Položte tuhle otázku někomu, kdo právě skončil náročnou noční směnu, a dostanete celkem jednoznačně kladnou odpověď: „Spánek je životně důležitý!“ Má pravdu? 21. STOLETÍ se podívalo na tuto důležitou součást našeho života podrobněji.
Pro narkomana je dávka drogy rovněž „otázkou života a smrti“, i když ji k zajištění nějaké životně důležité funkce organismu určitě nepotřebuje. Už z toho je jasné, že na subjektivní pocity nemusí být vždycky spolehnutí.
Není spánek jen lenost?
Co když je spánek jen extrémní forma lenosti, které zvířata i lidé propadají, když nemají na práci důležitější věci, jako je jídlo nebo rozmnožování? Spánek může být v mnoha situacích pouhé „menší zlo“ ve srovnání s jakoukoli činností, na niž je třeba vynakládat energii a při níž na sebe živočich upozorňuje své přirozené nepřátele. Spánek je zjevně prospěšný, ale nemusí být nutně „životně důležitý“. To by vysvětlovalo dvě velké záhady. První představuje fakt, že se živočichové v nárocích na spánek velice liší. Netopýr prospí denně dvacet hodin a žirafa jen dvacet minut. Druhým hlavolamem je skutečnost, že vědci navzdory obrovskému úsilí zatím nenašli „klíčovou životní funkci“, kterou by spánek plnil. Je tedy spánek pro všechny životně důležitý? Hraje stejně významnou roli v životě netopýra i žirafy?
Kdo nespí?
Pokud by spánek nebyl životně důležitý, pak bychom v přírodě měli najít živočichy, kteří se bez něj obejdou. Také bychom měli najít v přírodě tvory, kteří po dlouhém bdění dokážou načerpat síly bez toho, že by museli zameškaný spánek dohánět. A v neposlední řadě bychom měli najít zvířata, která neplatí za dlouhodobé bdění vážnou újmou na zdraví. Najdeme je?
Než začneme pátrat po absolutních nespavcích, musíme si říci, co je spánek, abychom poznali spáče a vyloučili je z okruhu „podezřelých“. Ve spánku se silně snižuje schopnost organismu reagovat na podněty z okolí. Spousta věcí se dá jednoduše zaspat. Obvykle je spánek spojen i se sníženou pohyblivostí. Otupené reakce odlišují spánek od nečinnosti ve stavu bdělosti. Horská puma číhající na jelena leží bez pohnutí, ale smysly má napjaté k prasknutí. Rozhodně nespí. Na spánku je důležité i to, že se z něho živočich může prakticky kdykoli probudit. Tím se liší spánek od kómatu, kdy jsou rovněž utlumené reakce a silně omezena pohyblivost. Jen to probuzení bývá obtížnější nebo úplně nemožné.
Mušky spí jen naoko
Pokusy o definici spánku nám můžou připadat legrační. Každý z nás pozná, jestli spí nebo ne. Na druhé straně si ale u mnoha živočichů nejsme jejich stavem tak úplně jistí a na otázku: „Spí, či bdí?“ jen těžko hledáme odpověď. Důkladněji byl zatím spánek prostudován jen u velmi omezeného spektra živočichů. Většinou se vědci zabývali savci a ptáky, u nichž se kromě utlumených reakcí a snížené pohyblivosti objevují i typické spánkové stavy mozku. Patří k nim střídání různých fází spánku, například fáze, kdy se nám zdají sny, a fáze bezesné.
Aktivity mozku typické pro spánek ptáků a savců se nedařilo najít u nižších obratlovců (plazů, obojživelníků a ryb) a u bezobratlých tvorů (např. hmyzu). Vědci proto nabyli přesvědčení, že tito tvorové sice odpočívají, ale nespí. Jenže pak se ukázalo, že i mušky octomilky občas upadají do stavu, který se dá označit jako spánek. Na několik minut se vždy zklidní. O tom, že nejde o pouhou nečinnost, svědčí fakt, že tyto mušky mají otupělé reakce na podněty z okolí. Pokud mušky neustále rušíme a nedovolíme jim usnout, pozorujeme na nich zjevnou ospalost, protože usínají okamžitě, jakmile jim dáme na okamžik pokoj. Mušky dokonce usínají po prášcích na spaní určených lidem. Na druhé straně dokážou octomilky snáze vzdorovat ospalosti, pokud jim dodáme některý z našich oblíbených životabudičů, například kofein. Nové a citlivější aparatury odhalily, že se octomilkám během stavu bdění a spánku mění elektrická aktivita nervového systému a některé geny se jim s usínáním a probouzením „vypínají“ a „zapínají“ stejně jako lidem.
Drastický výzkum spánku
Podobných překvapení zažili vědci mnohem více. Jakmile se na údajné nespavce podívali důkladněji, zjistili u nich stavy, jež nelze označit jinak než jako spánek. Z oblíbených laboratorních živočichů spí nejen octomilky, ale i drobný červík Caenorhanditis elegans a mnozí další tvorové.
Jako příklad zvířete, které nikdy nespí, byla dlouho uváděna žába skokan volský. Této výsady se jí dostalo díky jediné studii z roku 1967, v které byli odpočívající skokani páleni na kůži. Žábám se při tomto mučení zrychlil dech. Vědci usoudili, že žáby sice odpočívají, ale nespí, protože kdyby spaly, tak by na pálení nereagovaly. Absurdita studie by možná jejím autorům došla, kdyby je ze spánku vytrhlo „típnutí“ cigarety o čelo. Můžeme si být jistí, že by po této zkušenosti o své schopnosti spát ani na okamžik nepochybovali.
Delfíni spí na půl mozku
Další nespavci byli údajně nalezeni mezi korálovými rybami, které ve dne plavou ve volném moři a v noci se uchylují k útesu, kde se po celou noc nezastaví. Za čtyřiadvacet hodin si ani na chvilku neodpočinou. Teprve podrobnější výzkum ukázal, že tyto ryby v noci sice plavou, ale přitom spí. Pohybují se na omezeném prostrou a jejich pozornost prudce klesá. Nereagují ani na dravé ryby, které se objeví v jejich bezprostřední blízkosti.
Plavat nepřestávají ani delfíni. I tito savci však spí. Sice jen na půl mozku, ale spí. Během tohoto polovičatého spánku rozhodně delfín nezvládá to, co s mozkem probuzeným na sto procent. Plave například v kruhu a bdělá polovina mozku hlídá, aby se včas vynořil na hladinu k nádechu.
Ať hledáme, jak chceme, tvora, který by se obešel bez spánku, nenajdeme. Delfíni a velryby měli všechny důvody k tomu, aby se z nich absolutní nespavci vyvinuli. Nestalo se. Místo toho je evoluce obdařila spaním na půl mozku. I z toho se dá usoudit, že bez spánku se žít nedá.
Kdo nedospává?
Po probdělé noci si musíme lehnout a dospat se. To je jedna ze zákonitostí spánku. Platí pro všechny živočichy bez výjimky? Zdá se, že ne. Braňte švábovi v usnutí, jak dlouho chcete, a stejně nezjistíte, že by musel zameškaný spánek dohánět. Podobně je tomu i u včel. Také ony si rády pospí, ale když je budeme neustále budit, nemusí spánkový deficit nijak kompenzovat. Pokusy ukázaly, že spánek nedohání dokonce ani ryby, konkrétně pyskouni tilapie nilské.
Při pátrání po dospávajících živočiších se vědci většinou zaměřili jen na trvání spánku po dlouhém období vynucené bdělosti. Jenže to není jediný způsob, jak zameškaný spánek nahradit. Druhou možnost představuje kvalitnější spánek. Živočich může například spát tvrději a přitom se i méně budit. Zatímco za normálních okolností má živočich jen lehké spaní, po dlouhém bdění spí, jako když ho do vody hodí.
Rekordmani jsou holubi
Zdá se, že mezi nedospávající živočichy patří ptáci. Holubi, které vědci nenechali vyspat celých deset dní, necítili potřebu si to vynahradit. Nespí déle a také aktivita jejich mozku během spánku se zdá zcela normální. Vysvětlení pro tuto úžasnou holubí schopnost musíme hledat už v období, kdy holubům bráníme ve spánku. Tehdy jejich mozek tlumí svou aktivitu, i když pták nikdy úplně neusne. Pták sice bdí, ale rozhodně ne na „plný výkon“.
Akvarijní rybka danio pruhované, známá také jako zebřička, dospává podle toho, jakým způsobem jsme jí bránili ve spánku. Pokud dostává elektrické šoky nebo do ní vědci prostě jenom šťouchají, musí se dospat. Pokud však byla ryba vzhůru díky silnému osvětlení, zdánlivě dospávat nemusí. Ve skutečnosti je na tom podobně jako nevyspalí holubi. V bdělém stavu její mozek dvakrát nehýří aktivitou a je utlumený.
Zdá se, že i tvrzení o živočiších, kteří si nemusejí nahradit zmeškaný spánek, patří k dlouhé řadě mýtů, jež o spánku kolují dokonce i v učebnicích a vědeckých publikací.
Čím se platí za bdělost?
Nevyspalost zabíjí. Tak jsou interpretovány výsledky experimentů, při kterých vědci bránili laboratorním potkanům ve spánku a zvířata po dvou až čtyřech probdělých týdnech uhynula. Nešlo rozhodně a náhlou smrt, která by udeřila jako blesk čistého nebe. U potkanů byl už v časných fázích vynuceného bdění patrný silně zvýšený kalorický výdej. Zvířata hubla a chřadla.
Po dlouhém bdění nakonec uhynou i švábi nebo mušky octomilky. Jak už jsme si řekli, holubi jsou k dlouhodobému bdění vysoce odolní, ale dosahují toho poněkud „nečestným trikem“, když dovolí mozku utlumit aktivitu i v bdělém stavu. Také na první pohled celkem jednoznačně vyznívající pokusy na potkanech v sobě skrývají jeden háček. Potkan nezůstává vzhůru z vlastní vůle. Vědci jej k tomu musí tvrdě nutit. To s sebou nese značnou zátěž organismu a silný stres. Na co hynou nevyspalí potkani? Na nevyspání, anebo na stres?
I kdyby nevyspání samo o sobě nezabíjelo, nemůže být pochyb o tom, že se mu organismus brání. Zvířata i člověk mohou, podobně jako holubi, „spát“ s otevřenýma očima. To jsou stavy, kdy živočich vypadá, jako kdyby nespal, ale jeho mozek je silně utlumený. Dalším projevem obrany organismu proti nevyspání jsou mikrospánky. S těmi už zřejmě každý z nás udělal nějakou zkušenosti. Pro řidiče za volantem automobilu to nejednou bývá zkušenost poslední.
Mozek neví, co má dělat
Člověka nelze nutit k bdění za cenu závažně narušeného zdraví nebo dokonce smrti. Na druhé straně je však člověk jediný tvor, který se dokáže vzdát spánku zcela dobrovolně. Pokud se rozhodne nespat z vlastní vůle a má dostatek práce a zábavy, vydrží nespat obdivuhodně dlouho. Hodnověrně je prokázáno, že sedmnáctiletý americký středoškolák Randy Gardner v rámci jednoho pokusu v roce 1966 vydržel dobrovolně nespat dlouhých jedenáct dní. Někteří vědci jsou přesvědčeni, že při tak dlouhém bdění se chová lidský mozek tak trochu jako mozek delfína. Jeho část spí. Není to však jedna mozková hemisféra. Maličké ostrůvky spících nervových buněk s utlumenou aktivitou jsou promísené s ostrůvky buněk, které pracují na plný výkon. V mozku nevyspalého člověka jsou i ostrůvky nervových buněk, které „nevědí, čí jsou“, protože neustále přecházejí ze spánku do bdělosti a zase zpět. Jiné se chovají zcela výstředně, protože jejich stav se významně liší jak od spánku, tak i bdělosti.
Bez spánku se neobejdeme
Mozek nevyspalého živočicha rozhodně nepracuje na plný výkon a není schopen dosáhnout špičkového nasazení, ani když se snažíme ze všech sil. V tomto ohledu však existují mezi jednotlivými lidmi obrovské rozdíly. Některé typy mozkové činnosti mohou být nedostatkem spánku u jednoho člověka vážně narušeny, zatímco u jiného nejsou ty samé činnosti mozku prakticky dotčeny. U dalšího může dojít při nevyspání dokonce k určitému zlepšení.
Při sledování těchto vlivů není jednoduché od sebe odlišit ospalost a únavu. Rozdíl mezi těmito dvěma stavy si můžeme dokumentovat na tzv. pásmové chorobě při dlouhých letech napříč časovými pásmy. Mozek se připravuje ke spánku a člověk pociťuje normální ospalost, i když nebdí déle než obvykle a není ani nijak zvlášť unavený. Podobně se dostavuje ospalost bez únavy po vydatném jídle nebo v nudném prostředí. Únava bez ospalosti se objevuje například při delším bdění pod vlivem amfetaminů. Unavený mozek odmítá pracovat, i když se ospalost nedostavuje.
Ať už přináší nedostatek spánku pouze nevyspalost, únavu nebo obojí, vždy vede k narušení práce mozku. Je to dalších důkazů, že spát se musí.
K čemu slouží spánek
Nenašli jsme zvíře, které by nemuselo spát. Neznáme pozemského tvora, který by nemusel dlouhotrvající bdění kompenzovat delším nebo kvalitnějším spánkem. Pokud se někdo pokusí obejít se bez spánku, těžce za to zaplatí. Z toho všeho plyne, že spánek je důležitý. Jenže k čemu?
Vědci se shoduji na tom, že musí existovat jedna jediná výhoda, kterou spánek přináší všem živočichům – od mušek octomilek až po člověka. Vedle toho má spánek u živočichů ještě celou řadu vedlejších rolí, jež jsou specifické jen pro některé spáče. U teplokrevných tvorů například promlouvá do řízení tělesné teploty. Ovlivňuje látkovou výměnu, imunitní obranu a celou řadu dalších základních funkcí. Zdá se, že spánek je klíčový pro mozek a nervové funkce. Všechny ostatní orgány, například svaly, mohou načerpat síly i ve chvílích, kdy živočich odpočívá, ale nespí. Jen mozek potřebuje pro plný výkon určitý čas prospat a bezesné polehávání jej vyčerpává.
Co se děje v mozku?
Během spánku některé buňky mozku „dobíjejí energii“, například tzv. gliové buňky doplňují vyčerpané zásoby energeticky vydatného cukru glykogenu. Zároveň nervové buňky také „uklízejí“. Zbavují se nebezpečných zplodin látkové výměny, například tzv. volných radikálů, jež jsou s to poškodit v buňkách životně důležité molekuly včetně dědičné informace uložené do DNA. Buňky mozku při usínání i probouzení zcela mění aktivitu mnoha genů. Existuje početná armáda genů, které se budí spolu s mozkem a spolu s ním také usínají. Tyto geny řídí tři základní procesy. Produkují energii pro práci nervových buněk, obrňují buňky proti následkům stresu a posilují vzájemné propojení nervových buněk, jež je důležité pro ukládání informace do paměti a učení. Na druhé straně existuje neméně početný zástup genů, které pracují na noční směny. Aktivují se, když mozek usíná, a jejich činnost pohasíná s probuzením. Tyto geny mají za úkol provádět údržbu nervových buněk v mozku. Opravují například poškozené membrány nervových buněk. Další geny z „noční směny“ tlumí horečnou aktivitu na spojích mezi neurony, jež byla nabuzena denní aktivitou.
Také nervové buňky relaxují
Během bdění se do mozku valí obrovské množství informací a nervové buňky jejich příval zvládají jen za cenu obrovského vypětí. Spotřebovávají přitom značné množství energie, produkují kvanta zplodin látkové výměny a prožívají těžký stres. Nervové buňky doslova dřou. Zpevňují jednotlivé spoje, jimiž spolu komunikují, a dostávají se na pokraj svých možností. Po tomto vypětí musí přijít uvolnění, návrat mozku k „chodu naprázdno“.
Odpočinek v bdělém stavu přinese organismu úlevu od nejrůznější zátěže. Mozek je však stále „zapnut“ a nemůže odpočívat. To je možné až ve spánku. Zdaleka nejde o odpočinek pasivní. Celá řada nervových buněk i ve spánku pracuje. Můžeme si představit, že relaxaci podstupují ve spánku především ty buňky, které dostaly přes den pořádně zabrat. Musí se „uvolnit“, protože jinak jim hrozí „přetažení“ – jakási buněčná křeč. Na druhé straně ale zůstávají některé neurony po celý den v nečinnosti. Ty se musí během spánku naopak „protáhnout“, aby neztratily nic ze svých schopností a byly připraveny plnit své funkce, až přijde jejich čas. Proto některé neurony pracují během spánku horečněji než za bdění.
Mozek si musí udělat pořádek
Ve spánku dochází také k třídění informací načerpaných předchozího dne. Zdaleka ne všechno, co jsme ve dne zaznamenali, je pro nás důležité. Naopak, některé informace, jež zůstaly zasunuty v záplavě informačního balastu, jsou pro nás klíčové a je nutné jim dát v mozku takové postavení, jaké jim náleží. Ve spánku se mozek podobá dobrému archiváři. Dělá si pořádek v nashromážděných datech. Některá ukládá tak, aby je měl vždycky pohotově po ruce. Jiné jednoduše vyhodí. Přísloví o ránu, jež je moudřejší večera, vystihuje tuto situaci dokonale.
Tělo, které nespí, hladoví!
Stále ještě přesně nevíme, proč živočichové musí spát. O životní důležitosti spánku ale není pochyb. Člověk se během dvacátého století vyvinul v prvního tvora, který se pokouší tyto zákonitosti programově ignorovat. Po tisíciletí trávili naši předci spánkem zhruba devět hodin denně. Dnes zavládl mezi obyvateli průmyslově vyspělých zemí názor, že v životě musíme stihnout až příliš mnoho věcí, než abychom se zdržovali spánkem. Čas na práci a především na zábavu si ukrádáme z hodin, které naši předci prospali. Průměrná délka spánku se zkrátila na necelých sedm hodin a čas od času spíme ještě mnohem méně. Někdy dokonce probdíme celou noc. Dramaticky roste nespavost u mladé generace.
Přírodní zákonitosti nelze ošálit a za jejich ignorování nakonec tvrdě zaplatíme. Jistě ne náhodou se společně s epidemií ponocování valí světem i epidemie obezity. Nejnovější výzkumy dokazují, že regulace spánku a příjmu potravy fungují jako spojité nádoby. Mozek, který nespí, je hladový. Stoupá v něm produkce hormonů posilujících hlad a naopak klesá koncentrace hormonů, jež navozují pocit sytosti. A tak se lékaři začínají pomalu, ale jistě vracet ke spánku jako k léčebné metodě. Není to všelék, ale proti některým neduhům chronicky nevyspalého světa zabírá přímo zázračně. Pomohl například proti obezitě, na kterou předtím nezabraly ani diety, ani cvičení.
Rekordy v bdění
Za nejdelší vědecky prokázané bdění je považován výkon sedmnáctiletého středoškoláka Randyho Gardnera z kalifornského San Diega, který vydržel nespat celých 264 hodin. Gardner byl po celou dobu pod lékařskou kontrolou a jeho výkon popsal přední americký odborník na problematiku spánku, William C. Dement. Podle Guinnessovy knihy rekordů byl Gardnerův výkon překonán v roce 1981 během vytrvalostní soutěže v houpání na houpacím křesle. Vítězka Maureen Šestinová při ní vydržela nespat 449 hodin. Australští vědci uvádějí bez bližších detailů nejdelší bdění 453 hodina 40 minut. Hranici 500 hodin měl prolomit student Liverpoolské university Jonathan Daley výkonem 502 hodin a 6 minut.
