Значение сна для развития ребенка

Все хорошо знают, что человек проводит во сне примерно треть своей жизни. Еще большее место занимает сон в детском возрасте: новорожденный спит в среднем 18 часов в сутки, а сон ребенка в возрасте одного года составляет около 13 часов. Эта закономерность справедлива также и для всех сухопутных животных — в раннем детстве все они имеют минимальную двигательную активность и максимальную продолжительность сна. По мере взросления активность возрастает, а продолжительность сна сокращается [1].

Сон — это естественное, регулярное и необходимое состояние практически любого животного [2]. Чередование сна и бодрствования находится под влиянием циркадных ритмов и регулируется посредством гормональных и средовых факторов. Сон является восстановительным процессом для головного мозга и организма в целом, и о физиологической необходимости сна свидетельствуют, в частности, те многочисленные симптомы, которые возникают в организме подопытных животных, лишенных сна (так называемая «депривация сна») [3].

Роль сна в физиологии и патологии изучается в многочисленных лабораториях во всем мире. Предметами исследования чаще всего служат такие состояния, как бессонница, ночное апноэ, нарколепсия и другие. Кроме того, в последнее время возник особый интерес к изучению роли сна для здоровья ребенка, формирования его познавательных способностей и развития мозга [4, 5].

Цикл сон/бодрствование регулируется, с одной стороны, определенными структурами мозга, а с другой стороны, различными гормонами, продуцируемыми гипоталамусом. Установлено, что для состояния сна и бодрствования характерен различный гормональный профиль. Например, уровень мелатонина наиболее высок в ночное время, и именно мелатонин способствует засыпанию и сну [6].

Показано, что аденозин — нуклеотид, участвующий в генерации энергии для биохимических процессов — постепенно аккумулируется в головном мозге в процессе просыпания, но его количество снижается во время сна. Полагают, что аккумуляция аденозина в дневное время способствует более глубокому сну ночью [7].

В регуляции циркадных ритмов важную роль играет супрахиазматическое ядро (СХЯ) гипоталамуса. Эта структура реагирует на влияние внешнего света: под влиянием дневного света она посылает в шишковидную железу сигнал о прекращении синтеза мелатонина.

В регуляции сна принимают участие три процесса, в каждом из которых заключен гормональный, неврологический и средовой компонент:

• Гомеостатический процесс определяет степень потребности во сне и выбирает одну из фаз «сон/бодрствование».
• Циркадный процесс определяет периоды глубокого или поверхностного сна и соответствующие им фазы «high REM» (сон с быстрыми движениями глазных яблок, или активный сон) и «low REM» (сон с медленными движениями глазных яблок) [8].
• Ультрадианный процесс, то есть регуляция циклов, имеющих продолжительность более суток.

Со сном тесно связана и зависима от него функция памяти. Быстрая (REM) фаза сна связана с процессом запоминания, в отличие от фазы сна, сопровождающейся медленными волнами (non-REM). Когда лицам, участвующим в каком-либо исследовании, дают определенный материал для запоминания, то в их памяти он лучше всего закрепляется именно после ночного сна.

REM-фаза сна особенно важна для развивающегося организма. Экспериментальные исследования показали, что подавление быстрой фазы сна у подопытных животных в раннем возрасте впоследствии сказывается на проблемах поведения (склонность к агрессии), вызывает стойкие расстройства сна, приводит к снижению массы мозга и увеличивает скорость отмирания нейронов [9].

Согласно онтогенетической гипотезе происхождения REM-фазы сна, активность этой фазы в неонатальном периоде необходима для всего последующего развития центральной нервной системы [10].

В регуляции процесса засыпания и собственно сна особое значение принадлежит обмену триптофана и его производных — серотонина и мелатонина. Из аминокислоты L-триптофана в результате метаболического пути, который контролируется двумя ферментами (триптофан-гидроксилазой и аминокислотной декарбоксилазой), синтезируется серотонин. Серотонин является нейротрансмиттером и ��егулирует такие состояния, как аппетит, сон, сексуальность, гнев, настроение и др.

При пероральном приеме серотонин не оказывает влияния на ЦНС, поскольку не проникает через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). В отличие от серотонина, триптофан и его активный метаболит 5-гидротриптофан, из которого и синтезируется серотонин, проникает через ГЭБ [11]. Эти вещества, присутствующие в продуктах питания, являются эффективными серотонин-эргическими агентами.

В регуляции синтеза мелатонина (N-ацетил-5-метокситриптамина), который вырабатывается шишковидной железой и синтез которого усиливается ночью, непосредственное участие принимает СХЯ. Показано, что для восстановления нормального суточного ритма необходимо воздействие яркого света в утренние часы и снижение освещенности в вечерние. У лиц с нарушением сна определяется низкий уровень мелатонина в крови в ночные часы [12].

Лечение нарушений циркадного ритма, вызванных как медицинскими (нарушение сна, слепота, психоневрологические нарушения, пожилой возраст), так и социальными факторами (сменная работа в ночное время, перелеты в другие часовые пояса) привели к разработке нового типа лекарственных препаратов, которые получили название «хронобиотики». К хронобиотикам относятся такие лекарственные средства, которые способны синхронизировать фазы сна и бодрствования и тем самым восстанавливать физиологический циркадный ритм.

Препаратом, который послужил родоначальником семейства хронобиотиков, является мелатонин [12]. Мелатонин (в дозе 5 мг за два часа до сна) оказался эффективен для более успешной адаптации людей при авиаперелетах с изменением часовых поясов. Он особенно показан для путешественников, пересекающих пять и более часовых поясов, особенно в восточном направлении, но успешно применяется и при пересечении 2–4 часовых поясов. Впоследствии были разработаны такие препараты, как рамелтеон и агомелатин, являющиеся агонистами мелатониновых рецепторов и обладающие более длительным периодом полужизни и более высокой степенью сродства к мелатониновым рецепторам, что, по мнению специалистов-сомнологов, является многообещающим в лечении нарушений циркадного ритма.

Для изучения параметров сна могут использоваться как объективные аппаратные методы обследования, так и данные анкетирования пациентов.

Основным методом в изучении параметров сна является электрофизиологическая методика, получившая название «полисомнография» (ПСГ), при которой одновременно регистрируются электроэнцефалограмма (ЭЭГ), электроокулограмма (ЭОГ), электромиограмма (ЭМГ) и ряд других физиологических показателей. ПСГ используют для диагностики разнообразных состояний, ряд из которых является жизнеугрожающими. К таковым относятся ночное апноэ и ночные нарушения ритма дыхания, нарколепсия, парасомнии, ночные судороги, депрессия с бессонницей и нарушения циркадного ритма. ПСГ является стандартным методом обследования при ночных нарушениях ритма дыхания и показана при нейромышечных расстройствах и нарушениях сна [13].

ПСГ успешно проводилась как у наземных, так и у морских млекопитающих (дельфины). У дельфинов, например (в том числе и у младенцев-дельфинов), обнаружены уникальные особенности «однополушарного сна». Для сохранения нормального дыхательного ритма во время сна реально спит только одно полушарие головного мозга, тогда как другое находится в состоянии бодрствования [14].

Вместе с тем у детей раннего возраста проведение полисомнографии является технически сложным. Поэтому в последнее время одной из распространенных методик стал метод регистрации спонтанной двигательной активности в состоянии сна с помощью прибора «Актиграф». По мнению Ancoli-Israel et al. [15], актиграфия хотя и не является столь же точным методом, как полисомнография, но, тем не менее, более достоверна по сравнению с такими субъективными методами как:

• дневник пациента (для детей — заполняемый родителями), где регистрируется продолжительность ночного сна и фиксируется, как часто ребенок просыпался в течение ночи;
• наблюдение за ребенком во сне, которое может продолжаться лишь ограниченный период времени и носит довольно субъективный характер (зависит от наблюдателя).

Продолжительность сна в детском возрасте за последние несколько десятилетий уменьшилась во многих странах: в США, например, эксперты считают, что треть детей недополучает здоровый сон.

Установлено, что недостаток сна может проявляться плохим поведением детей. Так, в недавнем исследовании финские ученые доказали, что у детей, у которых продолжительность сна ограничена, повышен риск появления проблем с поведением и синдрома дефицита внимания с гиперактивностью. Исследователи из университета Хельсинки и Национального института здоровья Финляндии оценили, каким образом недостаток сна влияет на проблемы с поведением и на появление симптомов синдрома дефицита внимания с гиперактивностью (СДВ ГА). В эксперименте приняло участие 146 девочек и 134 мальчика в возрасте 6–15 лет. Информацию о сне детей получали от родителей, а также благодаря мониторингу сна с помощью специальных устройств, одеваемых на запястье (прибор «Актиграф»). Дети, продолжительность сна которых, согласно показаниям прибора, была менее 7,7 часов, набирали более высокие баллы в психологических тестах на импульсивность и гиперактивность, а также имели более высокий общий балл на проявления СДВ ГА. На основе статистического анализа короткая продолжительность сна оказалась статистически значимым фактором, влияющим на гиперактивность и импульсивность. Однако связи между продолжительностью сна и трудностями засыпания обнаружено не было.

Основной результат исследования заключается в том, что удалось выявить, что короткая продолжительность сна связана с проблемами поведения детей и СДВ ГА.?Короткий сон усиливает симптомы расстройства поведения, поэтому детям необходимо обеспечивать адекватную продолжительность сна, чтобы избежать проявления симптомов расстройства поведения.

Было показано, что проблемы со сном, имевшие место у детей первого года жизни, зачастую сохраняются у этих детей и в более старшем возрасте. В Австралии проведено обследование значительной по численности группы детей 3–4 лет (156 детей), у которых ранее, в возрасте 8–10 месяцев, выявлялись те или иные проблемы с засыпанием и сном. У 32% обследованных детей проблемы со сном оставались и в 3–4-летнем возрасте, причем примерно у половины из них, по оценке психологов, отмечалась склонность к агрессивному поведению и примерно у половины — соматические проблемы. Это свидетельствует о том, что нарушение ритма сон/бодрствование на первом году жизни примерно в трети случаев персистирует и сохраняется в старшем возрасте, оказывая влияние на поведение и самочувствие детей.

На рубеже ХХ и ХХI веков было замечено, что существует ряд различий в поведении и качестве сна у детей, находящихся на естественном или на искусственном вскармливании [16]. В связи с этим, в целях улучшения регуляции циркадного ритма сна и бодрствования, было предложено создание специализированной «Ночной формулы» [17]. Обоснованием для создания такого направления явились данные о том, что полноценный сон и рано установившийся физиологический ритм сон/бодрствование положительно влияют на развитие мозга и познавательную деятельность. Напротив, неполноценный, недостаточный сон оказывает негативное влияние на развитие мозга, особенно на ранних этапах его развития [18].

Правильный суточный ритм с регулярным чередованием сна и бодрствования устанавливается у младенца не сразу. Между 2-м и 4-м месяцами жизни у грудного ребенка происходят наиболее важные изменения в структуре сна, функциях внимания и возбудимости. Со 2-го по 6-й месяцы жизни происходит активное формирование циркадного ритма.

Среди факторов, влияющих на качество сна (его глубину и эффективность) можно выделить как средовые, так и нутритивные факторы. Что касается средовых факторов, то родители должны создать дома обстановку, способствующую формированию циркадных ритмов (светлое и оживленное место днем, темное и спокойное место ночью). Вместе с тем важное значение в настоящее время придается и нутритивным факторам, к которым, в частности, относятся триптофан, сложные углеводы и докозагексаеновая кислота (ДГК). Сочетание этих ингредиентов в составе «Ночной формулы» помогает воспроизвести физиологический ритм сна и бодрствования у детей на искусственном вскармливании.

Значение отдельных нутриентов в составе «Ночной формулы» определяется следующими факторами. Триптофан, являясь незаменимой аминокислотой, поддерживает формирование фазы засыпания. Этот процесс связан с метаболизмом трех соединений: триптофан–серотонин–мелатонин.

Триптофан служит предшественником серотонина и определяет уровень его образования. В свою очередь, серотонин активно участвует в осуществлении в организме ритма сон/бодрствование и играет важную роль в возникновении чувства насыщения. При уменьшении освещенности, в вечернее время из серотонина в шишковидной железе вырабатывается мелатонин [19].

Углеводы смеси способствуют поступлению достаточного количества триптофана в ткани мозга и запуска процесса синтеза триптофан–серотонин–мелатонин. Мальтодекстрин и легко перевариваемый крахмал обеспечивают быстрое всасывание глюкозы в кровь. Под действием инсулина конкурентные триптофану нейтральные аминокислоты покидают кровяное русло и поступают в основном в мышечную ткань. Соответственно возрастает количество молекул триптофана, переходящих гематоэнцефалический барьер. Таким образом, повышение уровня глюкозы в крови улучшает поступление триптофана в ткани мозга [19].

Самостоятельную роль выполняет в составе «Ночной формулы» ДГК. Известно, что длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты (в особенности ДГК) необходимы для активности нейротрансмиттеров, которые играют ключевую роль в ритме сон/бодрствование. Кроме того, убедительно доказана роль длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот в формировании других фажнейших функций в организме ребенка грудного возраста, в частности, зрительного анализатора [20].

Детская молочная смесь Фрисолак Ночная формула содержит уникальную комбинацию нутриентов для хорошего и глубокого сна ребенка. Улучшая сон, Фрисолак Ночная формула способствует развитию мозга.

Повышенное содержание триптофана, быстро расщепляемые углеводы, докозагексаеновая кислота, гидролизат молочного белка.

Для улучшения качества сна:

• кукурузный крахмал.

Для обеспечения лучшего чувства насыщения:

• соотношение ДГК/АК (арахидоновая кислота) равняется 1:1.

Для созревания головного мозга и зрительного анализатора:

• пребиотики-галактоолигосахариды.

Для роста полезной кишечной микрофлоры:

• соотношение сывороточные белки к казеину — 60:40.

Как и в грудном молоке, смесь содержит все необходимые для роста и развития ребенка ингредиенты.

Появление нового типа детских молочных смесей, благоприятно влияющих на сон ребенка и получивших название «Ночная формула», является новым шагом в детской диетологии.

В англоязычной литературе можно встретить такое поучение: «Good sleep, good learning, good life». Это, в вольной интерпретации, можно перевести как «Хорошо спи, хорошо учись, хорошо живи!». ЃЎ

Литература

1. Siegel J.?M.?REM sleep. In: Kryger M.?K., Roth T., Dement W.?C. eds. Principles and practice of sleep medicine. 4 th ed. New York, Saunders, 2005, 120–135.
2. Ковальзон В.?М. Природа сна//Природа, 1999, ‡‚ 8, 36–45.
3. Bonnet M.?H.?Acute sleep deprivation. In: Kryger M.?H., Roth T., Dement W.?C. eds. Principles and practice of sleep medicine. Philadelphia, Elsevier Saunders, 2005, 51–66.
4. Кельмансон И.?А. Нарушения дыхания во сне у детей. С-Пб: Специальная литература, 1997. 160 с.
5. Lam P., Hiscock., Wake M. Outcomes of infant sleep problems: a longitudinal study of sleep, behavior, and maternal well-being // Pediatrics. 2003, 111 (3): e203–207.
6. Arendt J. Melatonin and human rhythms // Chronobiol Int. 2006, 23 (1–2), 21–37.
7. Kryger M., Roth T., Dement W. Principles and practices of sleep medicine. WB Saunders Company, 2000, 724 p.
8. Dement W., Kleitman N. Cyclic variations in EEG during sleep and their relation to eye movements, body motility, and dreaming // Clin Neurophysiol. 1957, 9: 6763–6790.
9. Morrissey M., Duntley S., Anch A., Nonneman R. Active sleep and its role in the prevention of apoptosis in the developing brain // Med Hypotheses. 2004, 62 (6): 876–879.
10. Marks G., Shaffery J., Oksenberg A., Speciale S., Roffwarg H. A functional role for REM sleep in brain maturation // Behav Brain Res. 1995, 69 (1–2): 1–11.
11. Hudson C., Hudson S.?P., Hecht T. et al. Protein source tryptophan versus pharmaceutical grade tryptophan as an efficious treatment for chronic insomnia // Nutritional Neurosci. 2005, 8, 121–127.
12. Arendt J., Skene DJ. Melatonin as a chronobiotic // Sleep Med Rev. 2005, 9 (1), 25–39.
13. Kushida C.?A., Littener M.?R., Morgenthaler T. et al. Practice parameters for the indications for polysomnography and related procedures // Sleep. 2005, 28 (4), 499–521.
14. Lyamin O., Pryasova J., Kosenko P., Siegel J. Behavioral aspects of sleep in bottlenose dolphin mothers and their calves // Physiology and Behaviour. 2007, 2, 725–733.
15. Ancoli-Israel S., Cole R., Alessi C. et al. The role of actigraphy in the study of sleep and cyrcadian rhythms // Sleep. 2003, 26 (3), 342–392.
16. Lee K. Crying and behavior pattern in breast- and formula-fed infants // Early Hum Dev 2000; 58: 135–140.
17. Cubero J., Narciso D., Terron P. et al. Chrononutrition applied to formula milks to consolidate infants’ sleep/wake cycle // Neuroendocrinol Lett. 2007; 28: 360–366.
18. Mirmiran M., Maas Y.?G. H., Ariagno R.?L. Development of fetal and neonatal sleep and circadian rhythms // Sleep Med Rev 2003; 7: 321–334.
19. Cubero J., Narciso D., Aparicio S. et al. Improved circadian sleep-wake cycle in infants fed a day/night dissociated formula milk // Neuroendocrinol Lett. 2006; 27: 373–380.
20. McNamara R.?K., Carlson S.?E. Role of omega-3 fatty acids in brain development and function: potential implications for the pathogenesis and prevention of psychopathology // Prost Leuk Ess Fatty Acids. 2006; 75: 329–349.

С. Г. Грибакин, доктор медицинских наук, профессор

Контактная информация об авторе для переписки: gribakin@anika-ru.ru