Alvás: mit tudhatunk halandóként az életünk egy kis rejtélyéről

 

Az 1930-as években az elektromos hálózatok már széles körben biztosították az elektromos áramot Észak-Amerikában és Európában, és hirtelen az elektromosság és a mesterséges világítás lehetővé tette számunkra, hogy akár éjszaka aktívak. Az éjszakai műszakok lehetővé tették az ipari komplexum megállás nélküli működését, és most, a high-tech innovációk éjszakába nyúlóan szórakoztathatnak minket.

 Alvási szokásaink ettől kezdve drámaian megváltoztak, nem valamiféle evolúciós nyomás miatt, hanem pusztán kulturális alkalmazkodásunk miatt. Az Egyesült Államokban az átlagos teljes alvási időtartam 1959-ben évi 8-9 óráról 1980-ra 7-8 órára, majd 2013-ban munkanapokon 7 óra alá csökkent[1].

Az USA lakosságának közel egyharmada, közel százmillió ember panaszkodik az álmatlanság valamilyen formájára, a nem megfelelő alvás vagy a túl korai ébredésre, és ugyanezek az arányok az egész Földön megfigíyelhetőek[2]. 

Véletlen egybeesés lenne, hogy csökkent alvásminőségünk egybeesik az  egészségünk és jólétünk általános romlásával?

Cirkadián ritmusunk kiszámíthatatlanul működik, mert időnk nagy részében el vagyunk szigetelve a természetes külső fény jelzésektől, amelyek behálóznak minket, és rossz időszakban vagyunk kitéve a napfénynek[3].

Nemcsak az alvásunkat befolyásolja a kevert fénynek való kitettség, hanem számos más, a cirkadián ritmusra támaszkodó fiziológiai funkció is kiesik, késik.

Az eredmény?

Teljesítmény

 A fény hatással van a teljesítményünkre életünk minden területén. Az erős fény növeli figyelmünket, megismerésünket, reakcióidőnket és hangulatunkat a nap folyamán[4].

A teljesítmény az egyéni cirkadián ritmusunktól is függ, és az éberség szintje a napszak függvényében változik, fokozatosan emelkedik ébredéstől délig, majd csökken, ahogy közeledünk a lefekvés idejéhez.

Az éberség csökkenése – amit álmosságként érzékelünk – az a jel, hogy készen állunk az alvásra. Ha egész nap álmosnak érezzük magunkat, az azt jelzi, hogy nem alszunk eleget. Amikor fáradtak vagyunk, a kognitív, reflexív és fizikai feladatok terén nyújtott teljesítményünk romlik.

A teljes alváshiány  gyakorolja a legnagyobb negatív hatást a hangulatra, de csökkenti a kognitív funkciókat is a kreativitás és az alkalmazkodóképességre, a kognitív lelassulás és a motiváció elvesztése révén[5].

Az egyik tanulmányban azt találták, hogy az egyetemisták szabálytalan és következetlen alvás-ébrenlét mintái gyengébb tanulmányi teljesítményt okoznak[6].

Az alváshiány súlyosan rontja a vezetési teljesítményt, ezért a fáradtsággal összefüggő autóbalesetek a kora reggeli órákban tetőznek[7].

Számtalan élet vész el emberi hiba miatt a kórházakban, amikor az álmos orvosok vagy ápolók küzdenek feladataik ellátásával[8].

Az alváskorlátozás az érzelmi zavarok fokozatos növekedését okozza, felerősíti a negatív eseményeket és tompítja a pozitívakat[9].

Egészségügyi következmények

Az éberség és a feladataink optimális elvégzése fontos ok arra, hogy eleget aludjunk és kövessük természetes cirkadián ritmusunkat, de vannak még komolyabb motivációk is.

Amikor a 2017-es Nobel-díjat a tudósok kapták a cirkadián ritmussal kapcsolatos munkájukért, azt írták: Vannak arra utaló jelek is, hogy az életmódunk és a belső időmérőnk által diktált ritmus közötti krónikus eltérés a különböző betegségek fokozott kockázatával jár.[10]"

A váltott műszakban dolgozók viselik a cirkadián eltérés miatti legnagyobb terhét munkájuk időzítése miatt. Körülbelül 10 millió amerikai, köztük rendőrök, tűzoltók, ápolók, orvosok, pilóták, felszolgálók, kisbolti tisztviselők és teherautó-sofőrök - hogy csak néhányat említsünk - műszakos munkát végeznek, ami még nagyobb veszélybe sodorja őket.

 A cirkadián ritmus eltérése a természetes ritmusától betegségekhez vezethet, mivel a sejtfolyamatok megfelelő időzítése megszakad. Bármely szövetben az mRNS legfeljebb 15% -át, azt a molekulát, amely genetikai utasításokat továbbít a DNS-ből a sejtek fehérjetermelő gépezetébe, a cirkadián óra vezérli.

 Ez beépíti az időbeli információt számos sejtfolyamatba, például a hormonkibocsátásba, az anyagcsere-útvonalakba, a DNS-károsodásra adott válaszba és a sejtciklus progressziójába[11].

 Ez az oka annak, hogy a cirkadián eltérésben szenvedőknél nagyobb a rák, a szív- és érrendszeri betegségek, az anyagcserezavarok, a depresszió, sőt még az Alzheimer-kór kockázata is.

 A cirkadián ritmus diszregulációja összefügg a rákkal, olyannyira, hogy a WHO ma már a váltott műszakban végzett munkát lehetséges rákkeltő anyagnak minősíti, mert számos tanulmány megállapította, hogy náluk fokozott az emlőrák, a prosztatarák, a tüdőrák, a bőrrák, a limfóma és a betegség egyéb formáinak kockázata[12].

Számos endokrin és metabolikus hormon, például az ösztrogén, az androgén és a kortizol szabályozását a napi ritmus is szabályozza. Az emlő- és prosztatarákot az ösztrogén és az androgén hormonok okozhatják, és szoros összefüggésük van a nem megfelelő ritmussal, nem megfelelő időben történő kibocsátásukkal[13].

A kortizol, a "stresszhormon" általában hajnalban tetőzik, és a nap folyamán csökken, de a váltott műszakban dolgozók és a rosszul alvó emberek kortizolszekréciója emelkedett, ami szerepet játszik a rák kialakulásában és súlyosbodásában[14].

 A cirkadián ritmus olyan erősen kapcsolódik a rákhoz, hogy amikor a kemoterápia beadását összehangolták ezekkel a ritmusokkal, az mélyrehatóbb, erőteljesebb hatást gyakorolt a tumor csökkentésére[15].

 Amikor a cirkadián ritmus zavart okoz, az embereknek fokozott kockázata van a szív- és érrendszeri problémák kialakulására is. Például a váltott műszakban dolgozóknál 40% -kal nagyobb a magas vérnyomás, a gyulladás és a szív- és érrendszeri betegségek kockázata[16].

A szabályozatlan anyagcserehormonok, a csökkent inzulinérzékenység, a fokozott inzulinrezisztencia és glükóz intolerancia mind cirkadián eltéréssel fordulnak elő[17].

Erős összefüggés van a cirkadián ritmus és a depresszió között is. Például a depressziós tünetek intenzitásának változása napi mintákat követ: A tünetek reggel súlyosbodnak, este enyhülnek.

A depressziós tünetek éves mintákat is követnek. A szezonális affektív rendellenesség egy ismétlődő depresszió, amely sötét telekhez kapcsolódik, és tavasszal spontán remittál[18].

De néha a gyógyszerek elfedik a depresszió cirkadián okait. A fényterápia nagymértékben javította a depressziót a betegeknél önmagában vagy gyógyszerekkel kombinálva[19].

 Végül, tudjuk, hogy az alváshiány befolyásolhatja kognitív teljesítményünket, de súlyosabb neurokognitív rendellenességeket is érinthet, mint például a demencia és az Alzheimer-kór. Egy vizsgálatban egy éjszakányi alvás elvesztése növelte a β-amiloid felhalmozódását, amely az Alzheimer-kór idegi plakkjainak fő összetevője, a hippocampusban és a talamuszban[20].

Ha először felfedezzük, majd átrendezzük az alvásunkkal és a cirkadián ritmusunkkal való evolúciós eltérést, elkezdhetjük kezelni annak minden fizikai és mentális következményét

Egy kis evolúció

Az emlősök a mezozoikumban, a dinoszauruszok korában fejlődtek ki. Kezdetben mindannyian éjszakai életmódot folytattak, hogy elkerüljék az ebéddé válást. A dinoszauruszok kihalását követően azonban néhány emlős elkezdett előbújni az árnyékból, kitöltve a hátrahagyott környezeti és időbeli rést.

A majmok ősei, akik a mai majmokká és emberszabású majmokká fejlődtek, az első emlősök között voltak, akik szigorúan napi aktivitást mutattak[21].

Mivel nappal jobban ki voltak téve a ragadozóknak, erős bizonyíték van arra, hogy erre a fenyegetettségre válaszul  nagyobb, összetartóbb közösségi hálózatokat alkotva, együtt fejlődtek a nappali átmenettel[22].

A főemlősök alvásának hossza számos tényezőnek felel meg, például a testméretnek és a csoportszámnak. A főemlősök túlnyomó többsége a fákon alszik, és kicsi, majomszerű őseinknek valószínűleg nehezükre esett minőségi alvást végezni az ágakon, ahol a széltől a fakígyóig bármi felébresztette őket[23].

 De ahogy a főemlősök mérete megnőtt, a puszta ágakon való alvás már bizonytalanná vált. Az emberszabású majmok magasabb encephalizációjának evolúciója, ami azt jelenti, hogy agyuk mérete és összetettsége nőtt a testméretükhöz képest, lehetővé tette számukra további kognitív kapacitás növekedését.

Az erdei majmok fészkeket vagy alvóplatformokat kezdtek építeni faágak és lombok felhasználásával, hogy minimalizálják az alvás közbeni leesés és ragadozás kockázatát. Ez az alkalmazkodás jobb minőségű és mélyebb alváshoz vezetett, ami nagyobb intelligenciát és megismerést tett lehetővé[24].

Ez a pozitív visszacsatolási hurok ösztönözte emberi őseink fáról földre való átmenetét.

Hogyan kezelték a ragadozók megnövekedett kockázatát és a csökkent hőszabályozást, amelyet a talaj hő elvezetése okoz a testtől?

 Fiziológiailag a korai emberi ősök elkezdtek variációkat mutatni a kronotípusban, így nem mindenki aludt egyszerre, és azok, akik ébren voltak, figyelhettek.

A Homo erectus, az első teljesen földi, földön alvó hominida, viselkedési adaptációkkal rendelkezett, mint például ágyak és menedékhelyek használata, a tűz ellenőrzött használata és nagy társadalmi csoportokban való alvás, ami védelmet nyújtott mind a ragadozók, mind az elemek ellen, lehetővé téve a mély, hatékony alvást[25].

A tűz birtoklását elengedhetetlennek tekintik a Homo erectus teljes földi átmenetéhez. Először tudtunk ételt főzni, ami kibővítette az emészthető ételek típusait, felszabadította az egyébként elérhetetlen tápanyagokat, és csökkentette a rágási időt. A tűz meleget adott, ami lehetővé tette vándorlásunkat a világ hidegebb éghajlatára. A tűz körül alvás egy nagy csoportban távol tartotta a ragadozókat és a rovarokat, lehetővé téve őseink számára, hogy ismét javítsák alvásminőségüket.

A közelmúltban kiderült, hogy a tűzfénynek való kitettség csökkenti a vérnyomást és serkenti a relaxációt, ami egy másik módja annak, hogy együttműködést és társas kapcsolatot váltson ki vadászó-gyűjtögető őseinkben[26].

Ez a szelekciós nyomás indította el a még mélyebb, hatékonyabb, REM domináltabb alvás kialakulását. Valójában az embereknél alakult ki a legmagasabb REM-nonREM alvási arány az összes főemlős közül, átlagosan az alvás 22%-át töltötték ebben a fázisban[27].

Most van a legrövidebb alvási időnk a főemlősök közül, mindössze hét óra. Ez sokkal kevesebb, mint amit más főemlősöknél talált minták alapján előre lehetne jelezni.

A kompakt, hatékony alvási architektúra kifejlesztésével az embereknek több idejük maradt arra, hogy szociálisan ügyesebbé váljanak. A kiterjesztett ébrenlét lehetővé tette a hosszan tartó csoportos interakciót, ami fontos volt a kötődéshez, a kulturális információk továbbításához és a szociális intelligenciához[28].

Vadászó-gyűjtögető alvás

Az alvás nyilvánvalóan nem őrződött meg a régészeti feljegyzésekben, így őseink alvási szokásainak feltárásának egyetlen módja a modern vadászó-gyűjtögetők tanulmányozása.

Ők még mindig hagyományos életmódot élnek áram nélkül, és saját táplálékszerzésüktől és vadászatuktól függenek. A vadászó-gyűjtögetők születésüktől fogva folyamatos napi és szezonális fény- és hőmérséklet-változásoknak vannak kitéve.

 Áram nélkül az egyetlen fényük a tűzfényből vagy a holdból származik, miután a nap lement.

 Ilyen ősi körülmények között mikor alszanak el és ébrednek fel a vadászó-gyűjtögetők?

A vadászó-gyűjtögető életmód bizonyítékai számos, az őslakos populációkon végzett kutatási tanulmányból származnak. Az elsőben a namíbiai Kalahari San és a tanzániai Hadza és a bolíviai Tsimane emberek alvási szokásait követték nyomon.

 Az elemzés kimutatta, hogy ezek a gyűjtögetők átlagosan 6,9-8,5 órát voltak ágyban, és éjszakánként 5,7-7,1 órát aludtak.

 Meglepő módon ez nem sokban különbözik a nyugati alvás átlagos hosszától, és talán még az alsó végén is van.

Mindhárom csoport kisebb tüzeket használt este, így az éjszakai fény intenzitása nagyon gyenge volt, és körülbelül három órával napnyugta után feküdtek le. Ez az összehasonlító tanulmány kimutatta, hogy a legtöbb alany folyamatos alvó, hosszú éjszakai ébrenlét nélkül.

 Mindhárom csoportban az egyének általában napkelte előtt ébredtek.

Mivel ez a három preindusztriális társadalom hasonló alvási jellemzőket mutatott, elképzelhető, hogy ezek voltak a premodern kor Homo sapiens jellemzői is.

A vizsgálat során a tanulmány egyik résztvevője sem panaszkodott semmiféle alvási problémára.

Számos általános tendencia alakult ki ezekből a tanulmányokból. A vadászó-gyűjtögetők általában minden nap ugyanabban az időben keltek fel alvásból, általában napkelte körül, ami azt jelenti, hogy reggelente maximális napfénynek voltak kitéve.

Az alvás kezdetét nem a fény, a naplemente határozta meg egyoldalúan. Napnyugta után néhány órával mindannyian ébren maradtak, de valószínűleg a napnyugta indította el kezdeti melatonintermelésüket.

 Akkor kezdtek aludni, amikor az éjszaka lehűlt, így a hőmérséklet csökkenése fontos volt a kezdethez.

Talán ez azért van, mert erős cirkadián ritmussal rendelkeznek, és teljesen ragaszkodtak a környezetükhöz, és szinkronban voltak a szoláris nappal.

A vadászó-gyűjtögető alvás másik közös jellemzője, hogy hogyan alszanak közösségi csoportokban,  egy egész családtól egy egész törzsig. Az anyák és a csecsemők mindig együtt alszanak, és egy törzsben soha senki nem alszik egyedül. A táborok elég kicsik ahhoz, hogy ha valaki kiabálna, mindenki meghallaná.

A modern vadászó-gyűjtögető alvás ezen vizsgálatai sok különbséget tárnak fel kezdeti észleléseinkhez képest. Ahelyett, hogy többet aludnának, a vadászó-gyűjtögetők alvási ideje inkább hasonlít az ipari társadalmunkra. Mivel azonban folyamatosan kapcsolatban állnak külső környezetükkel, teljesen hozzászoktak a Föld nappali és éjszakai, fény- és hőmérsékleti ritmusához, így alvási jellemzőik erős evolúciós eredetűek. Alvásukat az évszak modulálja, és télen hosszabb ideig alszanak, mint nyáron. A vadászó-gyűjtögetők nem alszanak el, amikor lemegy a nap. Inkább több órán át fennmaradnak éjszakába, amíg a melatonin egyenletes felszabadulása és a csökkenő hőmérséklet álmosságot nem okoz.

Kék hullámhosszú fény nélkül a tűzfény nem késlelteti az alvás kezdetét. A vadászó-gyűjtögetők közösségben alszanak, és általában nem ébrednek fel hosszú ideig éjszaka.

Valószínű, hogy őseink fejlett cirkadián ritmusuk szerint aludtak és ébredtek több tízezer évezreden keresztül, mielőtt a modern világ elkezdte megváltoztatni azokat a jeleket, amelyek kritikusak ahhoz, hogy a Föld ritmusához vezessen minket.

---

[1]Harvard-Health. 2017. “Blue Light Has a Dark Side.” Accessed February 21, 2020

[2] Holzman, D.C. 2018. “What’s in a Color? The Unique Human Health Effect of Blue Light.” Environ Health Perspect 118 (1): A22-A27.

[3] Holzman, D.C. 2018. “What’s in a Color? The Unique Human Health Effect of Blue Light.” Environ Health Perspect 118 (1): A22-A27.

[4] Harvard-Health. 2017. “Blue Light Has a Dark Side.” Accessed February 21, 2020

[5] Morin, C.M. Espie, C.A. 2011. The Oxford Handbook of Sleep and Sleep Disorders. Oxford: Oxford University Press

[6] Phillips, A.J.K. et al. 2017. “Irregular sleep/wake patterns are associated with poorer academic performance and delayed circadian and sleep/wake timing.” Sci Reps 7 (1): 1-13

[7] Jackson, M.L. et al. 2013. “Cognitive components of simulated driving performance: Sleep loss effects and predictors.” Accid Anal Prev 50: 438-444

[8] Morin, C.M. Espie, C.A. 2011. The Oxford Handbook of Sleep and Sleep Disorders. Oxford: Oxford University Press

[9] Morin, C.M. Espie, C.A. 2011. The Oxford Handbook of Sleep and Sleep Disorders. Oxford: Oxford University Press

[10] The Nobel Assembly. 2017. “The Nobel Assembly at Karolinska Institutet has today decided to award the 2017 Nobel Prize in Physiology or Medicinejointly to Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young for their discoveries of molecular mechanisms controlling the circadian rhythms.” Accessed August 20, 2019

[11] Gery, S. Koeffler, H.P. 2010. “Circadian Rhythms and Cancer.” Cell Cycle 9 (6): 1097-1103.

[12] Holzman, D.C. 2018. “What’s in a Color? The Unique Human Health Effect of Blue Light.” Environ Health Perspect 118 (1): A22-A27

[13] Gery, S. Koeffler, H.P. 2010. “Circadian Rhythms and Cancer.” Cell Cycle 9 (6): 1097-1103

[14] Sloan, M. “Prolonged stress may increase the risk of death from cancer.” 2023. Accessed January 31, 2024

[15] Gery, S. Koeffler, H.P. 2010. “Circadian Rhythms and Cancer.” Cell Cycle 9 (6): 1097-1103

[16] Cappuccio, F.P. Miller, M.A. 2017. “Sleep and Cardio-Metabolic Disease.” Curr Cardiol Rep 19: 110

[17] Buxton, O.M. Cain, et al 2012. “Adverse metabolic consequences in humans of prolonged sleep restriction combined with circadian disruption.” Sci Transl Med 4 (129): 1-19.

[18] Kronfeld-Schor, N. Einat, H. 2012. “Circadian rhythms and depression: human psychopathology and animal models.” Neuropharmacology 62 (1): 101-114.

[19] Kronfeld-Schor, N. Einat, H. 2012. “Circadian rhythms and depression: human psychopathology and animal models.” Neuropharmacology 62 (1): 101-114.

[20] Shokri-Kojori, et al 2018. “βAmyloid accumulation in the human brain after one night of sleep deprivation.” Proc Natl Acad Sci U S A 115 (17): 4483-4488

[21] Maor, R. Dayan, T. Ferguson-Gow, H. Jones, K.E. 2017. “Temporal niche expansion in mammals from a nocturnal ancestor after dinosaur extinction.” Nat Ecol Evol 1 (12): 1889-1895.

[22] Shultz, S. Opie, C. Atkinson, Q.D. 2011. “Stepwise evolution of stable sociality in primates.” Nature 479 (7372): 219-222.

[23] Zimmer, Carl. 2015. “Down from the Trees, Humans Finally Got a Decent Night’s Sleep.” Accessed February 11, 2020.

[24] Samson, D.R. Nunn, C.L. 2015. “Sleep Intensity and the Evolution of Human Cognition.” Evol Anthropol 24 (6): 225-327.

[25] Samson, D.R. Nunn, C.L. 2015. “Sleep Intensity and the Evolution of Human Cognition.” Evol Anthropol 24 (6): 225-327.

[26] Lynn, C.D. 2014. “Hearth and campfire influences on arterial blood pressure: defraying the costs of the social brain through fireside relaxation.” Evol Psychol 12 (4): 983-1003

[27] Samson et al., “Sleep Intensity and the Evolution of Human Cognition.”

[28] Samson et al., “Sleep Intensity and the Evolution of Human Cognition.”