Visi ne vieną kartą esame patyrę nepakankamo arba nekokybiško miego pasekmes. Ilgiausias dokumentuotas nemiegojimo rekordas yra 453 valandos ir 40 minučių (apytiksliai 19 dienų), pasiektas be jokios farmakologinės stimuliacijos [1]. Įdomu, jog tokiame eksperimente dalyvavusio jauno vyro miego poreikis atkurtas per kelias dienas, kurių metu jis miegojo daugiau nei įprastai. Tai atspindi sunkiai iš pusiausvyros išvedamą organizmo cirkadinių ritmų sistemą, kurioje lydintį vaidmenį atlieka centrinė nervų sistema ir įvairūs neuromediatoriai.
Trumpai apie cirkadinių ritmų ir miego reguliaciją [1]
Cirkadiniai ir homeostatiniai veiksniai kartu reguliuoja miego-būdravimo ciklą. Cirkadinę informaciją teikia patikimi molekuliniai laikrodžiai, esantys suprachiazmatiniame branduolyje priekinėje pogumburio dalyje. Šio branduolio neuronais nerviniai signalai keliauja į vietas, kur sąveikauja su homeostatines miegą provokuojančias sąlygas sukeliančiomis endogeninėmis somnogeninėmis medžiagomis, tokiomis kaip adenozinas, kuris kaupiasi prabudimo metu.
Pagrindinė struktūra, sukelianti pradinę, ne greitų akių judesių miego stadiją (angl. non-rapid eye movement – NREM), yra ventrolateralinis preoptinis branduolys, esantis taip pat priekinėje pogumburio dalyje. Šio branduolio GABA ir galaninerginiai neuronai slopina budrumą skatinančias sistemas, kurias sudaro cholinerginiai, noradrenerginiai, serotonerginiai ir dopaminerginiai smegenų kamieno branduoliai, taip pat užpakalinėje pogumburio dalyje išsidėstę histaminerginiai tubero-mamiliariniai branduoliai bei cholinerginės būdravimo sistemos kaktinės galvos smegenų dalies pamate ir smegenų kamiene. Prabudus neuropeptidas oreksinas, kurį išskiria šoninės pogumburio dalies ląstelės, aktyvina aminergines ir cholinergines būdravimo sistemas ir stabilizuoja būdravimo polių miego-būdravimo cikle.
Būdravimo fazę smegenyse užtikrina aminerginiai, cholinerginiai ir oreksinerginiai mechanizmai, kai greitų akių judesių miego stadiją (angl. rapid eye movement – REM) – cholinerginės ir galbūt dopaminerginės būdravimo sistemos. Užmigus specialus generatorius, esantis ties smegenų tilto ir vidurinių smegenų susijungimo vieta, reguliuoja NREM ir REM miego stadijų kaitą. Šiai kaitai svarbi reciprokinė sąveika tarp aminerginių REM stadiją „įjungiančių“ ir cholinerginių REM stadiją „išjungiančių“ ląstelių grupių, kurią užtikrina neuromediatoriai GABA ir gliutamatas. Prie REM-NREM stadijų kaitos ir cirkadinių ritmų reguliavimo dar prisideda tokios nervinės cheminės medžiagos, kaip aminorūgštis glicinas bei neuroendokrininės sistemos išskiriami hormonai (pvz., melatoninas). Dabar atliekama vis detalesnių mokslinių tyrimų apie specifinių su miegu susijusių genų molekulinę ekspresiją, tai padės aiškiau suprasti priežastinius miego-būdravimo elgsenos mechanizmus.
Kuo cirkadiniams ritmams svarbus melatoninas
Melatoninas, dar vadinamas „nakties“ arba „tamsos“ hormonu, yra daugiausia kankorėžinėje liaukoje išskiriamas hormonas, reguliuojantis miego ir budrumo ritmą. Dieną melatonino sekrecija yra maža, bet vakare laipsniškai didėja, kol 2–4 val. arba 1–5 val. nakties pasiekia piką. Brėkštant rytui melatonino sekrecija vėl mažėja. Sekrecijos skirtumai priklauso nuo amžiaus grupės: didelė melatonino sekrecija naktį yra būdinga kūdikiams ir vaikams, tačiau jau brendimo metu sekrecija stabilizuojasi. Suaugusiesiems melatonino sekrecijos ritmas yra stabilus, tačiau naktį melatonino koncentracija ir toliau laipsniškai mažėja. Senyviems pacientams tarp nakties ir dienos melatonino koncentracijos nėra jokio skirtumo. Taigi, lyginant amžiaus grupes, melatonino sekrecija yra labai skirtinga.
Melatoninui būdingas trumpalaikis ir ilgalaikis poveikis. Pirmasis – tai neuroninio suprachiazmatinio branduolio aktyvumo slopinimas tamsiuoju paros metu, skatinantis žmogų miegoti ir neprabudinėti [2]. Antrasis – padeda sinchronizuoti pamainomis dirbančių, patiriančių skrydžio ligą ar aklų asmenų cirkadinius ritmus [3-6]. Nepaisant gautų eksperimentinių įrodymų apie melatonino reikšmę cirkadinių ritmų reguliavimui, tiksli jo reikšmė iki šiol nėra aiški. Linkolnas ir bendr. [7] pateikė įrodymų apie melatonino kontroliuojamą biologinio laikrodžio genų ekspresiją specifinėse kalendorinėse ląstelėse. Tiek gyvūnų, tiek žmonių organizme melatoninas išskiriamas tik naktį. Tinklainės-pogumburio-kankorėžinės liaukos ašis geba atskirti tamsaus paros meto pokyčius ir taip reguliuoti melatonino sekrecijos trukmę, kuris reguliuoja ir sezoninę gyvūnų elgseną [8]. Kadangi žiemą būna daugiau tamsos, melatonino išskiriama daugiau nei vasarą.
Viename tyrime siekta įvertinti, kokią reikšmę melatonino gamyba turi miego ciklo reguliavimui pamainomis dirbantiems žmonėms, kurie dirba ir miega savo kasdienėje darbo aplinkoje [9]. 253 lokomotyvo inžinieriai (249 vyrai ir 4 moterys, vidutiniškai 39,7 metų amžiaus) stebėti dvi savaites, per kurias pildė specialų miego dienoraštį bei rinko šlapimo mėginius pagrindinio miego periodo metu. Pagal tai buvo matuotas melatonino metabolito, 6-sulfatoksimelatonino, kiekis šlapime ir jo ekskrecijos dažnis miegant. Pamainomis dirbančių žmonių miegas dieną lėmė statistiškai mažesnę melatonino metabolito ekskreciją, trumpesnę miego trukmę ir blogesnę miego kokybę.
Plačiau skaitykite „Lietuvos gydytojo žurnale“ Nr. 3, 2013