[Chronobiology] 인간의 잠 (1)

인간의 잠

 

주기적인 일주기 (24시간) 주기는 일일 호르몬 및 행동 리듬에 중요한 역할을 한다. 일반적으로 수면/각성 주기, 체온 및 멜라토닌 리듬은 내부적으로 안정적인 위상 관계와 동기화된다. 수면/각성 주기와 일주기 리듬 사이에 불일치가 있으면 진행 및 지연 수면 단계 증후군과 같은 수면 장애는 물론 시차증 및 교대 근무로 인한 일시적인 시간 생물학적 장애도 발생할 수 있다. 적절한 시기에 밝은 빛은 일주기 리듬과 수면 패턴을 보다 원하는 시간으로 재조정하여 이러한 장애를 개선하는 데 효과적이다. 멜라토닌의 현명한 사용과 운동을 통해 덜 강력한 다른 회복 효과도 얻을 수 있다.

 

수면/각성 조절

 

수면/각성 주기는 항상성 수면 추진과 일주기 영향이라는 두 가지 독립적이지만 부가적인 과정에 의해 결정된다. 항상성 (homeostatic) 과정에는 깨어 있는 동안 수면 유도 축적되고 수면 중에 소멸되는 수면 추진력이 증가하는 과정이 포함된다. 일주기 과정은 생리적 활동의 자립적인 24시간 리듬을 포함한다. 일주기 리듬은 어디에나 존재하며 단세포 유기체에서 인간에 이르기까지 유기체에서 발생하는 중요한 생물학적 조절자이다. 이는 핵심 체온, 코티솔 (cortisol) 및 멜라토닌 리듬, 수면/각성 주기, 주관적 주의력 및 수행 수준과 같은 일일 호르몬 및 행동 리듬을 제어하는 ​​데 중요한 역할을 한다.

 

리듬 간의 위상 관계

 

24시간 동안의 멜라토닌 (점선)과 심부 체온 (실선) 리듬의 그림. 주요 수면 에피소드는 검은색 막대로 표시되고 각성 유지 영역은 음영 막대로 표시

 

수면/각성 주기, 체온 및 멜라토닌 리듬은 인간과 다른 주간 종의 멜라토닌 배설 최고치 및 핵심 체온 최저점과 일치하는 최대 졸음과 안정적인 내부 위상 관계를 가지고 있다. 정상적으로 훈련된 개인 (밝음/어두움 주기와 동기화됨)의 경우 주요 수면 기간은 어둠의 시간 동안 발생하며, 수면 시작은 약 23:00시에 일어나고 기상 시간은 약 07:00시에 발생한다. 멜라토닌 발병은 수면 발병보다 약 2시간 앞서, 심부 체온 최저치보다 약 7시간 앞서 발생한다. 멜라토닌 분비 (excretion)는 01:00에서 03:00시 사이에 최고조에 도달한 다음 약 09:00시부터 거의 감지할 수 없는 수준으로 감소한다. 심부 체온은 일반적으로 이른 저녁에 최고조에 달한 다음 03:00 ~ 06:00 사이에 최저점으로 감소한다. 수면 시작은 일반적으로 심부 체온이 최저로 떨어지기 약 5 ~ 6시간 전에 시작된다. 정상적인 수면 패턴을 가진 젊고 건강한 사람의 경우, 멜라토닌 상쇄, 최저 체온, 기상 시간 사이에 강한 연관성이 있었으며, 기상 시간은 핵심 체온이 최저점에 도달한 직후에 발생했다.

 

일주기 시스템이 수면에 미치는 영향

 

잠드는 성향 (sleep propensity)은 야간 멜라토닌 분비가 시작된 후 약 2시간 후와 심부 체온이 떨어질 때 수면 성향이 가장 급격히 증가하는 일주기 시스템에 의해 결정되는 것으로 보인다. 수면 성향은 약 8시간 동안 높으며 기온이 최저일 때 최대 성향이 나타난다. 또한, 개인이 자발적으로 잠에 드는 경우가 거의 없는 두 번의 3시간 기간이 있는 것으로 보인다. wake maintenance zone이라고 불리는 첫 번째 기간은 최저 온도 (약 19:00 ~ 22:00시) 전 약 6 ~ 9시간에 집중되고, 두 번째 구역은 최저 온도 (약 09:00 ~ 12:00) 후 4 ~ 7시간에 집중된다. 두 번째 영역인 각성 영역 (wake-up zone)은 일반적으로 온도 주기의 상승 부분에서 발생하며 수면에서 깨어날 확률 증가와 관련이 있는 것으로 보인다.