Biologi tidur

Aspek patologis

Patologi tidur dapat dibagi menjadi enam kategori utama: insomnia (kesulitan memulai atau mempertahankan tidur); gangguan pernapasan terkait tidur (seperti sleep apnea); hipersomnia yang berasal dari pusat (seperti narkolepsi); gangguan ritme sirkadian (seperti jet lag); parasomnia (seperti berjalan sambil tidur); dan gangguan gerakan terkait tidur (seperti sindrom kaki gelisah [RLS]). Masing-masing kategori ini mengandung banyak gangguan dan subtipe yang berbeda. Kriteria klinis untuk patologi tidur terkandung dalam Klasifikasi Gangguan Tidur Internasional, yang menggunakan sistem pengelompokan terkondensasi: dissomnia; parasomnia; gangguan tidur yang terkait dengan kondisi mental, neurologis, atau lainnya; dan gangguan tidur yang diusulkan. Meskipun banyak gangguan tidur terjadi pada anak-anak dan orang dewasa, beberapa gangguan adalah unik pada masa kanak-kanak.

Hipersomnia berasal dari pusat

Ensefalitis epidermis lethargica dihasilkan oleh infeksi virus dari mekanisme bangun-tidur di hipotalamus, suatu struktur di ujung atas batang otak. Penyakit ini sering melewati beberapa tahap: demam dan delirium, hiposomnia (kurang tidur), dan hipersomnia (tidur berlebihan, terkadang berbatasan dengan koma). Pembalikan pola bangun tidur 24 jam juga sering diamati, seperti juga gangguan dalam gerakan mata. Meskipun kelainan ini sangat jarang, ia telah mengajarkan ahli saraf tentang peran daerah otak tertentu dalam transisi tidur-bangun.

Narkolepsi diduga melibatkan fungsi abnormal spesifik pusat pengaturan tidur subkortikal, khususnya area khusus hipotalamus yang melepaskan molekul yang disebut hipokretin (juga disebut orexin). Beberapa orang yang mengalami serangan narkolepsi memiliki satu atau lebih gejala tambahan berikut ini: cataplexy, kehilangan otot secara tiba-tiba sering dipicu oleh respons emosional seperti tertawa atau terkejut dan kadang-kadang sangat dramatis sehingga menyebabkan orang tersebut jatuh; hypnagogic (sleep onset) dan halusinasi visual hypnopompic (kebangkitan) dari jenis mimpi; dan kelumpuhan tidur hipnagogik atau hipnopompik, di mana orang tersebut tidak dapat menggerakkan otot sukarela (kecuali otot pernapasan) untuk jangka waktu mulai dari beberapa detik hingga beberapa menit. Serangan tidur terdiri dari periode REM pada awal tidur. Pemicu tidur REM yang terlalu dini (yang terjadi pada orang dewasa yang sehat umumnya hanya setelah 70-90 menit tidur NREM dan pada orang dengan narkolepsi dalam 10-20 menit) dapat menunjukkan bahwa gejala aksesori adalah aspek-aspek terpisah dari tidur REM; yaitu, cataplexy dan kelumpuhan mewakili penghambatan motor aktif dari tidur REM, dan halusinasi mewakili pengalaman mimpi tidur REM. Timbulnya gejala narkoleptik sering terbukti pada pertengahan masa remaja dan dewasa muda. Pada anak-anak, kantuk yang berlebihan belum tentu jelas. Sebaliknya, kantuk dapat bermanifestasi sebagai kesulitan atensi, masalah perilaku, atau hiperaktif. Karena itu, adanya gejala narkoleptik lainnya — seperti cataplexy, sleep paralysis, dan halusinasi hypnagogic — biasanya diselidiki.

Hipersomnia idiopatik (tidur berlebihan tanpa sebab yang diketahui) dapat melibatkan kantuk dan kantuk di siang hari yang berlebihan atau periode tidur malam lebih lama dari durasi normal, tetapi tidak termasuk periode REM onset tidur, seperti yang terlihat pada narkolepsi. Salah satu yang dilaporkan bersamaan dengan hipersomnia, kegagalan denyut jantung menurun selama tidur, menunjukkan bahwa tidur hipersomnia mungkin tidak setenang per unit waktu seperti halnya tidur normal. Dalam bentuk utamanya, hipersomnia mungkin diturunkan secara turun temurun (seperti halnya narkolepsi) dan diduga melibatkan beberapa gangguan fungsi pusat tidur hipotalamus; Namun, mekanisme penyebabnya sebagian besar tetap tidak diketahui. Meskipun beberapa perubahan halus dalam pengaturan tidur NREM telah ditemukan pada pasien dengan narkolepsi, baik narkolepsi dan hipersomnia idiopatik umumnya tidak ditandai oleh pola tidur EEG yang sangat abnormal. Beberapa peneliti percaya bahwa kelainan pada gangguan tersebut melibatkan kegagalan dalam mekanisme "nyalakan" dan "matikan" yang mengatur tidur daripada dalam proses tidur itu sendiri. Bukti eksperimental konvergen telah menunjukkan bahwa narkolepsi sering ditandai oleh disfungsi neuron spesifik yang terletak di hipotalamus lateral dan posterior yang menghasilkan hipokretin. Hipokretin terlibat dalam pengaturan nafsu makan dan tidur. Dipercayai bahwa hipokretin bertindak sebagai penstabil untuk transisi tidur-bangun, dengan demikian menjelaskan serangan tidur mendadak dan adanya aspek tidur (REM) yang dipisahkan selama terjaga pada pasien narkolepsi. Gejala narkoleptik dan hipersomnia kadang-kadang dapat dikelola dengan obat perangsang atau dengan obat yang menekan tidur REM.

Beberapa bentuk hipersomnia bersifat periodik dan bukan kronis. Satu kelainan langka dari tidur berlebihan secara berkala, sindrom Kleine-Levin, ditandai oleh periode tidur berlebihan yang berlangsung berhari-hari hingga berminggu-minggu, bersama dengan nafsu makan yang rakus, hiperseksualitas, dan perilaku seperti psikotik selama beberapa jam terjaga. Sindrom ini biasanya dimulai selama masa remaja, tampaknya lebih sering terjadi pada pria daripada pada wanita, dan akhirnya menghilang secara spontan selama remaja akhir atau dewasa awal.

Insomnia

Insomnia adalah gangguan yang sebenarnya terdiri dari banyak gangguan, yang semuanya memiliki dua karakteristik yang sama. Pertama, orang tersebut tidak dapat memulai atau mempertahankan tidur. Kedua, masalahnya bukan karena gangguan medis atau kejiwaan yang diketahui, juga bukan efek samping dari pengobatan.

Telah dibuktikan bahwa, berdasarkan kriteria fisiologis, tidur yang buruk yang digambarkan sendiri umumnya lebih baik daripada yang mereka bayangkan. Tidur mereka, bagaimanapun, memang menunjukkan tanda-tanda gangguan: gerakan tubuh yang sering, peningkatan tingkat fungsi otonom, berkurangnya tingkat tidur REM, dan, dalam beberapa, intrusi ritme bangun (gelombang alfa) sepanjang berbagai tahap tidur. Meskipun insomnia dalam situasi tertentu adalah umum dan tanpa impor patologis, insomnia kronis mungkin terkait dengan gangguan psikologis. Insomnia secara konvensional dirawat dengan pemberian obat-obatan tetapi seringkali dengan zat-zat yang berpotensi menimbulkan kecanduan dan berbahaya jika digunakan dalam jangka waktu lama. Telah dibuktikan bahwa perawatan yang melibatkan program kognitif dan perilaku (teknik relaksasi, pembatasan waktu tidur sementara dan pemulihannya secara bertahap, dll.) Lebih efektif dalam pengobatan insomnia jangka panjang daripada intervensi farmakologis.

Gangguan pernapasan terkait tidur

Salah satu masalah tidur yang lebih umum ditemui dalam masyarakat kontemporer adalah apnea tidur obstruktif. Pada kelainan ini, jalan nafas atas (di daerah di belakang tenggorokan, di belakang lidah) berulang kali menghambat aliran udara karena gangguan mekanis. Ini bisa terjadi puluhan kali per jam saat tidur. Sebagai akibatnya, terjadi pertukaran gas yang terganggu di paru-paru, yang mengarah pada penurunan kadar oksigen darah dan peningkatan kadar karbon dioksida (gas yang merupakan produk limbah metabolisme) yang tidak diinginkan. Selain itu, sering ada gangguan tidur yang dapat menyebabkan kurang tidur kronis kecuali diobati. Apnea tidur obstruktif biasanya dikaitkan dengan obesitas, meskipun malformasi fisik daerah dagu (misalnya, retrognathia atau micrognathia) dan pembesaran amandel dan kelenjar gondok juga dapat menyebabkan gangguan. Apnea tidur obstruktif dapat terjadi pada orang dewasa, remaja, dan anak-anak.

Penyebab yang kurang umum dari masalah pernapasan dalam tidur termasuk apnea tidur sentral. Istilah sentral (berlawanan dengan obstruktif) mengacu pada gagasan bahwa dalam rangkaian gangguan ini, mekanisme jalan nafas sehat tetapi otak tidak memberikan sinyal yang diperlukan untuk bernafas saat tidur.

Parasomnia

Di antara episode yang kadang-kadang dianggap bermasalah dalam tidur adalah somniloquy (sleep talking), somnambulism (sleepwalking), enuresis (mengompol), bruxism (menggiling gigi), mendengkur, dan mimpi buruk. Bicara saat tidur tampaknya lebih sering terdiri dari gumaman yang tidak jelas daripada ucapan yang bermakna panjang. Ini terjadi setidaknya kadang-kadang bagi banyak orang dan pada tingkat itu tidak dapat dianggap patologis. Sleepwalking adalah umum pada anak-anak dan kadang-kadang dapat bertahan hingga dewasa. Enuresis mungkin merupakan gejala sekunder dari berbagai kondisi organik atau, lebih sering, gangguan primer pada dirinya sendiri. Walaupun sebagian besar merupakan kelainan pada anak usia dini, enuresis bertahan hingga akhir masa kanak-kanak atau dewasa awal bagi sejumlah kecil orang. Penggilingan gigi tidak secara konsisten dikaitkan dengan tahap tidur tertentu, juga tidak cukup mempengaruhi pola tidur keseluruhan; tampaknya juga kelainan pada, bukannya pada, tidur.

Berbagai pengalaman menakutkan yang berhubungan dengan tidur pada suatu waktu disebut mimpi buruk. Karena tidak semua fenomena seperti itu terbukti identik dalam hubungannya dengan tahap tidur atau dengan variabel lain, beberapa perbedaan perlu dibuat di antara mereka. Teror tidur (pavor nocturnus) biasanya merupakan kelainan anak usia dini. Ketika tidur NREM tiba-tiba terganggu, anak itu mungkin menjerit dan duduk dengan ketakutan dan menjadi tidak koheren dan tidak dapat dihibur. Setelah beberapa menit, anak kembali tidur, seringkali tanpa pernah sepenuhnya sadar atau bangun. Ingat mimpi umumnya tidak ada, dan seluruh episode mungkin dilupakan di pagi hari. Mimpi kegelisahan paling sering tampaknya terkait dengan gairah spontan dari tidur REM. Ada kenangan tentang mimpi yang isinya sesuai dengan kebangkitan yang terganggu. Sementara kekambuhan mereka yang terus-menerus mungkin menunjukkan gangguan psikologis bangun atau stres yang disebabkan oleh situasi yang sulit, mimpi kecemasan kadang-kadang terjadi pada banyak orang yang sehat. Kondisi ini berbeda dari serangan panik yang terjadi saat tidur.

REM sleep behaviour disorder (RBD) adalah penyakit di mana tidur bertindak konten mimpi. Karakteristik utama dari gangguan ini adalah kurangnya kelumpuhan otot khas yang terlihat selama tidur REM. Konsekuensinya adalah bahwa orang yang tidur tidak lagi dapat menahan diri dari memerankan berbagai elemen mimpi secara fisik (seperti memukul bola bisbol atau lari dari seseorang). Kondisi ini terlihat terutama pada pria yang lebih tua dan dianggap sebagai penyakit otak degeneratif. Orang-orang dengan RBD tampaknya memiliki risiko yang meningkat untuk pengembangan penyakit Parkinson di kemudian hari.

Gangguan gerakan terkait tidur

Restless legs syndrome (RLS) dan gangguan terkait yang dikenal sebagai gangguan gerakan tungkai periodik (PLMD) adalah contoh gangguan gerakan terkait tidur. Ciri khas RLS adalah sensasi tidak nyaman di kaki yang membuat gerakan tak tertahankan; gerakan ini memberikan sedikit sensasi sementara. Meskipun keluhan utama yang terkait dengan RLS adalah terjaga, gangguan ini diklasifikasikan sebagai gangguan tidur karena dua alasan mendasar. Pertama, ada variasi sirkadian pada gejalanya, membuatnya jauh lebih umum di malam hari; kemampuan orang yang terkena untuk tertidur sering kali terganggu oleh kebutuhan yang tiada henti untuk bergerak ketika di tempat tidur. Alasan kedua adalah bahwa selama tidur kebanyakan orang dengan RLS mengalami gerakan periodik halus dari kaki mereka, yang terkadang dapat mengganggu tidur. Gerakan tungkai berkala, bagaimanapun, dapat terjadi dalam berbagai keadaan lain, termasuk gangguan tidur selain RLS, seperti PLMD, atau sebagai efek samping dari beberapa obat. Gerakan itu sendiri dianggap patologis jika mengganggu tidur.

Gangguan ditekankan saat tidur

Berbagai gejala medis dapat ditekankan oleh kondisi tidur. Serangan angina (nyeri dada tersedak spasmodik), misalnya, tampaknya dapat diperbesar dengan aktivasi sistem saraf otonom pada tidur REM, dan hal yang sama juga terjadi pada sekresi asam lambung pada orang yang menderita ulkus duodenum. Tidur NREM, di sisi lain, dapat meningkatkan kemungkinan jenis epilepsi tertentu. Sebaliknya, tidur REM tampaknya melindungi terhadap aktivitas kejang.

Orang yang depresi cenderung memiliki keluhan tidur. Mereka umumnya tidur terlalu banyak atau tidak cukup dan memiliki energi dan kantuk yang rendah di siang hari tidak peduli berapa banyak mereka tidur. Orang dengan depresi memiliki periode REM pertama yang lebih awal dalam tidur malam mereka daripada orang yang tidak depresi. Periode REM pertama, terjadi 40-60 menit setelah onset tidur, seringkali lebih lama dari biasanya, dengan lebih banyak aktivitas gerakan mata. Itu menunjukkan gangguan dalam fungsi pengaturan-drive, yang mempengaruhi hal-hal seperti seksualitas, nafsu makan, atau agresivitas, yang semuanya berkurang pada orang yang terkena dampak. Perampasan REM oleh agen farmakologis (antidepresan trisiklik) atau dengan teknik kebangkitan REM tampaknya membalikkan kelainan tidur itu dan untuk meringankan gejala yang timbul.

Gangguan ritme sirkadian

Ada dua jenis gangguan jadwal tidur: fase-lanjut tidur dan fase-tertunda tidur. Pada yang pertama, onset dan offset tidur terjadi lebih awal dari norma sosial, dan pada onset tidur yang tertunda dan bangun juga lebih lambat dari yang diinginkan. Tidur fase-tertunda adalah masalah sirkadian umum pada individu, terutama remaja, yang memiliki kecenderungan untuk tidur larut malam, tidur, atau tidur siang. Perubahan dalam siklus tidur-bangun juga dapat terjadi pada pekerja shift atau mengikuti perjalanan internasional melintasi zona waktu. Gangguan juga dapat terjadi secara kronis tanpa faktor lingkungan yang jelas. Berbagai gen yang terlibat dalam regulasi sirkadian ini telah terungkap, menunjukkan komponen genetik dalam kasus-kasus gangguan jadwal tidur tertentu. Kondisi ini dapat diobati dengan penyesuaian kembali waktu tidur secara bertahap. Penyesuaian dapat difasilitasi dengan cara fisik (misalnya, paparan cahaya) dan farmakologis (misalnya, melatonin).

Rasa kantuk di siang hari yang berlebihan adalah keluhan yang sering di kalangan remaja. Penyebab paling umum adalah jumlah jam tidur yang tidak memadai, karena jadwal sosial dan waktu mulai sekolah dini hari. Selain itu, untuk orang dari segala usia, paparan perangkat pemancar cahaya biru, seperti ponsel cerdas dan tablet, sebelum tertidur dapat berkontribusi pada masalah tidur, mungkin karena cahaya biru memengaruhi kadar melatonin, yang berperan dalam induksi tidur. Gangguan psikologis (misalnya, depresi berat), gangguan ritme sirkadian, atau jenis gangguan tidur lainnya juga dapat menyebabkan kantuk berlebihan di siang hari.

Teori tidur

Dua jenis pendekatan mendominasi teori tentang tujuan fungsional tidur. Kita mulai dengan fisiologi tidur yang terukur dan berupaya menghubungkan temuan-temuan itu dengan fungsi-fungsi tertentu, yang diketahui atau hipotesis. Sebagai contoh, setelah penemuan tidur REM dilaporkan pada 1950-an, banyak berhipotesis bahwa fungsi tidur REM adalah untuk memutar ulang dan mengalami kembali pemikiran siang hari. Itu diperluas dengan teori bahwa tidur REM penting untuk memperkuat ingatan. Kemudian gelombang lambat otak tidur NREM mendapatkan popularitas di kalangan ilmuwan yang berusaha menunjukkan bahwa fisiologi tidur berperan dalam memori atau perubahan lain dalam fungsi otak.

Teori-teori tidur lainnya mengambil konsekuensi perilaku dari tidur dan berusaha menemukan langkah-langkah fisiologis untuk mendukung tidur sebagai pendorong perilaku itu. Sebagai contoh, diketahui bahwa dengan kurang tidur orang lebih lelah dan kelelahan dapat menumpuk di malam berturut-turut dari tidur yang tidak memadai. Dengan demikian, tidur memainkan peran penting dalam kewaspadaan. Dengan itu sebagai titik awal, peneliti tidur telah mengidentifikasi dua faktor utama yang tampaknya mendorong fungsi ini: alat pacu jantung sirkadian, bersarang jauh di otak di daerah hipotalamus yang disebut nukleus suprachiasmatic; dan pengatur homeostatis, kemungkinan didorong oleh penumpukan molekul tertentu, seperti adenosin, yang memecah produk metabolisme seluler di otak (yang menarik, kafein menghambat pengikatan adenosin dengan reseptor pada neuron, sehingga menghambat sinyal tidur adenosin).

Untuk menggambarkan tujuan tidur sebagai mencegah kantuk adalah sama dengan mengatakan bahwa tujuan makanan adalah untuk mencegah kelaparan. Diketahui bahwa makanan terdiri dari banyak molekul dan zat yang menggerakkan banyak fungsi tubuh yang esensial dan bahwa rasa lapar dan kenyang adalah sarana bagi otak untuk mengarahkan perilaku ke arah makan atau tidak makan. Mungkin kantuk bertindak dengan cara yang sama: mekanisme untuk mengarahkan hewan menuju perilaku yang mencapai tidur, yang pada gilirannya menyediakan sejumlah fungsi fisiologis.

Teori tidur yang luas belum tentu lengkap sampai para ilmuwan mendapatkan pemahaman penuh tentang fungsi yang dimainkan tidur dalam semua aspek fisiologi. Dengan demikian, para ilmuwan enggan menetapkan tujuan tunggal untuk tidur, dan pada kenyataannya banyak peneliti berpendapat bahwa lebih tepat untuk menggambarkan tidur sebagai melayani berbagai tujuan. Misalnya, tidur dapat memfasilitasi pembentukan memori, meningkatkan kewaspadaan dan perhatian, menstabilkan suasana hati, mengurangi ketegangan pada sendi dan otot, meningkatkan sistem kekebalan tubuh, dan memberi sinyal perubahan dalam pelepasan hormon.