Az alvás biológiája. Lőrincz Magor

Átírás

1 Az alvás biológiája Lőrincz Magor

2 Alvás a. Szerepe b. cirkadián ritmusok, mechanizmusai b. elektromos jelenségek, mechanizmusai c. szabályzás d. alvászavarok

3 Alvás a. Szerepe b. cirkadián ritmusok, mechanizmusai b. elektromos jelenségek, mechanizmusai c. szabályzás d. alvászavarok

4 Hány óra alvás elégséges? Kísérleti alanyok %-a Alvás időtartama (órák)

5 Hány óra alvás elégséges? Kísérleti alanyok %-a Órák Ébrenlét Paradox alvás Lassú hullámú alvás Alvás időtartama (órák) Életkor (évek)

6 Hány óra alvás elégséges?

7 Az alvás létfontosságú

8 Az alvás létfontosságú Alvás-megvonás (napok) Halál

9 Alváshiány Fáradtság Kognitiv funkciók Memória Figyelem Reakciós idő Immunrendszer Glükóz tolerancia Vérnyomás

10 Alvás a. Szerepe b. cirkadián ritmusok, mechanizmusai b. elektromos jelenségek, mechanizmusai c. szabályzás d. alvászavarok

11 Cirkadián ritmus

12 Cirkadián ritmus

13 Retino-hipothalamikus projekció

14 Melanopszin tartalmú ganglionsejtek Membránpotenciál(mV) Fényérzékeny Ganglionsejt Csapsejt Fényintenzitás Idő(percek)

15 Biológiai órák molekuláris mechanizmusa SCN: spontán ritmicitás Fény mgc SCN CLOCK, BMAL1 gén transzkripció, expresszió, protein citoplazmában dimer sejtmag Szabályzó funkció: E-box, expresszió: CCG fehérje, Per2, Per3 (gén regulációs elemek) citoplazmában dimer sejtmag CLOCK és BMAL1 E-box-al való kötődését Negatív feedback, szintézis: idő, felezési idő

16 Biológiai órák hormonális mechanizmusa mgc-scn PV pre ganglionikus sejt ganglionsejt a cervikális régióban tobozmirigy melatonin: állapotváltozás (éber szendergés alvás)

17 Melatonin

18 Alvás a. Szerepe b. cirkadián ritmusok, mechanizmusai b. elektromos jelenségek, mechanizmusai c. szabályzás d. alvászavarok

19 Elektroencefalogram

20 Elektroencefalogram

21 Elektroencefalogram

22 Az elektroencephalogram Hans Berger ( )

23 EEG A hullám frekvenciája EPSPket generáló kortikális sejtek száma A hullám amplitúdója szimultán EPSPk Egyszerre tüzelő sejtek száma

24 EEG hullámok Alfa aktivitás Orsószerű 8 12 Hz-es aktivitás, főleg az okcipitális régióban kifejezett, nyugodt ébrenlét alatt Beta aktivitás Hz-es irreguláris aktivitás, feszült figyelem állapotára jellemző Theta aktivitás 4-7 Hz-es aktivitás szendergés alatt illetve PA Alvási orsók Orsószerű Hz-es aktivitás, minden kérgi terület, felületes alvás Lassú hullámok Mélyalvásra jellemző <1 Hz-es aktivitás Delta aktivitás Mélyalvásra jellemző 2-4 Hz-es aktivitás

25 EEG EMG EOG Ébrenlét-feszült figyelem - β/γ (20-80 ( Hz) Nyugodt ébrenlét - α (8-13( Hz) CX LA 1 - θ (3-7 Hz) -60 mv LA 2 lassu hullámok/alvási órsók TC LA 3 - δ (0.5-4Hz)/lassu hullámok -65 mv LA 4 - δ (0.5-4Ηz)/lassu hullámok NRT PA - θ (3-7 Hz) 1 s

26 Alvási stádiumok REM alvás (paradox alvás) Deszinkronizált EEG; álmok, szemmozgás, izomok bénulása Non-REM alvás (Lassú hullámú alvás) Minden alvási stádium a REM alvás kivételével

27 REM alvás

28 Alvás-stádiumok szerveződése Hipnogram alvásstádiumok eloszlása az AÉC alatt

29 Elektroencefalogram

30 Alvás fázisai

31 Alvás a. szerepe b. elektromos jelenségek c. szabályzás d. alvászavarok

32 Cirkadián ritmus 24 órás periódus Retino-hipothalamikus projekció Hormonháztartás Alvás-ébrenlét EEG

33 Neuromodulátorok Acetilkolin: bazális előagy, laterodorzális tegmentum, pedunculo-pontine tegmentum Szerotonin: raphe mag Dopamin: ventrális tegmentális area, substantia nigra Noradrenalin: locus coeruleus Hisztamin: tuberomamiláris mag GABA: bazális előagy, hipotalamusz

34 Különböző neuromodulátorneuronok specifikus aktiválásának hatásai

35 Hipothalamus

36 Ventrolaterális preoptikus terület GABAerg neuronok Hipnogén hatás Lézió: insomnia

37 Acetilkolin Híd, bazális előagy: ébresztő hatás LA: aktivitásuk csökken Szerotonin (5-HT) Ébresztő hatás Hisztamin Hipotalamusz tuberomamilláris mag, ébreszt Hypocretin (orexin) Hipotalamusz, ébreszt Lézió: narkolepszia

38 Alvás szabályozása

39 AÉC oszcillációk Elektrográfiás jellemzés Mechanizmusok Jelentőség

40 AEC oszcillációk mechanizmusai Active wakefulness - β/γ (20-80 ( Hz) Quiet wakefulness- α (8-13( Hz) CX Stage 1 - θ (3-7 Hz) -60 mv Stage 2 slow waves, sleep spindles TC Stage 3 - δ (0.5-4Hz)/slow waves -65 mv Stage 4 - δ (0.5-4Hz)/slow waves NRT REM - θ (3-7 Hz) 1 s

41 A thalamocorticalis rendszer CTX Thal

42 A thalamocorticalis rendszer CTX Thal

43 A thalamocorticalis rendszer

44 AÉC oszcillációk Elektrográfiás jellemzés Mechanizmusok Jelentőség

45 Alvási lassú oszcilláció Ébrenlét-feszült figyelem - β/γ (20-80 ( Hz) Nyugodt ébrenlét - α (8-13( Hz) CX LA 1 - θ (3-7 Hz) -60 mv LA 2 lassu hullámok/alvási órsók TC LA 3 - δ (0.5-4Hz)/lassu hullámok -65 mv LA 4 - δ (0.5-4Ηz)/lassu hullámok NRT PA - θ (3-7 Hz) 1 s

46 Alvási lassú oszcilláció

47 Thalamocorticalis sejtek

48 TC sejt fiziológia Tónusos 10 mv

49 TC sejt fiziológia Tónusos Kisüléssorozatos 10 mv -50 mv 50 ms 10 mv

50 TC sejt fiziológia Tónusos Kisüléssorozatos 10 mv -50 mv Low Threshold Calcium Potential 50 ms 10 mv I h

51 TC sejt fiziológia Éber Tónusos Alvás Kisüléssorozatos 10 mv -50 mv Low Threshold Calcium Potential 50 ms 10 mv I h

52 TC sejt fiziológia Éber Tónusos Alvás Kisüléssorozatos 10 mv -50 mv Low Threshold Calcium Potential 50 ms 10 mv I h Delta oszcilláció Alvás 20 mv -60 mv 500 ms I h

53 Thalamokortikális sejtek: 2 tüzelési mód 1. Kisüléssorozatos 2. Tonikus

54 Lassú oszcilláció keletkezésének mechanizmusai

55 Kolinerg neuromoduláció hatása a kérgi lassú oszcillációra

56 Alvási lassú oszcilláció Thalamus: I h, LTS: low threshold spike (Ca 2+ ), intrinszek Cortex: szinaptikus, aktív/inaktív állapotok Neuromoduláció: alvás-ébrenlét tranzíció

57 EEG Ébrenlét-feszült figyelem - β/γ (20-80 ( Hz) Nyugodt ébrenlét - α (8-13( Hz) CX LA 1 - θ (3-7 Hz) -60 mv LA 2 lassu hullámok/alvási órsók TC LA 3 - δ (0.5-4Hz)/lassu hullámok -65 mv LA 4 - δ (0.5-4Ηz)/lassu hullámok NRT PA - θ (3-7 Hz) 1 s

58 Alvási orsók

59 CT projekciók hatásai

60 Alvási orsók Thalamus: nrt, LTS (Ca 2+ ) Cortex: szinaptikus, hatással van a thalamicus generátorokra

61 EEG Ébrenlét-feszült figyelem - β/γ (20-80 ( Hz) Nyugodt ébrenlét - α (8-13( Hz) CX LA 1 - θ (3-7 Hz) -60 mv LA 2 lassu hullámok/alvási órsók TC LA 3 - δ (0.5-4Hz)/lassu hullámok -65 mv LA 4 - δ (0.5-4Ηz)/lassu hullámok NRT PA - θ (3-7 Hz) 1 s

62 Alfa oszcilláció keletkezésének mechanizmusai??

63 Thalamokortikális sejtek: 3 tüzelési mód 1 2 3!

64 Alfa oszcilláció Thalamus: HTS: high threshold spike (Ca 2+ ), intrinszek 3,-ik tüzelési mód Cortex:? Neuromoduláció: kolinerg, mglur

65 AÉC oszcillációk Elektrográfiás jellemzés Mechanizmusok Jelentőség

66

67 Lassú oszcillációk, alvási orsók, alfa oszcillációk jelentőségei Lassú oszcilláció: mélyalvás, TMS, memóriakonszolidáció Alvási orsó: plaszticitás, nő a számuk tanulás után Alfa oszcilláció: excitációs ciklus, percepció

68 Alvás a. szerepe b. elektromos jelenségek c. szabályzás d. alvászavarok

69 Alvászavarok 25%, 45 milliárd dollár/év Insomnia Apnea Narkolepszia (Kataplexia, Alvásrohamok, Alvási paralízis hypnagóg hallucinációk) Szomnambulizmus

70 Insomnia

71 Apnea