Infúziós tudomány
"Ha az alvás nem tölt be létfontosságú funkciót, akkor ez az evolúció legnagyobb hibája. "
Allan Rechtstaffen, 1971.
Az alvás rejtély. Ezt mondják a szakértők, és például James Krueger és csoportja a spokane-i Washingtoni Állami Egyetemről azt írja, hogy az alvás tudományos rejtély, és ez az utolsó fiziológiai folyamat, amelynek működésében vagy funkcióiban nincs egyetértés. Mármint miért alszunk? Miért töltjük életünk egyharmadát és negyedét alvással? Ébren vagyunk, eszünk vagy nem eszünk, iszunk vagy nem iszunk, szaporodunk, vagy elmúlunk belőle, vagy sok más dolgot teszünk vagy nem teszünk, ami érdekel vagy nem érdekel. De amikor alszunk, a szemünk nagy sebességgel mozog, és álmodozunk, orvoslás vagy ellenőrzés nélkül. Ezenkívül nem szabad elfelejteni, hogy az állatok többsége is alszik. Ez mindenütt jelen van az állatvilágban. Ezért valami fontosnak feltételeznie kell az álmot, hogy az evolúció sok fajban és évmilliók alatt válogassa ki.
Az alvás fontosságának szemléltetésére fajunk biológiájában néhány konkrét példát fogunk áttekinteni. Először Marie-Pierre St.-Onge és csapata a New York-i Columbia Egyetemen tanulmányozta az étrend és a jó vagy rossz alvás kapcsolatát.
Tudjuk, hogy a rossz és a rossz alvás mind a gyermekek, mind a felnőttek esetében a súlygyarapodás és végső soron az elhízás kockázatával függ össze. Sőt, ha elegendő alvást kapunk, kevesebb zsírt fogyasztunk. Ez a kapcsolat azonban nem feltételez ok-okozati összefüggést, vagyis nem tudjuk pontosan, mi kapcsolódik az alváshoz és az étrendhez. Tudjuk a következményeket, de nem tudjuk, miért fordulnak elő. Ezenkívül a szerzők elmondják, hogy még mindig kevesebbet tudunk az inverz kapcsolatról, vagyis arról, hogy az étrend befolyásolja-e az alvást.
26 önkéntessel, fele 30–45 év közötti nővel dolgoznak, és rendszeres, 7–9 órás alvással rendelkeznek minden este. A kísérlet hat napig tart, minden este 9 órás ágy, az első négy napban ellenőrzött étrend és az utolsó két nap amit eszik. Ily módon a kutatók minden ellenőrzött és kontrollálatlan étrenddel rendelkező önkéntes alvására vonatkozó adatokat szereznek. Az ellenőrzött étrend 31% zsírt, 53% szénhidrátot és 17% fehérjét tartalmaz.
Az eredmények azt mutatják, hogy a kontrollálatlan étrend csökkenti a mély és pihentető alvás időtartamát, és növeli az alvás eléréséhez szükséges időt. Az étrendben lévő rostok elsősorban azért befolyásolják, mert lerövidítik az elalváshoz szükséges időt és növelik a mély alvás időtartamát. Ellenőrzött étrend esetén az alvás átlagosan 17 percet vesz igénybe, kontrollált étrend nélkül az átlag 29 percre emelkedik. A telített zsírok csökkentik a mély alvási időt. A szénhidrát százalék pedig, ha magas, többször is felébred alvás közben.
Röviden, az alacsony rosttartalom és a magas telített zsírtartalom rövidebb, könnyebb alváshoz, kevesebb pihenéshez és éjszakai ébredéshez vezet.
Az alvás és a testtömeg kapcsolatáról sejtetni lehet Gerda Pot csoportjának kutatását a londoni King's College-ban. Tizenegy, már publikált cikk meta-elemzését végzik, és megállapítják, hogy a kevés alvás, három és fél óra és öt és fél óra között növeli az energiafogyasztást, átlagosan napi 385 kcal növekedéssel. És nem figyelik meg az energiafogyasztás változását a kevés alvás miatt.
És az alvás és az étrend kapcsolatáról egy második nyom érkezik hozzánk Svédországból, az Uppsala Egyetemről és egy Chistien Benedict által vezetett csoportból. Közzétettek egy tanulmányt, amelyben kilenc önkéntes, 23,3 éves átlagéletkorú férfi vett részt, akik két egymást követő kísérleten mentek keresztül, az első néhány órás éjszakai alvással, 2,45 és 7,00 óra között, a második pedig normál hosszú alvással, 22: 30-tól 7: 00-ig Előtte és utána székletmintákat vesznek bélmikrobiotájuk, vagyis az emésztőrendszerükben élő mikroorganizmusok tanulmányozására. A mikrobiota beavatkozik az élelmiszer emésztésébe, és szabályozza annak elérhetőségét az emésztés eredményeinek felszívódása érdekében. Ezért fontos a mikrobiota faji összetétele és működése a tápanyagok szervezetbe jutása szempontjából.
Benedict tanulmánya azt mutatja, hogy a mikrobiota az alvás időtartamának függvényében megváltoztatja fajonkénti összetételét, egyes baktériumcsoportok növekedésével, másoknál csökkenéssel. A szerzők által mért egyéb paraméterek alapján azt is megállapítják, hogy kevés alvás mellett nincs változás a zsírsavakban a vérben, de az inzulin hatása 20% -kal csökken, bár a glükóz koncentrációja sem változik. Ezenkívül a szerzők elismerik, hogy nem könnyű feltételezni a rossz alvás okozta változások okait és következményeit.
Egy másik példa Sylvie Mrug és csoportja által a birminghami Alabamai Egyetemen publikált fiatal serdülők alvásvizsgálata. 84 kamasz önkéntes van, átlagéletkoruk 13,3 év, fele lány. Az adatokat alvási ütemtervükből, az alvás minőségére vonatkozó önértékelésükből veszik, és ezen felül a nyál kortizol-koncentrációját mérik a stresszszint számszerűsítéséhez.
Különösen a lányoknál a magas kortizolszint alvási problémákkal jár, emellett több időt töltenek alvással, és éjszaka akár 11 óránál is többet érnek ágyban. Az alvás minőségének önértékelése egybeesik a kortizol nyálkoncentrációjával, mivel ők maguk észlelik, hogy stressz esetén rosszabbul alszanak. Még az értékelésük is pontosabb, mint amit a szülők gyermekeik alvásával kapcsolatban megfogalmaztak.
A konkrét tanulmányok befejezéséhez pedig áttekintjük a június Lo és munkatársai által a Szingapúri Kognitív Idegtudományi Központ által közzétett metaanalízist az alvás időtartama által okozott kognitív problémákról 55 év feletti embereknél. 18 tanulmányt tekintenek át 14 országból származó 97 264 ember teljes mintájával, amelyek az alvásról, a verbális, a munkamemóriáról és más kognitív folyamatokról tartalmaznak adatokat.
Az eredmények azt mutatják, hogy nagyobb a kognitív problémák kockázata, ha 5 vagy kevesebb órát vagy 9 órát vagy többet alszik. Vagyis annyi a kockázata, hogy keveset alszik, mint amennyit alszik.
Hozzáadhatunk még egy információt, amely az alvás időtartama, és csak az emlősök között, hogy ne bonyolítsa a szöveget. Hatalmas eltérés tapasztalható, és mindig a 24 órás ciklusra utal, a lovak 2 órájától a denevéreknél 19,9 óráig. Például a macska alszik 12,5 órát, a kutya 10,1, a páncélos 18,3 vagy a csimpánz 9,7 órát. Az emberi faj a mobiltelefonos alkalmazásból származó adatok alapján közzétett legfrissebb adatok szerint Szingapúrban 7,5 óra, Spanyolországban és Hollandiában 8,1 óra között alszik.
Az is igaz, hogy az alvási magatartás nagy egyéni változékonyságot mutat. Bei Bei és munkatársai az ausztráliai Victoria-i Monash Egyetemen ezt megvizsgálták egy metaanalízissel a publikálásokról, amelyekben 53 tanulmányt választottak ki egy korábbi áttekintés után.
A fiataloknál az alvás időtartama nagyobb mértékben változik, egyedül élők, cukorbetegek vagy szívbetegek, magas testtömeg-indexűek, stresszesek, depresszió vagy álmatlanság tünetei vannak.
Röviden: alvás és diéta, alvás és stressz, alvás és kognitív problémák. Nyilvánvaló, hogy annak a funkciónak, amelynek az időnk egy ilyen fontos részét szenteljük, ébrenlétünk során életünk számos vonatkozásában döntő fontosságúnak kell lennie, és döntő fontosságú. Azonban nagyon keveset tudunk arról, hogyan működik, vagy mi okozza az alvást a túlélésünk szempontjából.
Az alvást szabályozott állapotnak írhatjuk le, csökkent mozgás mellett, kevés érzékszervi reakcióval. Amikor alszunk, nem ehetünk, nem pározhatunk vagy megvédhetjük magunkat. Ha pedig nem aludtunk eleget, akkor elkerülhetetlenül elalszunk. Az alvás szükséges és kötelező biológiai funkció, és ha nem alszik, hatalmas fáradtságot, testi és lelki egyensúlyhiányt, extrém esetekben pedig halált szenved. Valami hasonlót tapasztaltak patkányokban vagy rovarokban.
Egyébként visszatérünk a kezdetekhez, és folyton azon gondolkodunk, miért alszunk. Azt is megkérdezhetnénk magunktól, hogy miért vagyunk ébren (csak a "Mátrixra" kell emlékeznünk, hogy arra következtessünk, hogy kényelmesebb aludni), és tudjuk, mert ébren vagyunk, sok minden, amit ebben az állapotban csinálunk, mint pl. eszünk vagy szaporodunk, miközben nem tudjuk ugyanazt, messze tőle, hogy mit csinálunk alvás közben, például gyorsan mozgatjuk a szemünket vagy álmodunk.
Ezért a szakértők között még mindig nincs egyetértésünk az alvás szerepéről. Sok más hipotézis mellett megemlítették, hogy az alvás elkerüli az energiafelhasználást és erősíti az inaktivitást, ha a viselkedés használhatatlan vagy lehetetlen, és jobb inaktívnak lenni, megszilárdítja az emlékezetet, érleli a központi idegrendszert, javítja a viselkedést, amikor ébren vagyunk. a szerzők erősítik vagy gyengítik az idegrendszer kapcsolatait, megtisztítják az agyat az anyagcsere-hulladéktól, sőt azt mondták, hogy ez igazítja az immunrendszer megfelelő működését. Vagy azt is mondták, hogy az alvásnak nincs külön funkciója, ami mélyen egy elegáns módja annak, hogy azt mondják, hogy haszontalan.
Bármi legyen is az alvás funkciója, ha van ilyen, annak fontosnak kell lennie, és evolúciós előnyt kell biztosítania a természetes szelekció által általában gyakorolt negatív nyomáson felül, amely már megszüntette volna. És mégis hatalmas és többségű állatfaj alszik, és néhányuk sok millió éve alszik. Nem valami járul hozzá a fajok természetes szelekcióval történő megszüntetéséhez, hanem az, hogy az alvás bizonyos előnyökkel jár, amelyeket nem ismerünk az alvó fajoknak. Végül egyértelműnek tűnik, hogy az alvás és a jó alvás fontos.
Al Khatib, H.K. et al. 2016. A részleges alvásprivatizálás hatása az energiaegyensúlyra: szisztematikus áttekintés és metaanalízis. European Journal of Clinical Nutrition doi: 10.1038/ejcn.2016.2016
Allada, R. & J.M. Siegel. 2008. Az alvás filogenetikai gyökereinek feltárása. Jelenlegi biológia 18: R670-R679.
Aulsebrook, A.E. et al. 2016. Alvás-ökofiziológia: Idegtudomány és ökológia integrálása. Az ökológia és az evolúció tendenciái doi: 10.1016/j.tree.2016.05.004
Barton, R.A. & I. Capellini. 2016. Alvás, evolúció és agy. Agy, viselkedés és evolúció 87: 65-68.
Bei, B. és mtsai. 2016. Túl az átlagon: Szisztematikus áttekintés az alvás/ébrenlét szokásainak napi ellenjavallt változatosságának összefüggéseiről. Alvásgyógyászati vélemények 28: 108-124.
Benedict, C. és mtsai. 2016. Bél mikrobiota és glükometabolikus változások normális testsúlyú fiatalok ismétlődő részleges alváshiányára reagálva. Molekuláris anyagcsere doi: 10.1016/j.molmet.2016.10.003
Krueger, J.M. et al. 2016. Alvás funkció: A rejtély tisztázása felé. Alvásgyógyászati vélemények 28: 42-50.
Lo, J.C. et al. 2016. Sef által jelentett alvási idő és kognitív teljesítmény idősebb felnőtteknél: szisztematikus áttekintés és metaanalízis. Alvásgyógyászat 17: 87-98.
Mrug, S. és mtsai. 2016. Az alvási problémák megjósolják a kortizol reakcióját a stresszre a városi serdülőknél. Fiziológia és viselkedés 155: 95-101.
St.-Onge, M.-P. et al. 2016. A rost és a telített zsír összefügg az alvási izgalmakkal és a lassú hullámú alvással. Journal of Clinical Sleep Medicine 12.1.
Walch, O.J. et al. 2016. A „normál” alvási ütemezések globális számszerűsítése Smartphone adatok felhasználásával. Science Advances 2: e1501705
A szerzőről: Eduardo Angulo biológia doktor, nyugalmazott UPV/EHU sejtbiológiai professzor és tudományos népszerűsítő. Több könyve jelent meg és a La biología stupenda szerzője.