The Impact of Sleep deprivation on Animal Health

THE IMPACT OF SLEEP DEPRIVATION ON ANIMAL HEALTH

ผลกระทบจากการนอนหลบไมเพยงพอทมตอสขภาพสตว

ระบบประสาทสวนกลาง

การพก(rest) ไมรสกตว(coma)

รสต

หมดสตชวคราว

สามารถปลกใหตนได

การนอนหลบ

การนอนหลบ (Sleep)

Electroencephalogram (EEG) แบงระยะของการนอนหลบออกเปน 2 ระยะ

1.ระยะทไมมการกลอกของลกตา (Non Rapid Eye Movement, NREM) แบงเปน 4 ระยะยอย

2. ระยะทมการกลอกของลกตา (Rapid Eye Movement, REM)

Slow wave sleep (SWS)

NREM sleep

ระยะของการนอนหลบ (Stage of sleep)

ตนนอน (sleep

latency)

NREM ระยะ 1

NREM ระยะ 4

NREM ระยะ 3

NREM ระยะ 3

NREM ระยะ 2

REM

NREM ระยะ 2

วงจรการนอนหลบ(Sleep cycle)

ปจจยโนมนำาการนอนหลบ (Sleep factor)

สงแวดลอม : แสง เสยง อณหภม

อาย : วยทารก VS วยผใหญ

โภชนาการ : L-tryptophan

การออกกำาลงกาย : หลบแบบ SWS ไดนานขน

การนอนหลบไมเพยงพอ (Sleep deprivation)

ผลกระทบตอสขภาพกาย

- ออนลา

- งวงนอน- เปนโรคงาย

ผลกระทบตอสขภาพจต- ทกษะการเขาสงคมลดลง- หดห ซมเศรา

1. การเปลยนแปลงของฮอรโมนขณะนอนหลบ Suprachiasmatic nucleus (SCN)

pineal gland

retina

light

SerotoninMelatonin

retina

dark

SerotoninMelatonin

SleepWake up

เปรยบเทยบกบภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

ขณะนอนหลบ

Melatonin

Cause of sleep deprivation

- โรค Alzheimer- ฮอรโมนตางๆทำางานผดปกต- โรคกระดก- แผลในกระเพาะอาหารและลำาไส และโรคกรดไหลยอน

- ปรมาณสารอนมลอสระเพมขน

ผลกระทบจาก melatonin ทลดลง

light

SerotoninMelatonin

Sleep deprivation

ภาวะนอนหลบไมเพยงพอMelatonin

Preoptic areaAcetylcholineGABA

SWS GH58 %

GHRH ใน hypothalamus

GH ชวง SWS somatostatin GH

Electrical activity ของ NAใน locus coeruleus

Acetylcholine ใน brain stem REM sleep

ขณะนอนหลบGrowth hormone releasing hormone

Somatostatin

REM sleep deprivationstress

Electrical activity ของNA ใน locus coeruleus

wakefulnessSomatostatin

GH

Sleep deprivation GHRH mRNA GH

ภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

Growth hormone releasing hormone

Somatostatin

ผลกระทบจากปรมาณ GHRH ทเปลยนแปลงไป

- เหนยวนำาภาวะ insulin resistance และโรคเบาหวานชนดทสอง

- การเจรญเตบโตในเดกหรอลกสตวจงชาลงหรอเจรญไมเตมท

ภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

sleep melatonin ยบยง adenylyl cyclase ผาน MT1 บนผว thyrotroph

กดการแสดงออกของยนทใชสงเคราะห TSH TSH

การใชพลงงานอณหภมรางกายอบอนคงท

TH

ขณะนอนหลบ

thyroid hormone

TH ในเลอด (hypothyroxinemia)

ผลกระทบจากปรมาณ TH ทลดลง

Sleep deprivation Prepro-TRH mRNA express

TypeII 5'-deiodinase T3 ในสมอง

TSH

- ออนเพลย- หนาวงาย- เหนยวนำาใหเกดโรคอวน

ภาวะนอนหลบไมเพยงพอthyroid

hormone

sleep melatonin

stressor cortisol

PER1, BMAL1

leptin

Sleep deprivation

ผลกระทบจากปรมาณ cortisol ทเพมขน

- กดการทำางานของระบบภมคมกน- เหนยวนำาใหเกดภาวะ insulin resistance โรคเบาหวานชนดสอง โรคอวนและโรคหวใจ

- ฮอรโมน progesterone, testosterone และ estradiol ผดปกต

melatonin PER1, BMAL1

cortisolstressor

Cortisol

ขณะนอนหลบภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

NREM sleep การใช glucose Glucose

insulin

Light NREMREM sleep การใช glucose Glucose

cortisol

insulinsomatostatin

GH

ขณะนอนหลบInsuli

n

Acute sleep

deprivation

การใช glucose Glucose

insulin

Glucose ชวงกลางวนGlucose tolerance

cortisol, somatostatin

Chronic sleep

deprivation

รางกายปรบตวหลง insulin

Normalglucose level

Insulin resistance

Diabetes type II

ภาวะนอนหลบไมเพยงพอInsuli

n

sleep

sympathetic nervous system

Melatonin, insulin leptin ghrelin

Sleep deprivation

ผลกระทบจากปรมาณ leptin และ ghrelin ทเปลยนแปลงไป

- เปนปจจยโนมนำาใหเกดโรคอวน- เหนยวนำาภาวะ insulin resistance และโรคเบาหวานชนดทสอง

sympathetic nervous system

Melatonin, insulin leptin ghrelin

leptin และ ghrelin

ขณะนอนหลบภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

Systemic vascular resistance

Blood pressure

Cardiac output

Heart rate

sympathetic Parasympathetic Sympathetic

sympathetic

Systemic vascular resistance

Heart rate

Blood pressure

Cardiac output

2. การเปลยนแปลงของหวใจและระบบไหลเวยนโลหตขณะนอนหลบเปรยบเทยบกบภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

ขณะนอนหลบภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

NREM sleep

อตราการไหลเวยนเลอดทวรางกาย

blood pressure

Cardiac output

Heart rate

ParasympatheticParasympatheticSympathetic ลดลงและเพมขนเปนระยะๆ

Heart rate

Cardiac output

blood pressure

อตราการไหลเวยนเลอดทวรางกาย

Sympathetic

ขณะนอนหลบภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

REM sleep

Hypertension

Sleep deprivation

Venous return

vessle constrictsympathetic

blood pressure

heart ratecardiac output

ภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

1. Hypertension

Cortisol

LDL-Cholesterol

GherlinLeptin

glucose ในเลอด

Fatty acidCalories intake

Triglyceride และ CholesterolLDL receptor (liver)

ภาวะนอนหลบไมเพยงพอ2. Coronary heart

disease

monocyte ยดกบ endothelium แลวเปลยนเปน macrophage เพอเกบกน LDL-cholesterol

LDL-Cholesterol จบกบ endothelium

foam cell

endothelitis

Atherosclerotic plaque

Atherosclerosis

Coronary heart

disease

Th2, IL-4, IL-5, IL-10, IL-13

ขณะตน

Immunoglobulin

ตอบสนองตอสงแปลกปลอม ภายนอกเซลลไดดกวา

ขณะนอนหลบ

Th1, IL-1, TNF-α

White blood cell

ตอบสนองแบคทเรยและ Intracellular virus ดกวา

3. การเปลยนแปลงของระบบภมคมกนขณะนอนหลบเปรยบเทยบกบภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

กระตนระบบภมคมกน

สาเหตทระบบภมคมกนถกกระตนมากขนขณะนอนหลบ

กลไกการใชพลงงานจากกลโคส : ปรมาณกลโคสเหลอมากพอ สำาหรบการแบงตวของเซลลในระบบภมคมกน

ความเครยด : cortisol ลดลง ระบบภมคมกนจงทำางานไดอยาง เตมประสทธภาพ

ระดบฮอรโมน : cortisol, epinephrine และ norepinephrine ลดลง ขณะท growth hormone, prolactin, melatonin และ leptin มากขน

ขณะนอนหลบ

ขณะนอนหลบ

ผลจากการนอนหลบอยางเพยงพอตอระบบภมคมกน

ระบบภมคมกนสามารถใชกลโคสในการสรางเซลลภมคมกน

มปรมาณเซลลภมคมกนมากพอในการปองกนรางกาย

และไซโตไคนไดอยางเตมท

กระตนใหการนอนหลบแบบ NREM ยาวนานขน

Sleep deprivation NREM sleep

WBC

T-helper 1IFN-γIL-1, TNF-α

ภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

ผลกระทบโดยตรงตอไซโตไคน

ผลจากการนอนหลบไมเพยงพอตอระบบภมคมกน

Sleep regulatorySubstances :IL-1, TNF-α Possitive

feedback

SWSSWS

ภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

ผลจากการนอนหลบไมเพยงพอตอระบบภมคมกน

Sleep deprivation

Sleep regulatorySubstances :IL-1, TNF-α

ผลกระทบโดยตรงตอปจจยโนมนำาการนอนหลบ

รางกายตนตว การใชกลโคส ระบบภมคมกนขาดพลงงาน

ความเครยดสะสม

Cortisol, Norepinephrine, Epinephrine กดการทำางานของระบบภมคมกน

เซลลภมคมกน

ผลกระทบโดยออมตอการทำางานของระบบภมคมกน

ผลจากการนอนหลบไมเพยงพอตอระบบภมคมกน

ภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

Sleep deprivation Melatonin, leptin cortisol

กดการทำางานของระบบภมคมกน

“ภาวะนอนหลบไมเพยงพอทำาใหระบบภมคมกนมประสทธภาพการทำางานลดลง จงเพมโอกาสในการตดเชอ รางกายออนแอและเจบปวยไดงาย”

ผลกระทบโดยออมตอการทำางานของระบบภมคมกน

ผลจากการนอนหลบไมเพยงพอตอระบบภมคมกน

ภาวะนอนหลบไมเพยงพอ

ตวอยางสตวทไดรบผลกระทบจากการนอนหลบไมเพยงพอTHANK YOU FOR YOUR ATTENTION