Giấc Ngủ và Sức Khỏe Tâm Thần (phần 1): Giai Đoạn của Giấc Ngủ

Ai cũng biết ngủ là một cách để chúng ta nạp năng lượng, nhưng bạn có biết là nó cũng rất quan trọng cho sự phát triển của thần kinh, trí nhớ, loại bỏ độc tố trong tế bào, và điều chỉnh cảm xúc hay không [1,2]?
Tuy các nhà khoa học vẫn chưa giải mã hết được chức năng của giấc ngủ, họ đều đồng tình đó là giấc ngủ chất lượng tốt là cần  thiết cho một cuộc sống khỏe mạnh [3]. Giấc ngủ tốt ở đây có nghĩa là bạn có một giấc ngủ liên tục và nó đem lại cho bạn cảm giác sảng khoái khi thức giấc [4].

Nghiên cứu đã cho thấy những người có chất lượng giấc ngủ kém cảm thấy nhiều cảm xúc tiêu cực và ít cảm xúc tích cực hơn [5]. Ngoài chất lượng của giấc ngủ ra, một yếu tố khác cần được nhắc tới đó là thời lượng của giấc ngủ.
Tổ chức Giấc ngủ Quốc gia (The National Sleep Foundation) của Mỹ đưa ra đề xuất rằng người lớn (18–64 tuổi) nên ngủ từ 7-9 tiếng mỗi đêm và trẻ em ở độ tuổi đi học (6–13 tuổi) từ 9–11 tiếng [6]. Đối với thanh thiếu niên thì thời gian này là 8–10 tiếng [6]. Tuy nhiên, hiện nay thiếu ngủ là một tình trạng phổ biến mặc cho tác hại khôn lường của nó tới sức khỏe tâm thần [6]. Nhưng trước khi nói về tác hại của thiếu ngủ hay của một giấc ngủ tệ thì chúng ta cần phải hiểu rõ hơn chuyện gì xảy ra trong não khi chúng ta ngủ.

Giấc ngủ được chia làm hai loại là NREMS ( non-rapid eye movement sleep, dịch tạm là ngủ chuyển động mắt không nhanh khi) và REMS ( rapid eye movement sleep, dịch tạm là ngủ chuyển động mắt nhanh) [7]. So với giai đoạn NREMS thì nhịp tim, huyết áp, lưu lượng máu lên não, và hô hấp của giai đoạn REMS tăng, tuy không bằng với lúc chúng ta thức [8]. Giai đoạn NREMS được chia làm ba giai đoạn nhỏ là N1, N2, và N3,  cho nên một giấc ngủ có bốn giai đoạn là N1, N2, N3, và REMS [9]. Trong giờ đầu tiên chúng ta bắt đầu thiếp đi, chúng ta trải nghiệm ba giai đoạn của NREMS (N1 tới N3) và ngược lại (N3 tới N1) trước khi chuyển sang REMS [7]. Rồi cứ mỗi một tiếng cho tới một tiếng rưỡi, chúng ta đã chuyển từ NREMS tới REMS và ngược lại [7].

Giai đoạn N1
Đây là giai đoạn chúng ta từ việc cảm thấy buồn ngủ đến từ từ thiếp đi nên các cơ thư giãn, nhịp thở bắt đầu đều đặn hơn, và sóng não chuyển từ dạng alpha sang theta [7,9]. Sóng não alpha thường xuất hiện khi chúng ta đang thức và hay xuất hiện khi chúng ta nhắm mắt thư giãn hoặc đang trong trạng thái hôn mê [9]. Nó được cho là có liên quan tới các chức năng như thị giác và trí thức [9]. Sóng não dạng theta thường xuất hiện khi chúng ta chuyển từ giấc ngủ loại NREMS sang loại REMS. Nó được cho là có liên quan tới ​trí thức, củng cố trí nhớ, và chuyển động của cơ thể [9].​ Sóng não dạng theta với nhịp điệu bất thường cũng đã được tìm thấy trong các rối loạn liên quan đến rối loạn của giấc ngủ như Alzheimer, bệnh tiểu đường loại 2, và rối loạn hành vi REMS (REMS behavior disorder) [10,11,12]. 

Giai đoạn N2
Trong giai đoạn này, chúng ta bắt đầu ngủ sâu hơn, các cơ tiếp tục thư giãn và cơ thể sẽ sớm trở nên bất động khi chúng ta chuyển từ NREMS sang REMS. Sóng não trong giai đoạn này có sự xuất hiện của K-complex, một đợt sóng não (kéo dài dưới 0.5 giây) có biên độ rất cao [7]. Sau sự xuất hiện của K-complexes thường là sự xuất hiện của spindle, một đợt sóng não (dưới 0.5 giây) bùng nổ nhanh chóng có biên độ thấp [7].   

Giai đoạn N3
Chúng ta chuyển sang giai đoạn cuối của NREMS khi chúng ta đã ngủ say và khó mà thức dậy được. Nhưng nếu như bị đánh thức, chúng ta sẽ cảm thấy không tỉnh táo và đầu óc hoạt động không hiệu quả [13]. N3 có sự xuất hiện của sóng não dạng delta có liên quan tới các chức năng như củng cố trí nhớ và cân bằng nội môi ở các điểm tiếp hợp thần kinh (synaptic homeostasis) [9]. Dạng sóng não này cũng xuất hiện nhiều hơn và rõ hơn ở những người trẻ tuổi và giảm đi ở những người có tuổi [14]. Nhịp điều bất thường của sóng não delta được cho là có liên quan tới các rối loạn có ảnh hưởng tới giấc ngủ như tâm thần phân liệt, tiểu đường loại 2, và vài bệnh tim mạch [15]. Ngoài ra, sóng não alpha xen vào sóng não delta đã được quan sát trong những người có rối loạn trầm cảm nghiêm trọng cũng như các rối loạn giấc ngủ như mất ngủ, rối loạn vận động chân tay chu kỳ (periodic limb movement disorder), rối loạn nhịp sinh học, chứng ngưng thở khi ngủ và chứng ngủ rũ [16]. 

N3 còn được biết đến là slow-wave sleep (SWS dịch tạm là giấc ngủ sóng chậm) và được cho là giai đoạn ngủ khi chúng ta phục hồi tốt nhất [17]. Ngoài ra, đây cũng là giai đoạn có liên quan tới sự điều tiết của hóc-môn tăng trưởng, cortisol, độ nhạy của insulin, và độ đường trong máu [7,18]. Đây là phát hiện quan trọng liên quan đến rủi ro phát triển bệnh tiểu đường loại 2 trong những người có chất lượng giấc ngủ tệ [17]. 

REMS

Đây là giai đoạn mà chúng ta sẽ bắt đầu có những giấc mơ. Điều ngạc nhiên đó là nhịp thở của chúng ta giống với khi chúng ta đang thức hơn là khi trong NREMS và sóng não chuyển sang dạng theta, dạng sóng não xuất hiện trong giai đoạn N1 khi chúng ta vẫn chưa hoàn toàn thiếp đi [7]. Chúng ta sẽ chuyển từ NREMS sang REM khoảng mỗi 90 phút cho khoảng 5 lần trong một đêm bình thường [19]. Thời lượng giai đoạn REM cũng sẽ dài hơn mỗi chu kỳ [19]. 

Hậu quả ngắn hạn

Một nghiên cứu cho thấy rằng mất ngủ do giấc ngủ bị gián đoạn liên tục có tác hại đến tâm trạng tích cực hơn là khi mất ngủ do trì hoãn giấc ngủ [20]. Trong nghiên cứu, những người tham gia bị đánh thức giữa chừng có SWS ngắn hơn so với những người tham gia bị mất ngủ do trì hoãn [20]. Gián đoạn đến SWS đã được chứng minh là có thể làm suy giảm khả năng xử lý thông tin, khả năng chú ý, kiểm soát động cơ chính xác, thực hiện các hành động thuần thục [21]. Ngoài ra, nó còn có thể ảnh hưởng đến sự cảnh giác, phản ứng cảm xúc, sự hình thành của ký ức, khả năng ra quyết định, và phán đoán [22].

Gián đoạn đến giấc ngủ ở trẻ vị thành niên liên quan đến cô đơn, lo âu, trầm cảm, và tình trạng sức khỏe tâm thần kém [23,24,25]. Ngoài ra, gián đoạn giấc ngủ còn liên quan đến các hành vi nguy hiểm bao gồm hút thuốc lá, uống rượu, sử dụng trái phép chất ma túy, và các hành vi như lái xe trong lúc say, ý định tự tử và quan hệ tình dục không an toàn [26]. Giấc ngủ còn  có thể ảnh hưởng đến thành tích học tập của trẻ. Một nghiên cứu cho thấy rằng trẻ với thành tích học tập xuất sắc thường ngủ sớm và lâu hơn vào những ngày đi học, dẫn tới ít khi bị buồn ngủ vào ban ngày hơn trẻ với điểm số kém [27]. 

Hậu quả lâu dài

Mất ngủ có thể tăng sự hoạt động của hệ thần kinh giao cảm, dẫn tới tăng huyết áp [28]. Ở trẻ vị thành niên, gián đoạn giấc ngủ có liên quan đến chỉ số cholesterol, chỉ số khối cơ thể (BMI), và huyết áp cao hơn, những thứ có liên quan đến bệnh béo phì và tiểu đường [29,30]. Mất ngủ cũng đã được chứng  minh là có thể làm tăng tốc độ hình thành của khối u và tăng nguy cơ ung thư [31]. Một nghiên cứu cho thấy làm ca đêm có liên quan đến tăng nguy cơ ung thư [32]. Đây có thể là do tiếp xúc với ánh sáng vào ban đêm làm giảm sự sản xuất của melatonin, loại nội tiết tố liên quan đến các chức năng như sửa chữa DNA, ức chế sự phát triển của khối u, và thu thập gốc tự do (free-radical) [32,33,34]. Ngoài ra, những người có rối loạn giấc ngủ có nguy cơ phát triển bệnh ung thư cao hơn so với những người có giấc ngủ không bị gián đoạn [35]. Một điều đáng chú ý nữa đó là mối quan hệ giữa giấc ngủ và hệ miễn dịch có thể làm trầm trọng  hơn  triệu chứng của hội chứng ruột kích thích và bệnh trào ngược dạ dày thực quản [31]. Ngược lại, triệu chứng của các rối loạn tiêu hóa thường gặp này cũng có thể dẫn tới gián đoạn giấc ngủ [31]. 

Kết

Các tế bào thần kinh ở vùng dưới đồi có thể tắt đi các hệ thống kích thích trong não để cho phép giấc ngủ diễn ra, vì thế, mất ngủ có thể là do các tế bào thần kinh này bị mất đi [8]. Các vùng não khác có liên quan đến gián đoạn của giấc ngủ bao gồm thân óc (brainstem) và các vùng nhận thức của não trước (forebrain) [7,9]. Tuy nhiên, còn  rất nhiều lý do khác trong cuộc sống bận rộn có thể gây gián đoạn đến giấc ngủ của chúng ta như tiêu thụ quá nhiều caffeine hay rượu, bị ô nhiễm ánh sáng vào ban đêm và thiếu tiếp xúc với ánh sáng mặt trời vào ban ngày, và hoàn cảnh căng thẳng trong cuộc sống (ví dụ: cha mẹ của trẻ sơ sinh, chăm sóc cho người thân có bệnh nan y) [36,37,38,39,40].  Trong những phần tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu về rối loạn giấc ngủ và mối quan hệ của chúng với các rối loạn tâm thần khác.

---

Biên tập: Hương Lê | Minh họa: La Quỳnh

Nguồn tham khảo
[1] Xie L, Kang H, Xu Q, Chen MJ, Liao Y, Thiyagarajan M, O'Donnell J, Christensen DJ, Nicholson C, Iliff JJ, Takano T, Deane R, Nedergaard M. Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science. 2013 Oct 18;342(6156):373-7. doi: 10.1126/science.1241224. 

[2] Frank E, Sidor MM, Gamble KL, Cirelli C, Sharkey KM, Hoyle N, Tikotzky L, Talbot LS, McCarthy MJ, Hasler BP. Circadian clocks, brain function, and development. Ann N Y Acad Sci. 2013 Dec;1306:43-67. doi: 10.1111/nyas.12335. 

[3] Mukherjee S, Patel SR, Kales SN, Ayas NT, Strohl KP, Gozal D, Malhotra A; American Thoracic Society ad hoc Committee on Healthy Sleep. An Official American Thoracic Society Statement: The Importance of Healthy Sleep. Recommendations and Future Priorities. Am J Respir Crit Care Med. 2015 Jun 15;191(12):1450-8. doi: 10.1164/rccm.201504-0767ST. 

[4] Libman E, Fichten C, Creti L, Conrod K, Tran DL, Grad R, Jorgensen M, Amsel R, Rizzo D, Baltzan M, Pavilanis A, Bailes S. Refreshing Sleep and Sleep Continuity Determine Perceived Sleep Quality. Sleep Disord. 2016;2016:7170610. doi: 10.1155/2016/7170610. 

[5]  Schiappa C, Scarpelli S, D'Atri A, Gorgoni M, De Gennaro L. Narcolepsy and emotional experience: a review of the literature. Behav Brain Funct. 2018 Dec 26;14(1):19. doi: 10.1186/s12993-018-0151-x.

[6] Hirshkowitz M, Whiton K, Albert SM, Alessi C, Bruni O, DonCarlos L, Hazen N, Herman J, Katz ES, Kheirandish-Gozal L, Neubauer DN, O'Donnell AE, Ohayon M, Peever J, Rawding R, Sachdeva RC, Setters B, Vitiello MV, Ware JC, Adams Hillard PJ. National Sleep Foundation's sleep time duration recommendations: methodology and results summary. Sleep Health. 2015 Mar;1(1):40-43. doi: 10.1016/j.sleh.2014.12.010. 

[7] Carley DW, Farabi SS. Physiology of Sleep. Diabetes Spectr. 2016 Feb;29(1):5-9. doi: 10.2337/diaspect.29.1.5. 

[8] Medic G, Wille M, Hemels ME. Short- and long-term health consequences of sleep disruption. Nat Sci Sleep. 2017 May 19;9:151-161. doi: 10.2147/NSS.S134864. 

[9] Zielinski MR, McKenna JT, McCarley RW. Functions and Mechanisms of Sleep. AIMS Neurosci. 2016;3(1):67-104. doi: 10.3934/Neuroscience.2016.1.67.

[10] Bhattacharya BS, Coyle D, Maguire LP. Alpha and theta rhythm abnormality in Alzheimer's Disease: a study using a computational model. Adv Exp Med Biol. 2011;718:57-73. doi: 10.1007/978-1-4614-0164-3_6. 

[11] Bian Z, Li Q, Wang L, Lu C, Yin S, Li X. Relative power and coherence of EEG series are related to amnestic mild cognitive impairment in diabetes. Front Aging Neurosci. 2014 Feb 4;6:11. doi: 10.3389/fnagi.2014.00011.

[12] Iranzo A, Isetta V, Molinuevo JL, Serradell M, Navajas D, Farre R, Santamaria J. Electroencephalographic slowing heralds mild cognitive impairment in idiopathic REM sleep behavior disorder. Sleep Med. 2010 Jun;11(6):534-9. doi: 10.1016/j.sleep.2010.03.006. 

[13] Hilditch CJ, McHill AW. Sleep inertia: current insights. Nat Sci Sleep. 2019 Aug 22;11:155-165. doi: 10.2147/NSS.S188911. PMID: 31692489; PMCID: PMC6710480.

[14] Pace-Schott EF, Spencer RM. Age-related changes in the cognitive function of sleep. Prog Brain Res. 2011;191:75-89. doi: 10.1016/B978-0-444-53752-2.00012-6.

[15] Lisman J. Excitation, inhibition, local oscillations, or large-scale loops: what causes the symptoms of schizophrenia? Curr Opin Neurobiol. 2012 Jun;22(3):537-44. doi: 10.1016/j.conb.2011.10.018. 

[16] Jaimchariyatam N, Rodriguez CL, Budur K. Prevalence and correlates of alpha-delta sleep in major depressive disorders. Innov Clin Neurosci. 2011 Jul;8(7):35-49.

[17] Tasali E, Leproult R, Ehrmann DA, Van Cauter E. Slow-wave sleep and the risk of type 2 diabetes in humans. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Jan 22;105(3):1044-9. doi: 10.1073/pnas.0706446105.

[18] Gronfier C, Brandenberger G. Ultradian rhythms in pituitary and adrenal hormones: their relations to sleep. Sleep Med Rev. 1998 Feb;2(1):17-29. doi: 10.1016/s1087-0792(98)90051-x.

[19] Waterhouse J, Fukuda Y, Morita T. Daily rhythms of the sleep-wake cycle. J Physiol Anthropol. 2012 Mar 13;31(1):5. doi: 10.1186/1880-6805-31-5. PMID: 22738268; PMCID: PMC3375033.

[20] Finan PH, Quartana PJ, Smith MT. The Effects of Sleep Continuity Disruption on Positive Mood and Sleep Architecture in Healthy Adults. Sleep. 2015 Nov 1;38(11):1735-42. doi: 10.5665/sleep.5154. 

[21] Groeger JA, Stanley N, Deacon S, Dijk DJ. Dissociating effects of global SWS disruption and healthy aging on waking performance and daytime sleepiness. Sleep. 2014 Jun 1;37(6):1127-42. doi: 10.5665/sleep.3776.

[22] McCoy JG, Strecker RE. The cognitive cost of sleep lost. Neurobiol Learn Mem. 2011 Nov;96(4):564-82. doi: 10.1016/j.nlm.2011.07.004. 

[23] Kaneita Y, Yokoyama E, Harano S, Tamaki T, Suzuki H, Munezawa T, Nakajima H, Asai T, Ohida T. Associations between sleep disturbance and mental health status: a longitudinal study of Japanese junior high school students. Sleep Med. 2009 Aug;10(7):780-6. doi: 10.1016/j.sleep.2008.06.014.

[24] Xu Z, Su H, Zou Y, Chen J, Wu J, Chang W. Sleep quality of Chinese adolescents: distribution and its associated factors. J Paediatr Child Health. 2012 Feb;48(2):138-45. doi: 10.1111/j.1440-1754.2011.02065.x. 

[25] Johnson EO, Roth T, Schultz L, Breslau N. Epidemiology of DSM-IV insomnia in adolescence: lifetime prevalence, chronicity, and an emergent gender difference. Pediatrics. 2006 Feb;117(2):e247-56. doi: 10.1542/peds.2004-2629. 

[26]  Pérez A, Roberts RE, Sanderson M, Reininger B, Aguirre-Flores MI. Disturbed sleep among adolescents living in 2 communities on the Texas-Mexico border, 2000-2003. Prev Chronic Dis. 2010 Mar;7(2):A40.

[27] Chung KF, Cheung MM. Sleep-wake patterns and sleep disturbance among Hong Kong Chinese adolescents. Sleep. 2008 Feb;31(2):185-94. doi: 10.1093/sleep/31.2.185.

[28] Phillips B, Mannino DM. Do insomnia complaints cause hypertension or cardiovascular disease? J Clin Sleep Med. 2007 Aug 15;3(5):489-94. 

[29] Narang I, Manlhiot C, Davies-Shaw J, Gibson D, Chahal N, Stearne K, Fisher A, Dobbin S, McCrindle BW. Sleep disturbance and cardiovascular risk in adolescents. CMAJ. 2012 Nov 20;184(17):E913-20. doi: 10.1503/cmaj.111589. 

[30] Cedernaes J, Schiöth HB, Benedict C. Determinants of shortened, disrupted, and mistimed sleep and associated metabolic health consequences in healthy humans. Diabetes. 2015 Apr;64(4):1073-80. doi: 10.2337/db14-1475. 

[31]​ Ali T, Choe J, Awab A, Wagener TL, Orr WC. Sleep, immunity and inflammation in gastrointestinal disorders. World J Gastroenterol. 2013 Dec 28;19(48):9231-9. doi: 10.3748/wjg.v19.i48.9231.

[32] Schernhammer ES, Laden F, Speizer FE, Willett WC, Hunter DJ, Kawachi I, Fuchs CS, Colditz GA. Night-shift work and risk of colorectal cancer in the nurses' health study. J Natl Cancer Inst. 2003 Jun 4;95(11):825-8. doi: 10.1093/jnci/95.11.825.

[33] Sigurdardottir LG, Valdimarsdottir UA, Mucci LA, Fall K, Rider JR, Schernhammer E, Czeisler CA, Launer L, Harris T, Stampfer MJ, Gudnason V, Lockley SW. Sleep disruption among older men and risk of prostate cancer. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2013 May;22(5):872-9. doi: 10.1158/1055-9965.EPI-12-1227-T.

[34] Thompson CL, Larkin EK, Patel S, Berger NA, Redline S, Li L. Short duration of sleep increases risk of colorectal adenoma. Cancer. 2011 Feb 15;117(4):841-7. doi: 10.1002/cncr.25507. 

[35] Fang HF, Miao NF, Chen CD, Sithole T, Chung MH. Risk of Cancer in Patients with Insomnia, Parasomnia, and Obstructive Sleep Apnea: A Nationwide Nested Case-Control Study. J Cancer. 2015 Sep 15;6(11):1140-7. doi: 10.7150/jca.12490. 

[36] Clark I, Landolt HP. Coffee, caffeine, and sleep: A systematic review of epidemiological studies and randomized controlled trials. Sleep Med Rev. 2017 Feb;31:70-78. doi: 10.1016/j.smrv.2016.01.006.

[37] Thakkar MM, Sharma R, Sahota P. Alcohol disrupts sleep homeostasis. Alcohol. 2015 Jun;49(4):299-310. doi: 10.1016/j.alcohol.2014.07.019. 

[38] Smolensky MH, Sackett-Lundeen LL, Portaluppi F. Nocturnal light pollution and underexposure to daytime sunlight: Complementary mechanisms of circadian disruption and related diseases. Chronobiol Int. 2015;32(8):1029-48. doi: 10.3109/07420528.2015.1072002. 

[39] Malish S, Arastu F, O'Brien LM. A Preliminary Study of New Parents, Sleep Disruption, and Driving: A Population at Risk? Matern Child Health J. 2016 Feb;20(2):290-7. doi: 10.1007/s10995-015-1828-5. 

[40] Neu M, Matthews E, King NA. Exploring sleep-wake experiences of mothers during maintenance therapy for their child's acute lymphoblastic leukemia. J Pediatr Nurs. 2014 Sep-Oct;29(5):410-21. doi: 10.1016/j.pedn.2014.01.002.