“ hovorí Goel - tento variant má asi 20 až 30 percent populácie.
Medzitým sa pozornosť čoraz viac presúva na praktické vykonávanie výsledkov štúdie, aby sa zlepšilo blaho pacientov. Haack a Mullington zverejnili minulý rok štúdiu uskutočniteľnosti, v ktorej si 13 ľudí s prvými známkami vysokého krvného tlaku a menej ako siedmimi hodinami spánku za noc pridali k odpočinku po dobu šiestich týždňov. Na druhej strane si porovnávacia skupina deviatich zachovala svoje obvyklé spánkové návyky. Nakoniec poklesol priemerný krvný tlak odpočinutejších osôb zo 142/82 na 128/74, zatiaľ čo v kontrolnej skupine zostal rovnaký. Táto štúdia už zmenila správanie najmenej jednej testovanej osoby, poznamenáva Haack: "Jeden z našich účastníkov sa rozhodol po štúdii dlhšie spať. Hrdo nám povedal, že jeho kardiológ dokázal znížiť svoje lieky na krvný tlak."
Dobre sa vyspi
Mnoho ľudí by mohlo mať úžitok z liečby aj mnohým ľuďom s nedostatkom spánku, ktorý škodí ich zdraviu. Stále však zostáva výzvou, ktoré lieky by mohli ľuďom pomôcť. "Potrebujeme biomarkery alebo funkčné skupiny, pomocou ktorých by sme mohli identifikovať tých jednotlivcov, ktorí nedostatočne spia, a preto riskujú poškodenie ich zdravia. Týmto by sme mohli skutočne pomôcť ľuďom a možno zamerať sa na mechanistické signálne dráhy," uviedla Redline. „Možno by im potom viac prospeli protizápalové lieky alebo blokátory cholesterolu.“
Takéto lieky by mohli do istej miery zmierniť následky nespavosti alebo deprivácie, varujú však odborníci. „Z dôvodu viacerých signálnych dráh si nedokážem predstaviť, že by jediné farmakologické riešenie zabránilo negatívnym účinkom deprivácie spánku,“ hovorí Van Cauter. „Nebude žiadna čarovná pilulka.“ Všetko nakoniec smeruje k pozemskému záveru: spite dobre, aby ste chránili svoje zdravie.