Нейробиологические предпосылки к формированию повышенного риска расстройств сна у подростков

DOI: https://doi.org/10.29296/25877305-2019-09-02
Номер журнала: 
9
Год издания: 
2019

И. Кельмансон, доктор медицинских наук, профессор Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова, Санкт-Петербург Санкт-Петербургский государственный институт психологии и социальной работы E-mail: iakelmanson@hotmail.com

Рассматриваются возможные нейробиологические предпосылки к частым расстройствам сна, выявляемым в подростковом возрасте. Обращено внимание на морфологическую и функциональную перестройку головного мозга в период полового созревания, сопровождающуюся уменьшением числа синапсов и межнейронных связей. Указанные феномены приводят к снижению выраженности медленноволновой активности на электроэнцефалограмме, отражающей «давление сна» – гомеостатического процесса, обусловливающего наступление сна. Наблюдаются изменения циркадного процесса, связанные со снижением продукции мелатонина в период полового созревания, повышением чувствительности к воздействию света на сетчатку глаз в вечерние часы, увеличение циркадного периода цикла «сон–бодрствование». Отмеченное способствует повышению риска задержки фазы сна. При сохраняющейся потребности подростка в 8–9-часовом сне на фоне ранних пробуждений в будние дни формируется дефицит сна, сопровождающийся риском эмоциональных и поведенческих нарушений. Риск расстройств сна усугубляется повышенными эмоциональной реактивностью и чувствительностью к стрессу, типичными для подростков, нарушениями гигиены, высокими учебными нагрузками и нерационально составленным школьным расписанием. Рассматриваются возможные подходы к уменьшению риска нарушений сна в подростковом возрасте.
Ключевые слова: 
гигиена детей и подростков
нарушения сна
нейробиология
онтогенез
подростки
сон
Для цитирования
Кельмансон И. Нейробиологические предпосылки к формированию повышенного риска расстройств сна у подростков . Врач, 2019; (9): 11-17 https://doi.org/10.29296/25877305-2019-09-02

Список литературы: 
  1. National Sleep Foundation Sleep and Teens Task Force. Adolescent sleep needs and patterns: research report and resource guide / Washington, DC: The National Sleep Foundation, 2000.
  2. Giedd J., Snell J., Lange N. et al. Quantitative magnetic resonance imaging of human brain development: ages 4–18 // Cerebral Cortex. – 1996; 6 (4): 551–60.
  3. Zehr J., Todd B., Schulz K. et al. Dendritic pruning of the medial amygdala during pubertal development of the male Syrian hamster // J. Neurobiol. – 2006; 66 (6): 578–90. https://doi.org/10.1002/neu.20251.
  4. Rakic P., Bourgeois J.-P., Goldman-Rakic P. Synaptic development of the cerebral cortex: implications for learning, memory, and mental illness // Prog. Brain Res. – 1994; 102: 227–43.
  5. Paus T., Nawazkhan I., Leonard G. et al. Corpus callosum in adolescent offspring exposed prenatally to maternal cigarette smoking // NeuroImage. – 2008; 40 (2): 435–41. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2007.10.066.
  6. Shaw P., Kabani N., Lerch J. et al. Neurodevelopmental trajectories of the human cerebral cortex // J. Neurosci. – 2008; 28 (14): 3586–94. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5309-07.2008
  7. Tamnes C., Ostby Y., Fjell A. et al. Brain maturation in adolescence and young adulthood: regional age-related changes in cortical thickness and white matter volume and microstructure // Cerebral Cortex. – 2010; 20 (3): 534–48. doi: 10.1093/cercor/bhp118.
  8. Gogtay N., Giedd J., Lusk L. et al. Dynamic mapping of human cortical development during childhood through early adulthood // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 2004; 101 (21): 8174–9.
  9. Giedd J., Rapoport J.. Structural MRI of pediatric brain development: what have we learned and where are we going? // Neuron. – 2010; 67 (5): 728–34. DOI: 10.1016/j.neuron.2010.08.040.
  10. Olson I., Plotzker A., Ezzyat Y. The Enigmatic temporal pole: a review of findings on social and emotional processing // Brain. – 2007; 130 (Pt. 7): 1718–31.
  11. Sowell E., Thompson P., Tessner K. et al. Mapping continued brain growth and gray matter density reduction in dorsal frontal cortex: Inverse relationships during postadolescent brain maturation // J. Neurosci. – 2001; 21 (22): 8819–29. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.21-22-08819.2001.
  12. Shaw P., Greenstein D., Lerch J. et al. Intellectual ability and cortical development in children and adolescents // Nature. – 2006; 440 (7084): 676–9.
  13. Lu L., Leonard C., Thompson P. et al. Normal developmental changes in inferior frontal gray matter are associated with improvement in phonological processing: a longitudinal MRI analysis // Cerebral Cortex. – 2007; 17 (5): 1092–9. https://doi.org/10.1093/cercor/bhl019.
  14. Sowell E., Thompson P., Toga A. Mapping changes in the human cortex throughout the span of life // Neuroscientist. – 2004; 10 (4): 372–92.
  15. Paus T., Collins D., Evans A. et al. Maturation of white matter in the human brain: a review of magnetic resonance studies // Brain Res. Bull. – 2001; 54 (3): 255–66.
  16. Strenziok M., Krueger F., Deshpande G. et al. Fronto-parietal regulation of media violence exposure in adolescents: a multi-method study // Soc. Cogn. Affect. Neurosci. – 2011; 6 (5): 537–47. DOI: 10.1093/scan/nsq079.
  17. Asato M., Terwilliger R, Woo J. et al. White matter development in adolescence: a DTI study // Cerebral Cortex. – 2010; 20 (9): 2122–31. DOI: 10.1093/cercor/bhp282.
  18. Barnea-Goraly N., Menon V., Eckert M. et al. White matter development during childhood and adolescence: a cross-sectional diffusion tensor imaging study // Cerebral Cortex. – 2005; 15 (12): 1848–54.
  19. Qiu J., Li H., Wei Y. et al. Neural mechanisms underlying the processing of Chinese and English words in a word generation task: an event-related potential study // Psychophysiology. – 2008; 45 (6): 970–6. DOI: 10.1111/j.1469-8986.2008.00703.x.
  20. Herwig U., Kaffenberger T., Jancke L. et al. Self-related awareness and emotion regulation // NeuroImage. – 2010; 50 (2): 734–41. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2009.12.089.
  21. Ashtari M., Cervellione K., Hasan K. et al. White matter development during late adolescence in healthy males: a cross-sectional diffusion tensor imaging study // NeuroImage. – 2007; 35 (2): 501–10.
  22. Mabbott D., Rovet J., Noseworthy M. et al. The relations between white matter and declarative memory in older children and adolescents // Brain Res. – 2009; 1294: 80–90. DOI: 10.1016/j.brainres.2009.07.046.
  23. Stevens M., Skudlarski P., Pearlson G. et al. Age-related cognitive gains are mediated by the effects of white matter development on brain network integration // NeuroImage. – 2009; 48 (4): 738–46. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2009.06.065.
  24. Luders E., Thompson P., Narr K. et al. The link between callosal thickness and intelligence in healthy children and adolescents // NeuroImage. – 2011; 54 (3): 1823–30. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2010.09.083.
  25. Tarokh L., Carskadon M. Sleep in adolescents. In: Stickgold R, Walker MP, editors. The neuroscience of sleep / London, Boston: Academic Press/Elsevier, 2009; p. 70–7.
  26. Borbely A. A two process model of sleep regulation // Hum. neurobiol. – 1982; 1 (3): 195–204.
  27. Jenni O., van Reen E., Carskadon M. Regional differences of the sleep electroencephalogram in adolescents // J. Sleep Res. – 2005; 14 (2): 141–7. DOI: 10.1111/j.1365-2869.2005.00449.x.
  28. Taylor D., Jenni O., Acebo C. et al. Sleep tendency during extended wakefulness: insights into adolescent sleep regulation and behavior // J. Sleep Res. – 2005; 14 (3): 239–44. https://doi.org/10.1111/j.1365-2869.2005.00467.x.
  29. Jenni O., Carskadon M. Spectral analysis of the sleep electroencephalogram during adolescence // Sleep. – 2004; 27 (4): 774–83.
  30. Campbell I., Darchia N., Higgins L. et al. Adolescent changes in homeostatic regulation of EEG activity in the delta and theta frequency bands during NREM sleep // Sleep. – 2011; 34 (1): 83–91.
  31. Bergen S., Gardner C., Kendler K. Age-related changes in heritability of behavioral phenotypes over adolescence and young adulthood: a meta-analysis // Twin Res. Hum. Genet. – 2007; 10 (3): 423–33.
  32. Crowley S., Acebo C., Carskadon M. Sleep, circadian rhythms, and delayed phase in adolescence // Sleep Med. – 2007; 8 (6): 602–12.
  33. Tarokh L., Carskadon M., Rusterholz T. et al. Homeostatic sleep regulation in adolescents: Longitudinal perspectives // Sleep. – 2011; 34 (S1): A26–A.
  34. Richardson G., Tate B. Endocrine changes associated with puberty and adolescence. In: M. Carskadon, ed. Adolescent sleep patterns: biological, social, and psychological influences / Cambridge: Cambridge University Press, 2002; p. 27–39.
  35. Crowley S., Acebo C., Fallone G. et al. Estimating dim light melatonin onset (DLMO) phase in adolescents using summer or school-year sleep/wake schedules // Sleep. – 2006; 29 (12): 1632–41.
  36. Carskadon M., Labyak S., Acebo C. et al. Intrinsic circadian period of adolescent humans measured in conditions of forced desynchrony // Neurosci. Lett. – 1999; 260 (2): 129–32.
  37. McGinnis M., Lumia A., Tetel M. et al. Effects of anabolic androgenic steroids on the development and expression of running wheel activity and circadian rhythms in male rats // Physiol. Behav. – 2007; 92 (5): 1010–8. DOI: 10.1016/j.physbeh.2007.07.010.
  38. Кельмансон И.А. Экологические и клинико-биологические аспекты нарушений циркадианных ритмов сон-бодрствование у детей и подростков // Биосфера. – 2015; 7 (1): 131–45 [Kelmanson I.A. Environmental, biological, and clinical aspects of circadian sleep-wake rhythm disorders in children and adolescents // Biosfera. – 2015; 7 (1): 131–4 (in Russ.)].
  39. Carskadon M., Acebo C., Arnedt J. et al. Melatonin sensitivity to light in adolescents: preliminary results // Sleep. – 2001; 24: A190–A1.
  40. Hagenauer M., Perryman J., Lee T. et al. Adolescent changes in the homeostatic and circadian regulation of sleep // Dev. Neurosci. – 2009; 31 (4): 276–84. DOI: 10.1159/000216538.
  41. Weinert D., Eimert H., Erkert H. et al. Resynchronization of the circadian corticosterone rhythm after a light/dark shift in juvenile and adult mice // Chronobiol. Int. – 1994; 11 (4): 222–31.
  42. Roenneberg T., Kuehnle T., Pramstaller P. et al. A marker for the end of adolescence // Curr. Biol. – 2004; 14 (24): R1038–9. DOI: 10.1016/j.cub.2004.11.039.
  43. Gradisar M., Gardner G., Dohnt H. Recent worldwide sleep patterns and problems during adolescence: a review and meta-analysis of age, region, and sleep // Sleep Med. – 2011; 12 (2): 110–8. DOI: 10.1016/j.sleep.2010.11.008.
  44. Jenni O., Achermann P., Carskadon M. Homeostatic sleep regulation in adolescents // Sleep. – 2005; 28 (11): 1446–54. DOI: 10.1093/sleep/28.11.1446.
  45. Keyes K., Maslowsky J., Hamilton A. et al. The great sleep recession: changes in sleep duration among US adolescents, 1991–2012 // Pediatrics. – 2015; 135 (3): 460–8. DOI: 10.1542/peds.2014-2707.
  46. Short M., Gradisar M., Wright H. et al. Time for bed: parent-set bedtimes associated with improved sleep and daytime functioning in adolescents // Sleep. – 2011; 34 (6): 797–800. DOI: 10.5665/SLEEP.1052.
  47. Cain N., Gradisar M. Electronic media use and sleep in school-aged children and adolescents: A review // Sleep Med. – 2010; 11 (8): 735–42. DOI: 10.1016/j.sleep.2010.02.006.
  48. Кельмансон И.А. Эмоциональные расстройства и расстройства поведения у детей, связанные с нарушениями сна // Рос. вестн. перинатол. и педиат. – 2014; 59 (4): 32–40 [Kelmanson I.A. Emotional and behavioral problems associated with sleep disorders in children // Ros. Vestn. Perinatol. i Pediat. (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics). – 2014; 59 (4): 32–40 (in Russ.)].
  49. Jetha M. Adolescent brain development : implications for behavior. 1st ed. / Boston, MA: Elsevier, 2012.
  50. Eggermont S., Van den Bulck J. Nodding off or switching off? The use of popular media as a sleep aid in secondary-school children // J. Paediatr. Child Health. – 2006; 42 (7–8): 428–33.
  51. Thakre T., Deoras K., Griffin C. et al. Caffeine Awareness in Children: Insights from a Pilot Study. Journal of clinical sleep medicine // J. Clin. Sleep Med. – 2015; 11 (7): 741–6.
  52. Orbeta R., Overpeck M., Ramcharran D. et al. High caffeine intake in adolescents: associations with difficulty sleeping and feeling tired in the morning // J. Adolesc. Health. – 2006; 38 (4): 451–3. DOI: 10.1016/j.jadohealth.2005.05.014.
  53. Carskadon M. Sleep in adolescents: the perfect storm // Pediatr. Clin. North Am. – 2011; 58 (3): 637–47. DOI: 10.1016/j.pcl.2011.03.003.
  54. Wahlstrom K. Accommodating the sleep patterns of adolescents within current educational structures: an uncharted path. In: M. Carskadon, ed. Adolescent sleep patterns : biological, social, and psychological influences / Cambridge, New York: Cambridge University Press, 2002; p. 172–97.