Александр Вейн - Бодрствование и сон

Известным физиологом А. В. Тонких была показана роль гормонов, главным образом гипофиза, в возникновении сна. В Лаборатории по изучению нервных и гуморальных регуляций АН СССР им. Н. И. Гращенкова также проведены специальные исследования содержания активных биологических веществ в крови и моче у больных с повышенной сонливостью. Было установлено, что содержание в крови и в моче адреналина (гормонов коркового слоя надпочечника) снижено, а ацетилхолина, гистамина и продуктов обмена серотонина повышено (Э. А. Матлина, И. Л. Вайсфельд, Г. А. Шрейберг, Р. А. Соколинская, А. М. Вейн).

Эти данные несомненно интересны, однако возникает вопрос, насколько содержание биологически активных веществ на периферии отражает их истинные соотношения в головном мозге. На примере сиамских близнецов опровергается гуморальная теория возникновения сна. Следует иметь в виду, что в циркулирующих жидкостях содержание активных биологических веществ одинаково, а в мозгу различно. Возможно, именно поэтому одна голова спала, а другая в это время бодрствовала. Вот почему в последние годы стали уделять особое внимание химическим передатчикам нервных импульсов, богато представленным в мозге. В настоящее время очевидно присутствие в мозге медиаторов — веществ, выделяющихся в синапсах на границе двух нейронов и обеспечивающих распространение нервного импульса. Холинэргические синапсы в качестве медиатора выделяют ацетилхолин, адренэргические — норадреналин, серотонинэргические — серотонин. Есть синапсы с гама- аминомасляной кислотой и большое число синапсов с еще не идентифицированным химическим передатчиком. Все химически неоднородные нейроны не разбросаны в мозгу хаотично, а составляют определенные системы, объединяемые по принципу представленности в них того или иного медиатора. Норадреналин и серотонин обнаруживаются главным образом в глубинных и стволовых структурах мозга, в то время как ацетилхолин распределен более равномерно.

Различным химическим системам придавалось и определенное функциональное значение. На опытах доказано, что активирующая восходящая ретикулярная система, поддерживающая необходимый уровень бодрствования, по своей химической характеристике адренэргическая, что введение адреналина усиливает настороженность животного, а во сне содержание его в мозгу снижается. Многие фармакологические средства, препятствующие сну, близки по составу к адреналину либо, вмешиваясь в химию мозга, способствуют накоплению этих веществ. Правда, установлено, что нередко одна функциональная система является гетерохимической, т. е. в нее входят нейроны, медиаторы, которые различны по химическому составу.

В последнее время формируется представление, согласно которому основные гипногенные вещества — ацетилхолип, серотонин и ГАМК. Физиолог из Южной Америки Эрнандец-Пеон обнаружил с помощью специальных опытов, что наложение кристаллика ацетилхолина на структуры ствола мозга, гипоталамуса, медиальных отделов височной доли вызывает электроэнцефалографические и поведенческие признаки сна. Косвенным доказательством является и то, что в отделах мозга, где расположены гипногенные аппараты, основной медиатор — ацетилхолин.

Накапливаются также факты, которые говорят о роли серотонина. Разрушения ядер шва, расположенных в стволе мозга и наиболее богатых серотонином, приводят к бессоннице, степень которой обратно пропорциональна числу сохраненных ядер. Проведены многочисленные опыты с введением в организм аминокислоты — предшественника серотонина — триптофана и антагонистов серотонина — метисергида, дезерила, разрушающих его и оказывающих противоположное действие на сон в целом и на его отдельные фазы. По этому вопросу возникла дускуссия: одни ученые отстаивают мнение, согласно которому серотонин способствует возникновению быстрого сна, другие — медленного. По-видимому, более обоснованна вторая точка зрения. Удалось показать, что адренэргические аппараты участвуют не только в механизмах бодрствования, но и быстрого сна. Эти исследования имеют огромное практическое значение, так как являются базой для создания современной дифференцированной фармакологии сна и бодрствования.

Перспективы этой проблемы заключаются скорее всего не в поисках каких-то особых гипногенных веществ, а в выяснении истинной роли уже известных химических активных агентов и в идентификации еще не опознанных медиаторов головного мозга.

Интерес к гуморальным исследованиям особенно обострился в связи с открытием быстрого сна. Было установлено, что лишение людей и животных быстрого сна приводит к увеличению этой фазы сна в последующие ночи. Создалось впечатление, что в фазе быстрого сна разрушается какое- то гипотетическое вещество, накапливающееся во время бодрствования. Следовательно, при лишении быстрого сна этот фактор продолжает накапливаться и в последующие ночи вызывает избыточную длительность этой фазы. Однако против подобной гипотезы говорит ежедневное наблюдение, связанное с большей продолжительностью быстрого сна во второй половине ночи, когда накопившееся вещество должно было бы уже разрушиться. Тем не менее такими общими, хотя и логическими соображениями противостоять указанной гипотезе трудно. Нужны факты. Пока же создается впечатление, что отдельные фазы сна имеют собственную химию.

За последние годы значительно продвинулось изучение конкретных мозговых механизмов, поддерживающих уровень бодрствования и обеспечивающих течение сна. Но до сих пор не определены факторы, вызывающие эти состояния. Нет и достаточной ясности в том, какая из форм существования — сон или бодрствование — является основной. Традиционно представление, что основная форма — состояние бодрствования, которое прерывается сном. Именно поэтому так распространены теории сна, а не бодрствования. Если рассматривать вопрос с онтогенетических позиций, то основная форма существования — сон, который представлен у новорожденных больше, чем бодрствование. У некоторых животных даже во взрослом состоянии сон длительнее бодрствования (у кошки— 18 часов). Что следует считать основным состоянием?

Клейтман различает бодрствование по необходимости и бодрствование по выбору. Первое наблюдается у новорожденных и связано с чувством голода, внутренним или внешним дискомфортом. В дальнейшем постепенно начинает преобладать бодрствование по выбору, но фоном является сон.

Однако вопрос о том, какое из этих состояний следует считать основным, не главный. Более существен вопрос о том, что формирует эти состояния. По-видимому, решая этот вопрос, невозможно обойтись без учета существующих внешних ритмов природы, т. е. важно установить, каким образом внешние ритмы приобрели характер внутренних ритмов. Об этом очень образно пишет крупный английский нейрофизиолог Уолтер.