София Аксельрод
Когда дети плохо спят. Циркадные ритмы, часовые гены и другие секреты сомнологии для заботливых родителей
Пища как ориентир
Свет является самым мощным задатчиком времени, но есть и другие факторы, которые оказывают воздействие на наши внутренние часы. По сути, любое наше регулярное занятие может считаться задатчиком времени. Если мы каждый день едим в одно и то же время, то именно эти временные отрезки определяют работу циркадных часов и наш организм ожидает приема пищи именно в это время. Обратите внимание, как ждут кормления кошки и собаки: их организм чувствует, что скоро им дадут есть! Это выражается в чувстве голода незадолго до обеда, а также в других физиологических процессах, которые происходят в организме в ожидании приема пищи.
И действительно, исследователи с факультета психологии и когнитивных нейронаук Индианского университета в 1995 году обнаружили, что, когда крысам, преимущественно ночным животным, предлагали пищу в середине дня, в то время, когда они обычно крепко спят, животные начинали проявлять признаки так называемого предвосхищающего поведения: они стали ожидать, что их покормят, поэтому самостоятельно просыпались и начинали возбужденно бегать по клетке. Людям тоже свойственны изменения метаболических ритмов в ситуациях, когда им предлагают пищу в новое для них время. В 2017 году британские исследователи обнаружили, что смещение времени приема пищи на пять часов вперед приводит к смещению процессов обмена веществ.
Интересно, что поведение и сон, а также молекулярные ритмы нейронов в супрахиазматическом ядре оставались привязаны к световой фазе и не смещались в соответствии с более поздней фазой питания (если только эксперимент не проводился в полной темноте). Чего нельзя сказать о ритмах работы печени, которая играет важную роль в процессе пищеварения. Печень начинала работать как в другом часовом поясе, из-за чего в организме испытуемого наблюдалась рассинхронизация между контрольными часами в мозге и периферийными часами пищеварительной системы. Если цикл света/темноты остается неизменным, то прием пищи в смещенной фазе влечет за собой сдвиг в системе обмена веществ, но не сдвиг сна.
Ситуация кардинально меняется, если по условиям эксперимента полностью исключается свет. Когда крыс переводили на новый режим кормления в абсолютной темноте, в их организмах смещались все биологические ритмы, включая циклы сна/бодрствования. Это доказывает, что пища может действовать как надежный задатчик времени, регулирующий все аспекты циркадного ритма, но только если из уравнения исключается великий и ужасный свет. Свет – это самый мощный задатчик времени.
Что происходит, если ваш ритм питания хорошо отлажен? Когда наступает время очередного приема пищи, в желудке выделяется желудочный сок, желчный пузырь вырабатывает желчь, печень наращивает темпы производства пищеварительных ферментов, а почки готовятся к выведению солей. Все системы вашего организма подготавливаются к оптимальному перевариванию пищи. Пропуск приема пищи особенно выбивает из колеи тех, у кого четко отлажены ритмы питания, а прием пищи в непривычное время способен негативно сказаться на концентрации или сне и вызвать проблемы с пищеварением, например вздутие живота.
Из этого можно сделать вывод, что налаженный режим кормления ребенка также является большим подспорьем для родителей, ведь, вместо того чтобы испытывать смутное недовольство, выливающееся в постоянный плач и перекусы между основными приемами пищи, ваш ребенок будет чувствовать себя прекрасно и ощущать голод только в определенное время. На самом деле, когда я советовала родителям, приходившим ко мне на консультацию, кормить ребенка по расписанию, а не по требованию, объем дневных хлопот и волнений в семьях заметно сокращался, а ночной сон детей улучшался.
3
Детский и взрослый сон
Когда мы засыпаем и что определяет длительность нашего сна?
Этот вопрос на первый взгляд может показаться глупым. В конце концов, спать мы идем тогда, когда устали. Но чем регулируется усталость? Ученые считают, что время и продолжительность сна определяют два источника: во-первых, циркадные часы, а во-вторых, так называемый гомеостат сна, биологический датчик, измеряющий «давление сна», или накопление сонливости к определенному времени. Как вы уже знаете, ежедневные циклы света и темноты влияют на секрецию гормонов и работу нейромедиаторов, которые, в свою очередь, задают ритмы сна и бодрствования. Кортизол обеспечивает бодрость в течение дня, а мелатонин отвечает за чувство усталости, возникающее вечером.
Ритмы сна и бодрствования – это циркадный фактор, определяющий временные рамки сна. Однако независимо от циркадной системы наш организм измеряет так называемое давление сна, которое также влияет на время сна и его продолжительность. Каждый из нас, кто хотя бы однажды оказывался в ситуации недосыпания или испытывал нарушение ночного сна, знает, каким мощным может быть это давление. Помните ночные бдения в студенчестве, когда приходилось зубрить предмет к утреннему экзамену? Скорее всего, сразу после экзамена вы валились в кровать и засыпали. Еще не наступило время обеда, но бессонная ночь выжала из вас все силы, и желание выспаться становилось невыносимым. Циркадные ритмы секреции кортизола, серотонина и мелатонина, наверное, пытались вам помешать, утверждая, что еще не время ложиться в кровать, но ваш организм безапелляционно заявлял: «Спать НЕМЕДЛЕННО». И вы отключались и, если вас никто не тревожил, «нагоняли» значительную часть сна, который не смогли получить ночью, а проснувшись, чувствовали себя лучше. Как объяснить этот феномен?
Исследователи предложили модель, согласно которой наш организм постоянно измеряет потребность в сне (или давление сна) в каждый конкретный момент. Обычно эта потребность наиболее ощутима ночью, что совпадает с циркадным ритмом организма. Однако ситуация недосыпания не позволяет давлению сна снизиться до нуля за время, пока мы спим, поэтому на следующий день мы чувствуем утомление безотносительно своего циркадного ритма, и все из-за дефицита сна. Тогда мы ложимся спать посреди дня. Это явление называется отдачей сна. С ее помощью мы приходим в себя после бессонной ночи и избавляемся от повышенного давления сна. Организм использует любой свободный момент, стремясь избавиться от насущной потребности во сне.
Отдача – уникальная особенность сна. Все животные, которые спят, впадают в это состояние после недосыпания. Даже мои подопытные плодовые мушки по утрам наверстывают упущенное, если я не даю им спать ночью. Вы спросите, как именно я не даю спать дрозофилам? У нас есть специальные устройства, которые аккуратно встряхивают мушек через каждые несколько секунд, и они просыпаются. На следующее утро наши изможденные дрозофилы прямиком отправляются спать, несмотря на то что обычно для них это время повышенной активности.
Чтобы быстро и легко засыпать, нужно, чтобы наши циркадные ритмы и давление сна работали синхронно. Это несложно, если ложиться спать тогда, когда мы чувствуем усталость, и спать столько, сколько нужно, чтобы просыпаться утром, но в то же время не слишком много, иначе мы не устанем к вечеру. У каждого из нас есть ежедневная норма сна, которую необходимо «высыпать», чтобы не страдать от недосыпания. У взрослых эта норма варьирует в соответствии с индивидуальными потребностями и составляет от пяти до десяти часов сна, обычно подряд. В среднем взрослому человеку нужно спать семь с половиной часов из 24.
У детей общая суточная норма сна значительно выше. А еще она меняется по мере их взросления. Я изучила результаты метаанализа данных о сне, полученных в ходе изучения десятков тысяч младенцев и детей старше года, чтобы понять, сколько необходимо спать детям разных возрастов, и представила эти результаты в виде таблицы. В первые недели жизни новорожденные спят практически круглые сутки, – скорее всего, вы и сами это заметили! По мере взросления время бодрствования увеличивается, а сон сокращается. Чем младше ребенок, тем быстрее он устает; у маленьких детей давление сна нарастает значительно быстрее, чем у детей старшего возраста или у взрослых. Но ребенок растет, и давление сна нарастает все медленнее и медленнее: малыш дольше не устает и дольше бодрствует после сна, перерывы между дневными снами удлиняются. Важно понимать, что у ребенка норма сна разбивается на несколько периодов сна в сутки: короткие дневные сны и длинный ночной. Если ребенок «высыпает» большую часть нормы сна в течение дня, он будет меньше спать ночью.
Дневной сон
Существует расхожая фраза, которую часто вспоминают родители и эксперты по детскому сну: сон порождает сон. Дневной сон необходимой продолжительности – это буквально предел мечтаний для любого родителя, который пытается приучить своего ребенка к самостоятельному засыпанию. Но справедливо ли это утверждение?
Исследователи из Токийского университета проверили истинность глубоко укоренившегося в сознании общества представления о том, что маленьким детям необходим дневной сон, чтобы хорошо спать ночью. Они отслеживали периоды сна и бодрствования у группы из 50 детей в возрасте около полутора лет и обнаружили удивительный факт. Дети, которые в среднем меньше спят днем, раньше ложились и дольше спали ночью. И наоборот, малыши, дольше спавшие днем, особенно если последний дневной сон выпадал на послеобеденное время, засыпали с трудом и чаще просыпались ночью.
ИСТОРИЯ УСПЕХА
ДНЕВНОЙ СОН
Клаудия и Алекс обратились ко мне за помощью по поводу сна их двухлетнего сына Лиама. Он третий ребенок в семье, поэтому Клаудия считала, что неплохо разбирается в тонкостях детского сна, однако упорное нежелание Лиама отказаться от ночных кормлений застало женщину врасплох. Лиам легко засыпает в семь часов вечера, но много раз просыпается ночью, иногда через каждый час. Он ходит в ясли и один раз спит днем в течение трех часов.
Согласно результатам исследования, двухлетние дети спят 12 часов в сутки. Мы только что узнали, что у нас имеется общая суточная потребность в сне, и если мы удовлетворяем часть этой потребности днем, то меньше спим ночью. Перед нами случай, иллюстрирующий этот научный факт: три часа из 12 Лиам «высыпает» за день, и на ночное время остается девять. Лиам засыпает в 19:00, а просыпается в 6:00, и в эти 11 часов отлично укладываются два часа его ночных пробуждений. Идеальная математика.
Так что же делать? Сократить длительность дневного сна и сдвинуть вечернее укладывание на более позднее время. Если мы хотим, чтобы малыш ночью спал 11 часов и просыпался в 7:00, тогда необходимо укладывать его спать в 20:00 и сократить дневной сон до часа, как рекомендует таблица детского сна.
Результаты этих исследований подрывают широко распространенное, но неверное с научной точки зрения представление о том, что маленьким детям необходим дневной сон, чтобы хорошо спать ночью. Детям необходим дневной сон совсем по другой причине: когда они бодрствуют, давление сна в их организме быстро поднимается и вынуждает их чаще спать. Конечно, родителям важно обеспечивать ребенку возможность поспать днем, но японское исследование подтверждает факт, каким бы неудобным он ни казался родителям: удлинение дневного сна напрямую связано с укорачиванием ночного. Поэтому родителям важно следить за продолжительностью дневного сна и мягко его ограничивать, если они действительно хотят, чтобы дети спокойно спали ночью.
Сколько необходимо спать ребенку?
Теперь мы знаем, что слишком долгий дневной сон плохо сказывается на ночном. Так сколько же необходимо спать маленькому ребенку для нормальной здоровой жизни? Это вопрос нередко вызывает у родителей замешательство, но, к счастью, наука знает на него ответ.
Норма сна для каждого конкретного ребенка может отличаться, но режимы сна детей в целом похожи и со временем меняются сходным образом. Новорожденные спят практически все время, а двухлетним детям уже достаточно 12 часов сна в сутки. Жизненно важно понимать, как и почему со временем происходит такое колоссальное сокращение количества сна и сколько ребенку определенного возраста нужно спать в течение дня и ночи, потому что только так можно составить оптимальное расписание, которое будет восполнять потребность в сне.
Давление сна заставляет нас спать
И у взрослых, и у детей за время дневного бодрствования накапливается потребность в сне, и давление сна нарастает до тех пор, пока мы не засыпаем. Единственная разница между маленькими детьми и взрослыми заключается в том, что дети более чувствительны к давлению сна и поэтому вынуждены спать днем, а еще их общая суточная норма сна выше, поэтому они должны спать больше часов в сутки. Слишком долгий дневной сон сильно снижает вечернее давление сна, так что ко времени отхода ко сну малыш еще не успевает достаточно устать, чтобы легко заснуть и спокойно спать до самого утра. Вам необходимо контролировать и ограничивать длительность дневного сна, и тогда ребенок будет хорошо спать ночью.
К счастью, мне не пришлось записывать и анализировать режим сна десятков тысяч младенцев, чтобы понять, сколько дети спят. Это уже сделали за меня другие исследователи. На самом деле детский сон – такой важный и доступный объект исследования, что существуют его метаанализы, обобщающие выводы других исследований. Именно этим в 2011 году занялись Барбара Галланд и ее коллеги из Новой Зеландии: они сделали обзор 34 независимых исследований режима сна в разных группах детей, в возрасте от рождения до 12 лет. Всего в исследовании участвовало 69 544 ребенка из 18 стран мира. На основе этого огромного корпуса данных исследователям удалось определить общие нормы детского сна, проследив, сколько в среднем спят дети определенного возраста. Эти данные дают нам понять, какова общая продолжительность сна, сколько раз за ночь дети просыпаются, а также сколько раз они спят днем и какова продолжительность их дневных снов. Несмотря на то что собранные данные демонстрируют наличие индивидуальных особенностей сна у разных детей и неоднородность результатов в разных странах, они также дают представление о том, что в развитии режима сна прослеживаются общемировые тенденции. Все маленькие дети спят дольше, чем дети постарше, даже если продолжительность сна варьирует в пределах одной возрастной группы.
Данные из таблицы, приведенной ниже, можно использовать для того, чтобы рассчитать потребность своего ребенка в сне в каждом конкретном возрасте. Соответствует ли его или ее расписание сна среднестатистическому? Если да, замечательно, но если ваш малыш плохо спит ночью, а днем спит дольше, чем в среднем спят дети его возраста, то вы можете без угрызений совести сократить дневной сон как минимум до этого среднего значения, зная, что десятки тысяч детей его возраста днем в среднем спят меньше. Сокращение длительности дневного сна – простой и эффективный способ стимулировать хороший ночной сон, а еще вам будет спокойнее, если вы будете знать, что урезание дневного сна вашего ребенка вовсе не выходит за пределы нормы.
Схема детского сна: среднестатистическое время ночного и дневного сна у детей от рождения до 6 лет
Эта схема очень наглядно показывает среднее количество часов, которые дети проводят во сне ночью (обозначены черным) и днем (обозначены белым). По вертикальным чертам в блоке дневного сна видно, сколько раз в день ребенок ложится спать в дневное время. Чтобы понять, как работает эта схема, найдите возраст вашего ребенка в левой колонке и сравните общую продолжительность его сна с цифрой в самой правой колонке. Если они совпадают, проверьте по схеме максимальную длительность дневного сна и скорректируйте его соответствующим образом. Если ваш ребенок в целом уже спит меньше, переходите к следующей возрастной группе: малыш опережает график и ему уже не обязательно спать так долго. Дети в возрасте около трех лет часто отказываются от дневного сна. Если ребенка все же удалось уложить, не позволяйте ему спать дольше часа. Но если он отказался, не настаивайте: в конечном счете это поможет ему лучше и дольше спать ночью.
4
Сломанные и «незрелые» часы
Почему циркадные часы так важны? Что случается, когда они плохо «подведены»? Есть ли циркадные часы у младенцев и что мы должны делать, чтобы правильно их подводить? Далее я расскажу вам о подводных – и краеугольных – камнях циркадных ритмов.
Нарушение циркадных ритмов
Если мы хотим хорошо себя чувствовать и обеспечить эффективную работу организма в течение дня (включая систему пищеварения, физические нагрузки и даже концентрацию), очень важно синхронизировать наши внутренние часы с давлением сна. Однако многие из нас не могут похвастаться идеальными привычками, и поэтому синхронность довольно легко нарушается. Циркадные ритмы организма вступают в конфликт с давлением сна, когда человек меняет время отхода ко сну, время пробуждения и общее количество сна в сутки. Это ключевой вопрос, с которым необходимо разобраться, если вы хотите помочь ребенку любого возраста обзавестись правильными «сонными» привычками, так что позвольте мне подробнее на нем остановиться.
Представим такую ситуацию: настало ваше обычное время отхода ко сну, и внутренние часы подсказывают, что пора спать, но вы поглощены книжкой и решаете почитать еще часок. С утра вас в обычное время будит будильник. Получается, что вы недоспали целый час. Вечером вы чувствуете себя более уставшим и идете спать на час раньше. Благодаря дополнительному часу сна на следующий день вы чувствуете себя прекрасно, а это как раз пятница, так что вы ложитесь позже обычного, ведь завтра с утра можно поспать чуть подольше.
Ничего такого уж необычного, да? Взрослые часто таким образом варьируют время укладывания, утреннего подъема и общую длительность сна. Проблема заключается в том, что так постоянно возникает противоречие между работой внутренних часов и реальным режимом сна. И результат не заставляет себя ждать: мы чувствуем утомление в разное время суток, и наш организм перестает понимать, что происходит. Что сейчас? Ночь? Время завтрака? Обеда? Как, уже пора в постель?
И в самом деле, исследования подтверждают, что нерегулярное время отхода ко сну напрямую связано с плохим сном. В одном эксперименте ученые в течение двух недель изучали циклы сна/бодрствования у 160 тайваньских студентов, и оказалось, что ребята, ежедневно ложившиеся и встававшие в одно и то же время, меньше жаловались на сон, чем те, кто жил полноценной «студенческой жизнью» (прямо как автор этой книги в свое время). Студенты, которые в течение недели ложились спать и вставали в разное время, с бо́льшим трудом засыпали и жаловались на беспокойный сон.
Еще одна разновидность несистематического режима сна и бодрствования – это так называемый социальный джетлаг, который случается, когда вы гораздо позже ложитесь спать по выходным, чем по будним дням, и дольше спите утром по субботам и воскресеньям. Большие группы населения страдают от добровольного социального джетлага, который уменьшает амплитуду их циркадного ритма и расшатывает режим сна, ухудшая настроение, метаболизм и систему пищеварения, то есть все то, что с таким усердием пытаются оптимизировать наши внутренние часы. По будням эти люди не только раньше ложатся спать, но и меньше спят ночами, что порождает постоянное состояние недосыпания.
Придерживаясь определенного времени отхода ко сну и пробуждения (и в будние дни, и в выходные!), вы синхронизируетесь со своими циркадными часами, и тогда все механизмы в вашем организме, от пищеварения до сна и настроения, начинают работать безотказно. Если вы живете «по часам», биологические часы предвосхищают ваши действия и готовят к ним ваш организм.
Особенно тяжело поддерживать регулярный циркадный ритм людям, которые часто вынуждены пересекать часовые пояса. У таких людей возникает синдром смены часовых поясов, или джетлаг. Поздний ночной перелет из Нью-Йорка не просто лишает вас сна на целую ночь. Есть проблема посерьезнее: время в Париже на шесть часов опережает нью-йоркское, и солнечный свет посылает вашим внутренним часам сигнал, что на самом деле сейчас не ночь, а утро, начало нового дня. Синхронизация с новым часовым поясом происходит не сразу, на это требуется несколько дней, в зависимости от того, что это за пояс и насколько меняется освещенность. И если в течение ближайших нескольких суток ваши циркадные часы постепенно синхронизируются с астрономическим временем, внешние задатчики времени, включая свет и приемы пищи, вызывают сбой.
Эксперименты, в которых людей подвергали 12-часовым сдвигам в освещенности и времени сна, продемонстрировали, что на приспособление эндогенного (внутреннего) ритма к новому часовому поясу требуется три дня. Пока вы полностью не переключитесь на парижское время, вы будете испытывать рассинхронизацию внутренних часов, которые по-прежнему настроены на нью-йоркское время, и внешнего, реального парижского времени. Вы будете чувствовать усталость по утрам, просыпаться посреди ночи и ощущать голод в самый неожиданный момент.
Большинство людей плохо переносят джетлаг. Это происходит потому, что этот сдвиг фазы не происходит по команде. Невозможно просто взять и мгновенно переключиться на новое для вашего организма время. Исследования показывают, что любые сдвиги фазы проходят через этап уплощения амплитуды, и это означает, что ваш ритм, прежде чем полностью перенастроиться, временно ослабевает. Организм находится в замешательстве, он перестает готовиться к приему пищи, из-за этого возникают проблемы с пищеварением. Вот почему многие в дальних поездках жалуются на неполадки в работе желудочно-кишечного тракта. Мы чувствуем утомление, потому что мало спим, но в то же время недостаточно устаем к вечеру (в Нью-Йорке в это время еще день), ведь в организме нарушается правильная секреция мелатонина, гормона, способствующего засыпанию. Список сбоев этим не ограничивается. Люди, часто испытывающие джетлаг, склонны к целому спектру проблем со здоровьем, включая ожирение и аффективные расстройства, которые могут быть связаны с нарушением циркадного ритма. Те, кто занимается посменной работой, сталкиваются с такими же сложностями, как часто летающие в другие часовые пояса, и по результатам исследований вахтовые рабочие чаще страдают расстройствами сна, ожирением, сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом и депрессией.
У людей с определенными расстройствами сна, включая синдром задержки фазы сна, были выявлены мутации некоторых часовых генов, оказывающие влияние на импульсную активность нейронов в супрахиазматическом ядре, что приводит к рассинхронизации внутреннего времени организма и астрономического времени. Что происходит в результате? Человек испытывает сложности с засыпанием, и из-за смещения биологического ритма вести нормальный образ жизни становится по-настоящему непросто. Для таких людей утренний подъем на работу – это настоящий подвиг, потому что им никогда не удается вовремя уснуть и удовлетворить потребность в сне. Они живут в постоянном состоянии депривации сна, что негативно сказывается на их физическом и психическом здоровье. В 2017 году ученые из нашей лаборатории обнаружили, что один из ста человек по всему миру имеет мутацию в белке часового гена, называемом криптохромом, функциональный аналог которого был открыт в нашей лаборатории в организме дрозофил еще 30 лет назад. Пациенты с такой мутацией были обнаружены в ходе эксперимента, к участию в котором приглашались люди, испытывающие проблемы с засыпанием и ранним подъемом, – они страдали от синдрома задержки фазы сна.