Torbjörn Åkerstedt, Stressforskningsinstitutet, Stockholms universitet

Syftet med denna tvärvetenskapliga studie var att undersöka effekterna av 5 dygn med sömnbrist (4-timmar sömn/natt), samt hur snabbt man återhämtar sig efter en sådan belastning. Vi undersökte effekterna på: 1) subjektiva upplevelser (av sömnighet, trötthet, hälsa, prestation mm); 2) kognition (prestationstest); och 3) objektiva parametrar (bl.a. EEG, hjärnans elektriska aktivitet, hormoner och immunfunktion). Studiens longitudinella upplägg gav oss möjligheten att studera både akuta och långsiktiga effekter, något som tidigare inte är undersökt.

Långvarig partiell sömnbrist hade starkt negativa effekter på subjektiva variabler som upplevd hälsa, ihållande trötthet och sömnighet. Gemensamt för de subjektiva variablerna var att problemen ökade ju längre sömnbristen pågick samt att deltagarna behövde 2-3 dygns återhämtning för att bli återställda. Förvånande nog var den klara försämringen av "självskattad hälsa" ("self-rated health", en mycket bra prediktor för framtida sjuklighet och dödlighet) inte kopplad till någon ökning av ohälsosymptom. Detta är den första studien som visar att experimentellt störd sömn påverkar självskattad hälsa.

Kognitiv prestation påverkades också av sömnbrist. Medan reaktionstid försämrades kraftigt, påverkades körförmågan (i en körsimulator) i något mindre utsträckning. Deltagarnas reaktionstid återgick inte till det normala även efter 7 dygns återhämtning. Denna försämring tyder på en omvänd inlärningseffekt som skulle kunna bero på minskad motivation när man genomför fler tester. Dessa data stödjer resultaten som finns i litteraturen, men vi ämnar här utvärdera hur prestation samverkar och eventuellt prediceras av cytokinnivåer (något som visats i kliniska grupper, men aldrig tidigare kopplats till sömnbrist sammanhang).

Hormonanalyserna visar på en gradvis omställning till sömnbrist. Medan sömnbristen ledde till en gradvis minskning av kortisol (ett "stresshormon" som bl.a. har till uppgift att reglera upp glukosnivåer i blodet) och en omställning av vår ämnesomsättning (mätt med thyrotropin=TSH). Denna studie är den första som visar att ämnesomsättningen uppregleras starkt under första dygnet, för att därefter följas av en gradvis anpassning (minskning) till det normala med fortsatt sömnbrist. Det omvända gällde under återhämtning; nämligen en akut nedreglering av TSH det första dygnet för att följas av en gradvis uppreglering med ökat antal återhämtningsdygn. Det motsvarande mönstret syntes för prolaktin, som vid akut sömnbrist minskade kraftigt (ökningen är normalt sömnberoende). Därefter ökade prolactinnivåerna gradvis upp till normala under den fortsatta sömnbristen. Det motsvarande inträffade under återhämtning, med en kraftig ökning under första återhämtningsdygnet för att därefter återgå mot det normala med fler återhämtningsdygn. Märkvärdigt var att det behövdes åtminstone 3 dygns återhämtning innan TSH och prolaktin hade återställt sig till det normala. Sammantaget är detta de första data som finns på att vissa biologiska system kan anpassa sig till sömnbrist. Detta skiljer sig starkt från studier som utvärderat effekterna av akut sömnbrist. Den gradvisa adapteringen var något snabbare för TSH än prolaktin. Våra resultat visar att sömn är viktig för att behålla normal homeostas (jämvikt) i dessa system. Om sömnen rubbas finns dock kompenserande mekanismer även om det tar ett antal dagar innan normalnivåer ställts in. En liknande omställning sågs vid återhämtning, med åtminstone 3 dygn innan normalnivåer kunde uppmätas. Gällande TSH och prolaktinreglering, tyder våra data på en imponerande dynamik i dessa system för att återställa homeostas, även vid kraftig sömnbrist.

Tillsammans med Kerstin Brismars forskargrupp vid Institutonen för Molekylär Medicin, KI håller vi precis på att analysera Glukos, IGF-1, IGFBP-1, samt Insulin. Detta för att genomföra analyser på hur metabolism och insulinresistens påverkas av långvarig sömnbrist. Resultat från dessa analyser är dock inte klara.

Påverkan av sömnbrist på immunfunktion mättes på flera sätt. 1) nivåer av vita blodkroppar (samt subsampel som neutrofiler, lymfocyter, monocyter m.fl.) i cirkulation; 2) nivåer av cirkulerande cytokiner (proteiner med hormonliknande egenskaper inom immunsystemet); och 3) immunresponsen efter en stimulering av blodet in vitro med en mitogen (substans som stimulerar en stark TH1-respons) eller endotoxin (bakterierestprodukt). Efter sömnbrist sågs ingen försämring av immunresponsen efter stimulering med mitogen. Tvärtom kunde en ökad respons observeras nattetid. Likaså ökade det totala antalet vita blodkroppar av sömnbrist. Samtidigt påverkade sömnbristen dygnsrytmen hos flera av immunsystemets celltyper. Vi håller för närvarande på att statistiskt bearbeta nivåer av cirkulerande cytokiner (TNFa, IL-6, MCP1 mfl).

Sammanfattningsvis, i dagsläget har vi undersökt och börjat rapportera de direkta effekterna (både akuta och långsiktiga) av partiell sömnbrist på sömnighet, prestation, endokrinologi, metabolism samt immunfunktion. I ett nästa skede ska vi undersöka sambanden mellan subjektiva och objektiva mått, exempelvis mellan cytokiner och upplevd sömnighet och hälsa.

Publikationslista

Acute and long term adaptation of thyrotropin and prolactin to partial sleep deprivation and recovery
Axelsson J, T Åkerstedt, M Lekander, R Ekman & M Ingre.
Vid Associated Professional Sleep Societies (APSS) kongress i Salt Lake City juni 2006

Effects of long-term partial sleep deprivation on cytokines and slef-rated health
Axelsson J, T Åkerstedt, M Ingre, R Ekman, C Olgart Hoglund & M Lekander
Vid APSS kongress i Salt Lake City juni 2006

Subjective sleepiness during partial sleep loss depends on the context
Torbjörn Åkerstedt, John Axelsson, Göran Kecklund
Vid APSS kongress i Salt Lake City juni 2006

Five days with partial sleep deprivation and the effects on performance, sleepiness and effort
Göran Kecklund, John Axelsson & Torbjörn Åkerstedt
Vid APSS kongress i Salt Lake City juni 2006

The relation between subjective sleepiness and reaction time performance: an intra-individual approach
Göran Kecklund, John Axelsson & Torbjörn Åkerstedt
Vid APSS kongress i Salt Lake City juni 2006

One working week of partial sleep deprivation affects subjective health and immune function
Mats Lekander, Torbjorn Akerstedt, Caroline Olgart Hoglund, Rolf Ekman & John Axelsson
Vid American Psychosomatic Society (APS) kongress i Denver mars 2006

Acute and long term adaptation of TSH to partial sleep deprivation and recovery
Axelsson J, T Åkerstedt, M Lekander & M Ingre.
World Federation of Sleep Medicine (WASM) i Berlin oktober 2005.

Effects of acutely displaced sleep on testosterone
John Axelsson, Torbjörn Åkerstedt, Mirjam Ekstedt & Ulf Holmbäck
Vid ESRS i Prag, Tjeckien, 2004

Daytime sleep decreases postprandial glucose and triacylglycerol concentrations
John Axelsson, Ulf Holmbäck, Maria Lennernäs, Leif Hambraeus, Torbjörn Åkerstedt, Arne Lowden, Anders Forslund & Mats Stridsberg
Vid ESRS i Prag, Tjeckien, 2004

Effects of displaced sleep on circulating leukocytes
John Axelsson, Torbjörn Åkerstedt and Ulf Holmbäck
Vid APSS i Chicago, USA, 2003

Effects of acutely displaced sleep on testosterone
John Axelsson, Torbjörn Åkerstedt, Mirjam Ekstedt & Ulf Holmbäck
Vid Working Times Societies (WTS) i Santos, Brasilien, 2003