Takaisin Tulosta

Unettomuutta selittäviä teoreettisia malleja

Lisätietoa aiheesta
Soiti Kajaste
3.12.2015

Unettomuuden teoreettiset mallit

Koska uni on monin tavoin määräytynyt, sitä voidaan myös tarkastella monesta näkökulmasta. Teoreettisten mallien osalta kirjoitus perustuu kahteen tieteelliseen julkaisuun «Perlis M, Shaw PJ, Cano G, Espie CA. Models of ins...»1, «Buysse DJ, Germain A, Hall M ym. A Neurobiological...»2. Unettomuutta selitetään seitsemällä eri teorialla.

Vanhimmat unettomuutta selittävät mallit olivat behavioraalisia: 1) uniärsykkeiden hallintamalli ja 2) Spielmanin kolmen tekijän malli. 1990-luvulta alkaen on kehitetty muitakin malleja, joista tässä esitellään viisi keskeisintä: 3) neurokognitiivinen malli, 4) psykobiologinen malli, 5) neurobiologinen malli, 6) banaanikärpäs- eli unettomuuden perinnöllisyysmalli ja 7) häkin vaihtomalli eli voimakkaan stressin vaikutus.

1) Uniärsykkeiden hallintamenetelmämalli perustuu instrumentaaliseen ehdollistumiseen eli syy-seuraus-periaatteeseen. Uneen normaalisti liittyvät ärsykkeet ovat unettomuudessa yhdistyneet valvomiseen. Toimet, joilla uneton yrittää korjata tilannetta − lepäily vuoteessa, vuoteen käyttäminen kaikenlaisiin toimiin − vain heikentävät uneen liittyvien ärsykkeiden mahdollisuutta tuoda uni. Uniärsykkeiden hallintamenetelmä on yleisimmin käytetty yksittäinen unettomuushäiriön ei-lääkkeellinen hoitomenetelmä, ja se on hyvin tutkittu. Vaikka menetelmä on tehokas, sen teho ei välttämättä perustu ehdollistumiseen, kuten on oletettu. Esimerkiksi unirytmin säännöllistäminen ja valveajan viettäminen muualla kuin vuoteessa vaikuttavat myös unen homeostaattiseen ja sirkadiaaniseen säätelyyn. Malli kuvataan myös yksinomaan instrumentaaliseen ehdollistumiseen perustuvana eli siihen perustuvana, miten toimemme lisäävät tai vähentävät unen todennäköisyyttä. Klassisen ehdollistumisen mukaan voitaisiin tutkia sitä, miten valveen fysiologian ja toimien jatkuva ajallinen yhteys unen ärsykkeisiin saattaa johtaa tilanteeseen, jossa uneen liittyvistä ärsykkeistä tulee ehdollisia valveärsykkeitä.

2) Spielmanin kolmen tekijän (3-P) malli kuvaa, miten unettomuudelle altistavat, sen laukaisevat ja sitä ylläpitävät tekijät ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Altistavat tekijät kattavat koko biopsykososiaalisen kentän. Biologisiin tekijöihin kuuluvat vilkastunut aineenvaihdunta, ylireagoivuus ja uneen sekä valveeseen liittyvien hermovälittäjäaineiden perustavanlaatuinen muuttuminen. Psykologisia tekijöitä ovat taipumus huolestua ja murehtia. Sosiaalisia tekijöitä ovat muun muassa vuodekumppaneiden eriaikaiset unirytmit ja sosiaalinen tai työn aiheuttama paine nukkua itselle sopimattomaan aikaan. Laukaisevat tekijät häiritsevät unta, ja yleensä ne ovat erilaisia stressin aiheuttajia. Ylläpitävillä tekijöillä tarkoitetaan erilaisia toimia, joihin uneton ryhtyy kompensoidakseen unettomuutta tai tullakseen toimeen sen kanssa. Näistä keskeisiä ovat vuoteessa harrastetut aktiviteetit, jotka eivät ole unen kanssa yhteensopivia, kuten vuoteessa lojuminen valveilla ja vuoteessa vietetty ylenmääräinen aika. Klassinen versio Spielmanin mallia keskittyy vuoteessa vietettyyn ylenmääräiseen aikaan. Varhain nukkumaan meno, myöhäinen ylösnouseminen ja nokoset ovat aluksi miellyttäviä ja siten itseään vahvistavia. Tapa pitkittää unta johtaa nukkumisen kyvyn ja nukkumismahdollisuuden huonoon yhteensopivuuteen. Uneton kehittää toimintamalleja, joiden tarkoitus on helpottaa unettomuutta, mutta jotka vastoin tarkoitusta pahentavat unettomuutta. Malli tuottaa heuristisen ja joustavan näkemyksen unettomuushäiriöstä, ja sitä voidaan käyttää hoidon kohteiden spesifioinnissa. Spielmanin mallin vahvuus onkin siihen perustuvan unen rajoittamisen uskottavuus ja toimivuus. Tästäkin mallista on vähän näyttöä yksittäisenä terapiamuotona, ja yleensä sitä käytetään yhdistettynä muihin terapioihin.

3) Neurokognitiivinen malli on Spielmanin mallin laajennus, mutta se integroi 3-P-malliin neurobiologisia ja neurofysiologisia tekijöitä. Neurokognitiivinen malli esittää, että unettomuus johtaa ehdollistuneeseen kortikaaliseen ylivireyteen, mikä ilmenee nopeataajuuksisena EEG-aktiviteettina unen aikana. Sen keskeiset periaatteet ovat seuraavat: Aktivaatiotaso tarkoittaa tilaa, jonka kohtaamamme ärsykkeet aiheuttavat. Ylivireyttä on kolmea lajia: kognitiivista, kortikaalista ja somaattista. Kortikaalinen aktivaatio on reaktio ärsykkeisiin. Kortikaalisella ylivireydellä tarkoitetaan aivokuoren aktivoitumista erilaisten ärsykkeiden seurauksena. Kun aivokuorelle tulee liikaa ärsykkeitä verrattuna tilanteen vaatimuksiin, se on ylivireä. Esimerkiksi jos menemme nukkumaan, ennen kuin mieli on irrottautunut päivän aktiviteeteista, mieli ja ruumis ovat levottomia ja aktivoivat erilaisin ärsykkein aivokuorta. Kognitiivinen ylivireys seuraa muisti- ja ajattelutoiminnoista tai esimerkiksi voimakkaista mielikuvista. Somaattinen ylivireys on esimerkiksi autonomisen hermoston yliaktiivisuuden, lihasjännityksen tai kipujen seurausta.

Kortikaalinen ylivireys on keskeinen unettomuuden etiologiassa ja patofysiologiassa. Se on klassisen ehdollistumisen tulos ja sallii kognitiivisia prosesseja, joita normaalisti ei esiinny unen aikana. Nukahtamisen ja unen ylläpitämisen ongelmat eivät ole varsinaisesti ylivireyden seurausta, vaan ne ovat nukahtamisvaiheen ja NREM-unen aikaisen lisääntyneen sensorisen ja kognitiivisen informaation prosessoinnin seurausta.

Unettomuutta ylläpitävistä tekijöistä keskeisin on instrumentaalinen ehdollistuminen, mutta myös klassisella ehdollistumisella on vaikutusta. Kun uneen liittyvät ärsykkeet ja unettomuuteen liittyvä valve yhdistyvät jatkuvasti, seurauksena on, että uneen liittyvä ärsykkeet tuottavat normaalia voimakkaamman kortikaalisen ylivireystilan nukahtamisen ja unen aikana. Tämän kortikaalisen ylivireystilan on ajateltu edeltävän kognitiivista ylivireystilaa ja muodostavan sen biologisen perustan. Kortikaalinen vireystila heikentää unen yhtenäisyyttä ja johtaa unen huonoon laatuun lisääntyneen sensorisen prosessoinnin, kognitiivisen prosessoinnin ja muistijälkien muodostumisen kautta. Lisääntyneen sensorisen prosessoinnin nukahtamisen ja NREM-unen aikana ajatellaan johtavan suoraan unen katkeiluun ja nukahtamisvaikeuksiin. Ehdollistunut kortikaalinen ylivireystila johtaa siten unen häiriintymiseen, joten unettomuushäiriö on seurausta voimistuneesta sensorisesta prosessoinnista, voimistuneesta kognitiivisen informaation prosessoinnista ja pitkäkestoisten muistijälkien muodostumisesta.

Ehdollistunut kortikaalinen vireystila ja sen seurauksena unettomuus ovat itseään vahvistavia kahdesta syystä: 1) jos uneen liittyvät ärsykkeet (X) toimivat ehdollisina ärsykkeinä kortikaaliselle ylivireystilalle (Y), tämä ehdollistuma on itseään vahvistava. Siis jos X herättää Y:n, Y:n esiintyminen vahvistaa X:n ja Y:n välistä yhteyttä. Esimerkiksi jos oma vuode (X), joka normaalisti merkitsee nukkumista, on alkanut merkitä paikkaa, jonka henkilö kokee kiduttavaksi, kituminen ja siihen liittyvät voimakkaat ärsykkeet (Y) assosioituvat vuoteeseen ja estävät nukahtamisen; 2) koska kortikaalinen ylivireystila sallii valveenkaltaisen informaation prosessoinnin, sensorisen prosessoinnin ja muistijälkien muodostumisen, vireystila voimistuu. Näiden syiden vuoksi unettomuus jatkuu, vaikka alkuperäiset laukaisevat tekijät eivät enää ole läsnä. Yleensä ehdollistumisessa ilmenevää reaktion sammumista ei tapahdu.

Neurokognitiivisen mallin vahvuuksia on se, että se antaa eritellyn kuvan vireystilasta. Sen mukaan ylivireystilan ei tarvitse olla niin korkea, että se itsessään estää nukahtamisen. Riittää, kun kortikaalinen ylivireys antaa mahdollisuuden valveen kaltaiselle ärsykkeiden prosessoinnille. Se esittää klassisen ehdollistamisen osuuden instrumentaalisen ehdollistamisen ohella unettomuuden säilymisessä. Malli esittää, miten krooninen unettomuus on itseään vahvistava. Malli tuottaa myös falsifioitavissa olevia hypoteeseja.

4) Psykobiologinen inhibitiomalli toteaa, että stressaavat elämäntapahtumat tuottavat sekä fysiologista että psykologista ylivireyttä, ja siitä seuraa tarkkaavaisuuden valikoiva suuntautuminen stressitekijöihin ja unettomuus. Useimmat unettomuushäiriön mallit esittävät, että ylivireys on keskeinen tekijä unettomuudessa. Inhibitiomalli kuitenkin esittää, että kykenemättömyys inhiboida valvetta on myös tärkeä tekijä. Mallissa esitetään, miten unettomuus on seurausta kyvyttömyydestä ehkäistä valvetilaa. Lisäksi siinä esitetään, miten kognitiiviset tekijät ylläpitävät unettomuutta. Unettomuushäiriön varhaisessa vaiheessa ilmenee unta ja valvetta ylläpitävien neurobiologisten systeemien perustavanlaatuista muuttumista. Muutokset ovat systeemisiä ja tapahtuvat todellisen tai kuvitellun uhan alaisina ja ovat osa laajempaa taistele tai pakene -systeemiä. Tätä muutosta vahvistavat kognitiiviset prosessit: tarkkaavaisuuden keskittyminen unen saantiin, nukahtamisen muuttuminen päämäärätietoiseksi toiminnaksi ja aktiivinen yrittäminen saada unta. Nämä prosessit vaikeuttavat osaltaan valveen inhibointia. Valikoiva tarkkaavaisuus ja unen yrittäminen näyttävät tutkimusten mukaan olevan keskeisiä tekijöitä unettomuushäiriön taustalla.

Normaalisti nukkuville nukahtaminen ja nukkuminen ovat automaattisia, mutta joustavia toimintoja. Unisysteemi kykenee mukautumaan tilanteen vaatimuksiin eikä häiriinny tilanteen vaatimista muutoksista unirytmissä. Tilapäinen unettomuus on periaatteessa korjaantuva systeemin joustavuuden vuoksi. Automaattisuudella taas tarkoitetaan sitä, että nukahdetaan sirkadiaanisen paineen, homeostaattisen paineen ja uneen liittyvien ärsykkeiden mukaan automaattisesti, suuntaamatta siihen tarkkaavaisuutta, yrittämättä ja ponnistelematta.

Akuutin unettomuuden ollessa kyseessä ajatellaan, että stressitilanteessa muodostunut ylivireystila on riittävä tuottamaan valveen inhibition. Unettomuushäiriön ollessa kyseessä ajatellaan, että psykologinen ja fysiologinen ylivireys ovat riittäviä häiritsemään unen normaalia homeostaattista ja sirkadiaanista säätelyä eli ovat riittäviä ehkäisemään normaalisti tapahtuvan valveen inhibition. Tarkkaavaisuuden siirtyminen stressitekijöistä unettomuuteen on kriittinen kohta akuutin unettomuuden muuttumisessa itseään ylläpitäväksi unettomuushäiriöksi.

Eläinkokeet (häkinvaihto) ja neurokuvantaminen ihmisillä tukevat psykobiologista inhibitiomallia. Kuitenkin valveen inhiboinnin ja ylivireyden selkeä erottaminen sekä valveen inhiboinnin käsitteellistäminen ja mittaaminen on vielä alkutekijöissään.

5) Neurobiologinen malli näyttää neurokognitiivisen mallin ja psykobiologisen mallin täsmennykseltä. Se sitoo unen ilmiöt tiettyihin aivorakenteisiin. Se myös kuvaa, miten unen ja valveen säätely häiriintyy, kun jotkut aivojen osat toimivat kuin valveilla NREM-unen aikana, mistä seuraa samanaikaista aluespesifiä unelle ja valveelle ominaista hermotoimintaa. NREM-unen aikana alueellinen neuronaalinen aktiivisuus ja metabolia ovat unettomilla hyvin nukkuvia voimakkaampia limbisessä ja parietaalisessa kuorikerroksessa, talamuksessa ja aivorungon ja hypotalamuksen vireyttä tuottavissa keskuksissa. Mallissa oletetaan, että unettomilla unta ei säätelekään yksi epävireessä oleva unikytkin, vaan että unikytkimiä on useita paikallisia, ja ne säätyvät epätahdissa. Samanaikainen unen ja valveen kaltainen neuraalinen toiminta auttaa selittämään unettomuuden kliinistä kuvaa ja hoidon vaikuttavuutta. Esimerkiksi precuneus-alueen aktiviteetti unen aikana voi olla osallisena kokemukseen, että on tietoinen itsestään. On myös jonkin verran näyttöä siitä, että lääkehoidot ja lääkkeettömät interventiot voivat normalisoida unettomilla tavattavia alueellisia muutoksia aivojen toiminnassa. Neurobiologinen malli eroaa muista unettomuuden malleista tarkastelun tason – spesifiset hermoverkot – perusteella. Loppujen lopuksi, psykologiset ja toiminnalliset rakenteet ovat neurobiologisesti määrittyneitä. Toisaalta hermoverkkojen toiminta ilmenee lopulta eliön toimintana. Kummankin tason ymmärtäminen on tärkeää.

6) Banaanikärpäsmalli eli unettomuuden perinnöllisyys. Banaanikärpäsmalli perustuu käsitteellisesti siihen, että unettomuudessa on ilmeisesti mukana perinnöllinen komponentti. Unettomuudella näyttäisi olevan taipumus esiintyä perheittäin, ja henkilöt, joiden perhetaustassa esiintyy unettomuutta, ovat ahdistuneita ja taipuvaisia stressiin liittyviin unihäiriöihin. Unettomuuden perinnöllisyyttä voidaan tutkia valitsemalla eläinpopulaatio, jolla luonnostaan esiintyy unettomuutta, ja risteyttää tätä populaatiota useiden sukupolvien ajan. Banaanikärpänen on omiaan usean sukupolven ajan jatkuvaan tutkimukseen. Banaanikärpästen unen määrässä ja päivän aktiivisuudessa on myös riittävästi eroja. Artikkelissa siteeratussa tutkimuksessa unettomaan ryhmään valittiin banaanikärpäsiä, joilla unen pituus oli lyhyt, univiive pitkä ja valveen aikainen aktiivisuus kohonnut. Näitä banaanikärpäsiä risteytettäessä uni lyheni sukupolvi sukupolvelta, kunnes se stabiloitui 60 sukupolven jälkeen. Sukupolven 65 kohdalla unettomista yli 50 %:lla unen pituus oli alle 60 minuuttia, kun kontrolleilla vastaava arvo oli noin 720 minuuttia (kontrollien arvo on arvioitu pylväsdiagrammista, lähteenä käytetyssä artikkelissa ei anneta kovin paljon lukuja). Unettomilla banaanikärpäsillä nukahtamisviive oli myös huomattavan pitkä, ja yhtäjaksoisen unijakson pituus oli maksimissaan 36 ± 9 minuuttia, kun se kontrolleilla oli 257 ± 22 minuuttia. Näiden banaanikärpästen unettomuutta arvioitiin myös kroonisuuden ja päiväaikaisen väsymyksen mukaisesti. Unen todettiin pysyvän stabiilina. Kun oppimiskykyä arvioitiin vastenmielisyyttä aiheuttavan ilmiön väistämisen oppimisella, tehtävä osoittautui sensitiiviseksi sekä unen vähäisyydelle että rikkonaisuudelle. Unettomien banaanikärpästen elinikä oli myös lyhentynyt kontrolliryhmään verrattuna. Banaanikärpäsmalli on siis uskottava malli unettomuuden periytyvyydestä. Tässä mallissa unettomuus oli kuitenkin huomattavasti suurempi kuin ihmisillä, sillä unettomat nukkuivat vain murto-osan kontrollien unesta. Tekijät arvelevat, että kyseessä saattaisi olla jo jonkinlainen unimutaatio.

7) Häkinvaihtomalli eli voimakkaan stressin vaikutus. Malli on kehitetty rotilla selvittämään lajityypillisesti erittäin stressaavan tilanteen vaikutusta akuuttiin unettomuuteen. Mallin tarkoituksena on identifioida ne hermoverkostot, jotka aktivoituvat akuuttiin stressiin liittyvässä unettomuudessa. Häkinvaihtomallissa manipuloidaan sosiaalista kontekstia. Tämä tehdään siirtämällä urosrotta unen aikana toisen urosrotan likaamaan häkkiin. Koska rotat ovat hyvin reviiritietoisia, toisen rotan häkissä oleminen tämän poissa ollessakin virittää välittömästi stressiin liittyvän taistele tai pakene -reaktion, johon kuuluu autonomisen hermoston ja HPA-akselin aktivoituminen ja valvetilan ylläpitäminen. Häiriintynyt uni seuraa useiden tuntien kuluttua, kun stressin fysiologiset vasteet ovat lievittyneet. Aivojen aktiviteettia tämän häiriintyneen unen aikana tutkittiin FOS-markkerilla. Tutkimuksessa todettiin uneen liittyvien hermoverkostojen olevan aktiivisia, mutta samanaikaisesti todettiin myös valveeseen liittyvien ratojen aktiivisuus. Fos-markkerin lisäksi sama ilmiö esiintyi myös EEG:ssä, jossa havaittiin valveelle tyypillisten nopeataajuuksisten EEG-aaltojen lisäksi unelle tyypillistä EEG-toimintaa. Tutkimuksessa todettiin myös, että stressin tuottama unettomuus nukahtamiselle otollisessa tilanteessa vaatii joukon toisiaan seuraavia neuronitapahtumia: sensorisia ärsykkeitä (visuaalisia ja hajuvihjeitä), jotka aktivoivat limbisen alueen, mikä taas aktivoi vireystilaa säätelevän järjestelmän, mistä seuraa kortikaalinen aktivoituminen, joka voidaan nähdä nopeataajuuksisena EEG:nä.

Tämän stressiparadigman tarkoituksena on osoittaa, että unen ja valveen välissä on välimuoto, koska sellainen tila edustaa normaalista valveesta ja unesta poikkeavaa muunnosta. Tutkijat ovat olettaneet, että unta tuottava VLPO (ventrolateraalinen preoptinen alue) on aktiivinen homeostaattisen ja sirkadiaanisen paineen vuoksi, mutta se ei voi sammuttaa valvesysteemiä, koska se on aktivoitunut voimakkaasti kortikaalisen ja limbisen systeemin tuottamasta informaatiosta. Toisaalta valvesysteemi ei pysty sammuttamaan unisysteemin toimintaa, koska se on univajeesta johtuvan sirkadiaanisen ja homeostaattisen paineen vuoksi erittäin aktiivinen. Tämä johtaa kahden vastakkaisen systeemin samanaikaiseen aktivoitumiseen. Tämän teorian mukaan akuutti stressin aiheuttaman unettomuus on tulosta kahden vastakkaisen systeemin samanaikaisesta aktivoitumisesta – systeemien, jotka normaalisti toimivat peräkkäin.

Yhteenveto

Neurokognitiivinen malli, neurobiologinen malli, psykologinen inhibitiomalli ja häkinvaihtomalli jakavat vähintään kaksi keskeistä väitettä: 1) stressi on keskeinen akuuttia unettomuutta tuottava tekijä ja 2) krooninen unettomuus on monimuotoinen tila, jota luonnehtii samanaikaisesti kohonnut keskushermoston aktiivisuus ja kykenemättömyys ehkäistä valvetta tuottavia prosesseja. Neurokognitiivinen malli ja psykobiologinen inhibitiomalli eroavat siinä, minkä osuuden ne antavat kognitiivisille tekijöille. Psykobiologinen inhibitiomalli antaa kognitiivisille tekijöille keskeisen roolin unettomuuden ylläpitämisessä. Ihminen on hereillä, koska hän on huolissaan tai tarkkailee unettomuuttaan. Neurokognitiivisessa mallissa kognitiivisilla tekijöillä ei ole samanlaista roolia, vaan ihminen on huolissaan tai tarkkailee unta, koska on hereillä. Häkinvaihtomalli eroaa kuvatuista malleista siinä, että se keskittää huomion unikytkimeen ja sen häiriintyneeseen säätelyyn, ja saman tekee neurobiologinen malli. Banaanikärpäsmalli taas keskittää huomion perinnöllisyyteen. Nämä mallit täydentävät toisiaan. Käytännön työssä joutuu potilaskohtaisesti valitsemaan, mikä malli auttaa parhaiten ymmärtämään kyseistä potilasta ja suuntamaan hänen hoitoaan.

Kirjallisuutta

  1. Perlis M, Shaw PJ, Cano G, Espie CA. Models of insomnia. Kirjassa: Kryger MH, Roth T, Dement WC (toim.) Principles and Practice of Sleep Medicine, 2011:850-66, Elsevier*
  2. Buysse DJ, Germain A, Hall M ym. A Neurobiological Model of Insomnia. Drug Discov Today Dis Models 2011;8:129-137 «PMID: 22081772»PubMed