Питер Шпорк - Сон. Почему мы спим и как нам это лучше всего удается
Сейчас известны даже сигнальные вещества (нейромедиаторы), посредством которых блокируются или возбуждаются те или иные нервные узлы, что объясняет, между прочим, действие некоторых лекарств. К примеру, наиболее распространенные сейчас снотворные средства — бензодиазепины и аналогичные вещества — имитируют или усиливают действие медиатора, с помощью которого центр сна в переднем гипоталамусе передает блокирующие сигналы. Вещество называется гамма-аминомасляная кислота, сокращенно ГАМК. Одна из множества проблем использования этих медикаментов в том, что они подавляют и центр БС. Поэтому искусственно вызываемый сон приносит организму меньше бодрости, чем нормальный. Человек, принимающий снотворные, быстрее устает, поскольку его мозг стремится добрать также и дефицит БС.
Сеть управления сном виновата и в неприятном побочном действии многих медикаментов против аллергии — сонливости. Так называемые антигистаминные препараты блокируют вызывающий аллергические проявления нейромедиатор гистамин. Но, к сожалению, в этом веществе нуждается и часть возбуждающих центров в стволе мозга. Поэтому многие антигистаминные средства сдвигают переключатель в положение сна. Именно поэтому они стали популярны как альтернативные, продаваемые без рецепта снотворные. Однако и тут нужно настоятельно предостеречь от неграмотного самолечения: антигистаминные препараты вызывают привыкание намного быстрее, чем обычные снотворные, а при регулярном приеме имеют еще множество дополнительных побочных эффектов.
Многие тонизирующие средства, напротив, прямо или косвенно поддерживают систему возбуждения: употребление кофе — наверное, самый популярный способ взбодриться. Этот напиток содержит кофеин — вещество, блокирующее рецепторы аденозина. «Аденозин — нейромодулятор. Он уменьшает активность других нейронов», — поясняет Петер Аккерман, сомнолог из Цюрихского университета. Поэтому он блокирует также и деятельность системы возбуждения, а его подавление делает нас бодрее. Другая группа тонизирующих — амфетамины, к которым относится и наркотик экстази, действует более непосредственно, усиливая действие важнейших возбуждающих нейромедиаторов дофамина, норадреналина и адреналина. Близко родственен им также препарат метилфенидат, популярное сейчас средство при СДВГ — синдроме дефицита внимания и гиперактивности. От этой болезни страдают прежде всего дети. Одной из многих ее возможных причин называют нарушения в мозговой системе возбуждения.
Сейчас фармакологи пытаются создать снотворные и тонизирующие средства, которые с высокой точностью воздействовали бы на нейромедиаторы в сети регулирования сна и их рецепторы. В частности, опробуются вещества, блокирующие рецепторы вырабатываемого организмом тонизатора орексина. В опытах на животных эти лекарства показали себя хорошо, вызывая быстрое засыпание без заметных побочных эффектов и даже с достаточным количеством БС-эпизодов. Однако лишь испытания на людях, пока не доведенные до конца, покажут, не вызывают ли новые препараты, например, тяжелых приступов нарколепсии. Это весьма вероятно, поскольку нарушения орексиновой системы нередко бывают причиной этого заболевания.
Главная проблема для фармакологов в том, что большинство нейромедиаторов сети засыпания выполняет в организме множество других функций, а это резко повышает риск нежелательных побочных эффектов. Среди всех разрешенных на сегодняшний день снотворных и тонизирующих препаратов только модафинил, тонизатор, применяемый для лечения нарколепсии и уже получивший нехорошую известность как допинг, судя по всему, действительно действует целенаправленно на систему регуляции сна. Любопытно, что механизм действия модафинила сомнологам до сих пор неизвестен.
Группа исследователей под руководством Тьерри Галлопена из Лионского университета сумела в 2004 г. выяснить, что это загадочное вещество уменьшает действенность нейромедиатора, который возбуждает так называемая ВЛПО-область в переднем гипоталамусе, отвечающий за сон. Тем самым он, возможно, не дает нервным центрам погрузить нас в состояние сонливости. Кроме того, есть указания на то, что модафинил поддерживает нейромедиаторы, переводящие переключатель сна в положение бодрствования, такие как орексин и дофамин.
Так что пока мечта о безграничном господстве над сном и бодрствованием недостижима, несмотря на успехи поисков локализации центров сна, начавшиеся 90 лет назад с объяснением загадочной болезни Экономо.
Однако разветвленная система управления вызывает и совсем другого рода вопросы. Каков смысл всей этой сложнейшей физиологической деятельности в мозге? Почему нам нужен коммутатор, отключающий сознание? Почему таламус порождает сигналы, распространяющиеся по спящему мозгу в виде волн возбуждения? Почему клетки больших полушарий после большой затраты сил синхронизируют свою деятельность и понижают возбудимость? Зачем нам центр БС в мосту мозга?
Поэтому, хотя мы теперь многое знаем о том, как возникает и протекает сон, загадка сна все еще не решена.
Подобие сна
«Джентльмены, это не фокус!» — воскликнул 16 октября 1846 г. хирург Джон Коллинс Уоррен перед большим собранием онемевших от изумления коллег, которые, впрочем, и сами поняли, что тут все без обмана. Эта фраза стала одной из самых знаменитых в истории медицины. Ведь Уоррен только что удалил пациенту доброкачественную опухоль, причем операционный зал Бостонского университета не оглашался обычными в таких случаях криками боли. Пациент все время операции лежал неподвижно, с закрытыми глазами, в спокойной позе. Зубной врач Уильям Томас Грин Мортон предварительно усыпил его эфиром. Это была первая в мире операция под общим наркозом. Пары эфира отключили сознание пациента и погрузили его в подобное сну состояние.
Сегодня общий наркоз — рутинная медицинская процедура, для которой существует большой выбор препаратов. Некоторые вводятся внутривенно, другие вдыхаются пациентом с помощью маски. Степень риска при этой процедуре в настоящее время невелика, а польза от нее — бесконечна. Многие операции, необходимые для сохранения жизни, например удаление гнойного аппендицита, стали возможны лишь благодаря изобретению Мортона.
Кажется, что люди под наркозом спят. На самом деле во время искусственной анестезии тело и мозг не выполняют ни одной из тех задач, которыми занимаются во сне. Они находятся в некоем временном подобии сна, в которое погрузил их врач с помощью фармакологически активного вещества. При многих операциях анестезиологи еще усиливают с помощью дополнительного средства естественное расслабление мускулатуры. Нередко пациентам делается также дополнительный укол сильного болеутоляющего. Все это — меры предосторожности на случай, если наркоз окажется слишком легким.
Как и при настоящем сне, бодрствующее сознание при наркозе отключено. Информация, поступающая от органов чувств, не проводится дальше в мозг. Рисунок электрической активности мозга и в самом деле очень напоминает ЭЭГ спящего. Причем анестезиологи при тяжелых операциях, как правило, параллельно снимают энцефалограмму пациента, чтобы точно знать глубину наркоза. Специальные компьютеры помогают врачу в этой оценке. Здесь также действует правило: чем длиннее волны ЭЭГ, тем глубже подобие сна.
Однако, в отличие от настоящего сна, одурманенный наркозом мозг не может с помощью центра тревожного оповещения собственными силами включить сознание, то есть проснуться. Внешние раздражения просто не проникают на нужную глубину. Этим воспользовался нейробиолог Эрнст Пёппель из Мюнхенского университета. Руководимая им группа разработала прибор, который заглядывает в мозг глубже и дает информации больше, чем ЭЭГ. Это устройство посылает в уши пациенту щелкающие звуки, а затем регистрирует, отзывается ли на них мозг волной возбуждения. Наркоз можно считать достаточно глубоким лишь в том случае, если мозг не реагирует. «Видимо, состоянию наркоза соответствует подавление обработки информации», — поясняет Пёппель.
Долгое время было не ясно, каков механизм действия большинства анестезирующих веществ. Одно из самых распространенных предположений гласило, что они связываются с рецепторами дальних отделов мозга, понижающими активность нервных клеток. Это подавляет возбудимость клеток и ведет к отключению сознания. Нервные клетки в эволюционно древнейших отделах, например в стволе мозга, разумеется, не должны подвергаться такого рода воздействию, поскольку выполняют жизненно необходимые функции, в частности управление дыханием. Некоторые виды наркоза действительно действуют по описанному принципу. Это также объясняет, почему наркоз родственен скорее не ночному сну, а обмороку или коме. В этих крайних случаях потери сознания высшие части центральной нервной системы также в основном отключены и не могут снова включиться собственными силами.
