Uni ja vuorokausirytmit

Transkriptio

1 Uni ja vuorokausirytmit Neurobiologian kurssi Tarja Stenberg

2 Mihin aivot tarvitsevat unta?

3 Uni hermoverkon toiminnan ylläpitäjänä Yhteys ulkomaailmaan katkeaa Ei häiritsevää sisääntulevaa tietoa Verkko voi keskittyä omaan huoltoonsa

4 Synaptinen homeostaasi Valveessa synapsien määrä lisääntyy ei voi jatkua loputtomiin Tarpeelliset synapsit jäävät, muut poistetaan Energian säästö Synapsien alasajo unen aikana Miten säilytettävät synapsit valikoituvat???

5 Hippokampuksen paikkasolut - valve HIPPOCAMPUS

6 Hippokampuksen paikkasolut - uni HIPPOCAMPUS Rotta kulkee unessaan saman reitin kuin valveilla

7 Miksi yöllinen kertaus on tärkeää? Uusinnassa hermosolujen väliset yhteydet vahvistuvat ja reitistä jää pysyvä muistijälki aivoihin Tarpeettomat yhteydet häviävät

8 Paljonko unta tarvitaan?

9 Paljonko ihminen tarvitsee unta? Unen pituus on yksilöllinen: 7-8 tuntia yössä on aikuisväestön keskiarvo

10 % Toteutunut nukkumisaika Suomessa Suomalaisten uniaika viimeisen 33 vuoden aikana less than 4 h 4 h 5 h 6 h 7 h 8 h 9 h 10 h 11 h or more

11 Miten unta mitataan

12 Ihmisen univaiheet; EEG W REM S1 S2 S3 S4

13 Ihmisen univaiheet; unen rakenne Sleep Research Society 1997

14 Kahdenlaista unta ei-rem uni - ihmisellä jaetaan kolmeen syvyysasteeseen, joista vaihe 3 on syvää unta - elimistö hiljenee, uni virkistää REM uni - aivokuori aktivoituu, mutta lihakset ovat lamassa - unien näkeminen, yölliset erektiot

15 Elimistön muutokset unen aikana Uneen vaipuessa elintoiminnot hiljenevät - verenpaine ja syke laskevat - hengitys hidastuu - kehonlämpö laskee - aivojen verenkierto vähenee erityisesti etuaivoissa REM-unen aikana autonomisen hermoston säätely kytkeytyy irti: - hengitys, pulssi ja verenpaine ovat epäsäännöllisiä - lämpötilan säätely ei toimi - aivojen verenkierto lisääntyy paikallisesti - Lihakset lamautuvat

16 Mitä unen puute tekee elimistölle?

17 Epidemiologiaa: Unen pituus ja sairausriski Koronaaritauti (naisilla) lyhyt ad +45% ja pitkä +38% (Ayas ym. 2003) Hypertensio lyhyt +32% (Gangwisch ym. 2006) U-muotoinen yhteys unen pituuteen (pienin riski 7-8 t) Diabetes lyhyt 47% ja pitkä +52% (Gangwisch ym. 2007) Rintasyöpä lyhyt +62% (Kakizaki ym. 2008) mekanismit?? kausaliteetti? Obesiteetti (metanalyysi) lyhyt +55 % (Cappuccio ym. 2008) Kuolleisuusriski (metanalyysi) lyhyt +10% ja pitkä +23% (Gallicchio ja Kalesan 2008) Puttonen ja Hublin 2008

18 Kokeellisia tutkimuksia: Kortisolin ja adrenaliinin eritys sekä sympaattinen aktivaatio valvominen univaje Immuunijärjestelmän toiminta, tulehdusarvot Rasva- ja sokeriaineenvaihdunta, ruokahalu Verisuonien seinämän joustavuus Mieliala ja motivaatio Puttonen ja Hublin 2008

19 Univajeen vaikutuksia aivojen toimintaan uneliaisuus ja taipumus nukahtaa päivällä reaktioajan piteneminen keskittymiskyvyn ja motivaation puute virhesuorituksia tarkkaavaisuustesteissä työmuistin huononeminen, oppimisen heikkeneminen luovuuden puute, ongelmaratkaisukyvyn lasku mielialan lasku

20 Suorituskyky van Dongen et al., 2003

21 Unen säätely

22 AIVOKUORI ETUAIVOJEN POHJA HYPOTALAMUS TALAMUS ACh, Glutamate Adenosiini NO GABA LH Orexin VLPOA GABA TM Histamine HYPOTH. NUCLEI GHRH... RETICULAR NUCLEUS GABA AIVORUNKO LDT/PPT Ach RAPHE 5-HT LOCUS COERULEUS NA

23 Unijakson pituuden määräytyimen

24 Sirkadiaaninen järjestelmä

25 Elimistön toiminnoilla on vuorokausirytmi - normaalitilassa kytkettynä sisäiseen kelloon - eri rytmeillä eri freerunning taajuus

26 Ihmisen suprakiasmaattinen tumake

27 Sisäinen kello: SCN:n perusrytmin taajuus ihmisellä hieman yli 24 tuntia Tahdistetaan joka päivä valon avulla aurinkovuorokauden 24 tuntiin - myös muita tahdistajia, mutta valo vahvin Jos ei tahdisteta, syntyy free running rytmi: joka vuorokausi on pidempi kuin aurinkovuorokausi Sisäinen kello ja aurinkokello käyvät silloin eri aikaa

28 Gangliosolu: Melanopsiini Solut herkkiä siniselle valolle

29 Free running rytmi: ei irtikytkentää

30 Rytmien irtikytkentä

31 Miten valo tahdistaa: phase response curve + - CT 0 CT 12 CT

32 CT24 UNIAIKA Seuraavana päivänä:

33 Rytmin molekyylibiologia

34 Perusrytmin synty: SCN vaipan solut (ei inputtia retinalta) PER_CRY PER-CRY

35 Onko vuorokausirytmillä merkitystä ihmiselle?

36 Kronotyyppi Aamuihmiset ja iltaihmiset Geneettinen komponentti: per 1-3 geenin variaatiot Ympäristön vaikutus (esim. työelämä, harrastukset)

37 Iltaihmiset Myöhään nukkumaan Keräävät univelkaa Elävät jatkuvassa sosiaalisessa jet lagissä

38 Olo kuin Dalin kellolla..

39 Kronotyyppi ennustaa käyttäytymistä Masennus Kofeiinin käyttö Tupakointi Alkoholin käyttö

40

41 Entä nukahtaminen?

42 Unitumake Hypothalamuksen ventrolateraalinen preoptinen tumake (VLPOA) Solut aktiivisia unen aikana, valveessa hiljaa GABAergisiä soluja Lähettävät inhibitoriset yhteydet valvetumakkeisiin

43 VLPOA

44

45 REM unen säätely

46 Anatomiaa

47 REM unen säätely CORTEX THETA HDB BF AC vlpag/lpt TH Gabaerg. DR SLD, Gabaerg, Glutamat. evlpo VLPOA HDB OC POA TM LDT LC PC/PB Glutamaterg. ATONIA

48 Lihasjänteyden säätely

49 Atonia-1 REM atonia

50 Unen homeostaattinen säätely

51 NREM sleep % control Pitkittyneen valveen jälkeen unen määrä ja syvyys lisääntyvät 200 SD NREM sleep 700 Adenosine adenosine, % control Lactate Pyruvate h 12h 18h 24h 0 BF Wigren et al. 2006

52 Adenosine (% of hour 2) Adenosiini etuaivojen pohjaosassa (hours) PROLONGED WAKING RECOVERY

53 Typpioksidi 250 NO 2 - +NO3 - (% control) BL 30min 1h 2h 3h 30min 1h 2h Sleep deprivation Recovery (Kalinchuk et al., 2007)

54 Valveen intensiteetti

55 EEG tehospektri HF-theta (aktiivivalve) Wigren et al., 2007 SD/ Behavioural stimulation increases active waking Increased SWA during recovery sleep

56 Correlation between BF lactate and HF EEG theta disappears with age

57 EEG tehospektri HF-theta (aktiivivalve) Yhtä pitkä valve

58 Adenosine and lactate Pitkittynyt valve Kokeellinen aktivointi

59 Miten unen ja vuorokausirytmin säätely toimivat yhdessä?

60 Unen säätelyn kahden prosessin malli Sirkadiaaninen osa Homeostaattinen osa Borbély & al. 1998

61 Unihäiriöoireiden esiintyvyys työikäisillä poikkeava väsymys ~ 10 % unenaikaiset hengityshäiriöt habituaalinen kuorsaus miehillä % ja naisilla 4-14 % obstruktiivinen uniapneasyndrooma miehillä ~ 4 % ja naisilla ~ 2 % ammattikuljettajat ad 20 %! univaje (subjektiivinen tarve 1 h nukuttu aika) ~ 20 %:lla unettomuus oireena edeltävän vuoden aikana väestössä ~ ¼-1/3:lla!!! näistä diagnoositasoinen unihäiriö ~ 1/10 ja psykiatrinen häiriö ~ 1/3 krooninen ~ 5-10 %

62 Lyhytunisuus univaje unettomuus Lyhytunisuus (nukkuu hyvin, uni = tarve) Univaje (nukkuu hyvin, uni < tarve) Unettomuus (nukkuu huonosti, uni < tarve) Perusvireys = (hypoarousal) (hyperarousal) Väsymys Uneliaisuus Nukahtamisalttius = = = Psykomotoriikka = Somaattisten sairauksien riski =? Psyykkisten häiriöiden riski = vuorotyössä lisäksi sirkadiaaninen stressi!

63 Unettomuuteen ei usein ole yhtä syytä tai tekijää 1. altistavat tekijät -> ylivireys sukurasite persoonallisuuspiirteet/toimintatapa yö/uni <=> päivä/valve: ylivireys syy ja/vai seuraus? 2. stressit = laukaisevat tekijät akuutti/kasautuva sairastuminen 3. kroonistuessa ylläpitävät tekijät - unettomuuden aiheuttamat käytöksen/vasteiden muutokset (huoli, "rimakauhu") - unihygienia: esim. vuoteessaoloajan pidentyminen ja nautintoaineiden käytön lisääntyminen

64 OBSTRUKTIIVINEN UNIAPNEA - osa metabolista oireyhtymää? riskitekijät +++ obesiteetti ++ miessukupuoli, ikä, alkoholi + menopaussi, tupakointi tyypilliset oireet kuorsaus, hengityskatkokset ja/tai kakominen obesiteetti (niskanympärys!) hypertensio päiväväsymys työikäisistä syndrooma-tasoisena miehistä noin 4 % ja naisista 2 % unenaikaisista ilmiöistä päiväaikaisia seurauksia Hublin 2007

65 Vuorotyön terveysriskit Knutsson 2003 ja uudet tulokset kokonaiskuolleisuusriski ei lisääntynyt ruoansulatuskanavan sairaudet vahva näyttö sydän- ja verenkiertoelinsairaudet melko vahva näyttö (tulokset ristiriitaisia) syöpä ei selvää näyttöä rintasyövän osalta diabetes ja aineenvaihduntahäiriöt ei selvää näyttöä lisääntymisterveys melko vahva näyttö

66 Mitä tehdä unihäiriöisille?

67 Unilääkkeiden käytön linjauksia Käypä hoito 2008 unilääkkeet pidentävät unta - haittavaikutukset merkittäviä unilääkkeen käytön aloittaminen lisää riskiä olla selvittämättä unettomuuden syitä; mitä vähemmän hoitavalla lääkärillä on aikaa potilaalle, sitä todennäköisemmin potilas saa unilääkereseptin [= huonoa hoitoa!] >3 kk käytöstä riittämättömästi tutkimuksia >60-vuotiailla pitkäaikaiskäytön haitat hyötyjä suurempia iäkkäillä tulisi välttää jatkuvaa lääkitystä annosten tulee olla huomattavasti pienempiä perussairauden lääkitys on myös unettomuuden hoitoa haittavaikutukset yhteydessä puoliintumisaikaan lyhytkestoisesti lyhyen puoliintumisajan lääkeaineita

68 Unilääkkeet eivät ole ongelmattomia - oikein käytettynä yleensä turvallisia - virallinen käyttöaihe: lyhytaikainen unettomuuden hoito - vaikutus GABA-järjestelmän (bentsoreseptoreiden) kautta toleranssi riippuvuus z-lääkkeet (tsopikloni, tsolpideemi, tsaleploni) pelkkä hypnoottivaikutus eivät muuta unen rakennetta bentsodiatsepiinit hypnoottivaikutuksen lisäksi anksiolyyttinen, antikonvulsiivinen ja lihasvoimaa alentava vaikutus vähentävät syväunta selvästi ja REM-unta jonkin verran suurempi addiktioriski? - annostaso ja eliminaation puoliintumisaika (yksilöllinen) määräävät sivuvaikutusriskin! - harhaanjohtava "nukahtamislääke"

69 Unilääkekäytön haittojen minimointi annos suosituksia ei pidä ylittää EI lisäannoksia yöllä ikä! intermittoiva/ennakoiva käyttö - erityisvarovaisuus - vanhukset ja kroonisesti sairaat - kuljetus ja muut turvallisuuskriittiset alat - tapaturmariski - vasta-aiheet - tarve olla toimintakuntoinen unijakson aikana - (hoitamaton selväasteinen) uniapnea - päihdekäyttö ja addiktioriski - raskaus (imetys) - vaikea maksan toiminnanvajaus

70 Unilääkkeiden jäännöspitoisuus ja ajokyky (Vermeeren 2004) yleisohje välttää autolla ajoa 6 t ottamisen jälkeen Suomessa käytetään eniten tsopiklonia aamun jäännösvaikutus vastaa >> 0.5 o/oo EtOH jälkivaikutusten kannalta tsolpideemi parempi ei lisäannoksia unijakson aikana!

71 Tervetuloa tutkimaan unta!

72 Kiitos