Вегетативная нервная система (ВНС) отвечает за поддержание внутреннего гомеостаза и приспособлении к изменениям окружающей среды.
Бодрствование и сон характеризуются разным уровнем взаимодействия с внешней средой. Таким образом, переход из одного состояния в другое будет сопровождаться изменением активности ВНС.
Разная работа ВНС отмечается даже между разными фазами сна: фазой глубокого, или медленного сна (она же фаза «с медленным движением глаз» – non-rapid eye movement sleep, NREMS) и фазой быстрого сна (фазой «с быстрым движением глаз» – rapid eye movement sleep, REMS).
Активность ВНС во время бодрствования и сна
Работа ВНС во время фазы медленного сна характеризуется сниженной активностью внутренних процессов, что позволяет ВНС снижать физиологические переменные (параметры пульса, дыхания, терморегуляции) к их возможному минимуму и поддерживать с помощью набора соответствующих рефлексов (хеморецептивных, терморегуляторных). Например, в рамках терморегуляции может меняться поза сна.
В фазе быстрого сна у лабораторных животных отмечается приостановление терморегуляции, а у человека и вовсе ее подавление. Мышцы находятся в расслабленном состоянии, что также исключает возможности подстраивать положение тела в зависимости от разницы температуры тела и окружающей среды.
Нарушения сна и иммунная функция
ВНС включает в себя симпатическую и парасимпатическую системы. Активная деятельность симпатической нервной системы характеризуется усиленными процессами обмена веществ, в то время как деятельность парасимпатической направлена на восстановление затраченных организмом ресурсов.
Как правило, во время глубокого сна увеличивается активность парасимпатической нервной системы, в то время как деятельность симпатической подавляется.
В случае нарушения регулярности глубокой фазы сна, например, в случае с бессонницей и частыми ночными пробуждениями, также нарушается и физиологическое снижение симпатической активности.
Известно, что сон усиливает иммунную защиту. Однако, за активацию иммунного ответа, но и тем самым за активное протекание воспалительных процессов, отвечает симпатическая нервная система, а значит, в случае болезни нарушение фазы глубокого сна будет сопровождаться усиленными воспалительными процессами.
Дыхание
Во время сна дыхание контролируется хеморецепторами. Однако их эффективность значительно снижается по сравнению с бодрствованием. В том числе повышается устойчивость к гипоксии и высокому содержанию углекислого газа (в прочем, это не повод не проветривать в спальне).
Начало сна характеризуется уменьшением минутной вентиляции (уменьшением объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в минуту) и самого объема вдыхаемого воздуха. Переходы между разными стадиями сна сопровождаются колебаниями этих показателей.
Во время быстрой фазы сна ритм дыхания становится очень нерегулярным, изменения происходят параллельно быстрым движениям глазных яблок (которыми сопровождается эта фаза, что и объясняет название, особенно на английском).
Терморегуляция и расход энергии
У людей начало сна сопоставимо с циркадными (то есть связанными со сменой дня и ночи) изменениями выработки тепла телом и потерь тепла. Интенсивность расхода энергии на поддержание температуры тела снижается в первой половине ночи и остается такой до утра, что, по идее, должно сопоставляться с засыпанием и пробуждением, проходящими через фазы быстрого сна. И если во время медленной фазы сна процессы поддержания температуры тела почти не отличаются от бодрствования, то во время фазы быстрого сна у теплокровных животных наблюдается подавление, а у людей вплоть до остановки данной функции организма.
Интересно, что легкое нагревание конечностей сокращает латентный период сна (или время, необходимое для засыпания) у больных бессонницей. Это можно объяснить тем, что сигналы от кожных терморецепторов поступают в гипоталамус, где происходит сопоставление полученной от них информации с внутренней температурой тела; легкое нагревание, как и циркадное снижение температуры тела, можно сказать, сокращает разницу между температурой тела и температурой окружающей среды, что облегчает процесс засыпания.
У взрослых во время сна расход энергии организмом снижается, хоть и разница незначительна по сравнению с просто малоактивным бодрствованием. Однако, расход энергии во время быстрой фазы сна больше, чем во время медленной, что, вероятно, может быть связано с относительно большим размером мозга, так как фаза быстрого сна характеризуется большей активностью внутренних процессов, связанных с мозгом.
У младенцев, как и у других мелких млекопитающих, разница между объемом тела и площадью его поверхности значительно меньше, что сопровождается большей потерей тепла (через эту площадь поверхности), поэтому сон с точки зрения сохранения энергии будет играть значительную роль. Снижение расхода энергии из-за расслабления мышц в быстрой фазе сна больше, чем ее расход на поддержание метаболизма мозга, что делает эту фазу сна менее «энергозатратной», и не менее полезной, чем фаза глубокого сна (в отличие от взрослых).
Источник: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S246886732030002X