Elektrofisiologi Tidur, Irama Sirkadian dan Stadium Tidur 1 sampai 4

Elektrofisiologi Tidur

Semua makhluk hidup mempunyai irama kehidupan yang sesuai dengan beredarnya waktu dalam siklus 24 jam. Irama yang seiring dengan rotasi bola dunia disebut sebagai irama sirkadian. Tidur tidak dapat diartikan sebagai manifestasi proses deaktivasi sistem Saraf Pusat. Saat tidur, susunan saraf pusat masih bekerja dimana neuron-neuron di substansia retikularis ventral batang otak melakukan sinkronisasi.

Bagian susunan saraf pusat yang mengadakan kegiatan sinkronisasi terletak pada substansia ventrikulo retikularis batang otak yang disebut sebagai pusat tidur (sleep center). Bagian susunan saraf pusat yang menghilangkan sinkronisasi/desinkronisasi terdapat pada bagian rostral batang otak disebut sebagai pusat penggugah (arousal center).

Baca juga : Pare (Momordica Charantia), Penyebaran, Manfaat dan Khasiat

Gambar 1. Regio Otak yang terlibat dalam pengaturan pola tidur

Tidur terdiri atas dua keadaan fisiologis; nonrapid eye movement (NREM) dan rapid eye movement (REM). Pada tidur NREM, yang terdiri atas tahap 1 sampai 4, sebagian besar fungsi fisiologis sangat berkurang dibandingkan dengan keadaan terjaga. Fase awal tidur didahului oleh fase NREM yang terdiri dari 4 stadium, lalu diikuti oleh fase REM. Keadaan tidur normal antara fase NREM dan REM terjadi secara bergantian antara 4-6 kali siklus semalam. Tidur NREM yang meliputi 75% dari keseluruhan waktu tidur, sedangkan tidur REM meliputi 25% dari keseluruhan waktu tidur, tidak dibagi-bagi dalam stadium seperti dalam tidur NREM. Tidur NREM dibagi dalam empat stadium, antara lain :

• Stadium 1, berlangsung selama 5% dari keseluruhan waktu tidur. Stadium ini dianggap stadium tidur paling ringan. EEG menggambarkan gambaran kumparan tidur yang khas, bervoltase rendah, dengan frekuensi 3 sampai 7 siklus perdetik, yang disebut gelombang teta.
• Stadium 2, berlangsung paling lama, yaitu 45% dari keseluruhan waktu tidur. EEG menggambarkan gelombang yang berbentuk pilin (spindle shaped) yang sering dengan frekuensi 12 sampai 14 siklus perdetik, lambat, dan trifasik yang dikenal sebagai kompleks K. Pada stadium ini, orang dapat dibangunkan dengan mudah.
• Stadium 3, berlangsung 12% dari keseluruhan waktu tidur. EEG menggambarkan gelombang bervoltase tinggi dengan frekuensi 0,5 hingga 2,5 siklus perdetik, yaitu gelombang delta. Orang tidur dengan sangat nyenyak, sehingga sukar dibangunkan.
• Stadium 4, berlangsung 13% dari keseluruhan waktu tidur. Gambaran EEG hampir sama dengan stadium 3 dengan perbedaan kuantitatif pada jumlah gelombang delta. Stadium 3 dan 4 juga dikenal dengan nama tidur dalam, atau delta sleep, atau Slow Wave Sleep (SWS)

Gambar 2. Stadium 1 sampai 4 pada pola tidur NREM1

Baca juga : Pandan Wangi (Pandanus amaryllifolius), Manfaat dan Daerah Penyebaran

Tidur REM merupakan jenis tidur yang secara kualitatif berbeda, ditandai dengan tingginya tingkat aktivitas otak dan tingkat aktivitas fisiologis yang menyerupai tingkat aktivitas saat terjaga. Kira-kira 90 menit setelah awitan tidur, NREM menghasilkan episode REM pertama malam tersebut. Latensi REM 90 menit ini merupakan temuan yang konsisten pada orang dewasa normal, pemendekan latensi REM sering terjadi pada gangguan seperti gangguan depresif dan narkolepsi. Elektroensefalogram (EEG) merekam gerakan mata konjugat cepat yang merupakan ciri pengidentifikasi keadaan tidur (tidak ada atau hanya sedikit REM dalam tidur NREM); pola EEG terdiri atas aktivitas cepat bertegangan rendah dan acak dengan gelombang gigi gergaji. Elektromiograf (EMG) menunjukkan berkurangnya tonus otot yang nyata.

Pada orang normal, tidur NREM merupakan keadaan tentram dibandingkan saat terjaga. Denyut jantung secara khas melambat lima hingga sepuluh denyut per menit dibawah tingkat saat terjaga sedang istirahat dan sangat teratur denyutnya. Pernapasan juga dipengaruhi dan tekanan rendah cenderung rendah, dengan beberapa variasi dari menit ke menit. Potensial otot istirahat pada otot-otot tubuh lebih rendah pada tidur REM daripada keadaan terjaga. Gerakan tubuh episodik dan involuntar terdapat pada tidur NREM. Meskipun ada, terdapat sedikit REM dan jarang ada ereksi penis pada laki-laki. Aliran darah melalui sebagian besar jaringan, termasuk aliran darah otak, sedikit berkurang. Bagian tidur NREM yang paling dalam –tahap 3 dan 4- kadang-kadang disertai ciri bangkitan yang tidak biasa. Jika orang dibangunkan 30 menit hingga 1 jam setelah awitan tidur, biasanya pada tidur gelombang pendek, mereka akan mengalami disorientasi dan pikiran menjadi kacau. Membangunkan dengan cepat dari tidur gelombang pendek juga menyebabkan amnesia terhadap peristiwa selama dibangunkan tersebut. Kekacauan saat bangun dari tahap 3 atau 4 dapat menghasilkan masalah spesifik, termasuk enuresis, somnambulisme, dan mimpi buruk atau terror malam hari tahap 4.

Ukuran poligrafik selama tidur REM menunjukkan pola yang tidak teratur, kadang-kadang mendekati pola terjaga ketika dibangunkan. Karena pengamatan ini, tidur REM juga dinamakan tidur paradoksal. Denyut jantung, pernapasan, dan tekanan darah pada manusia semuanya tinggi saat tidur REM, lebih tinggi daripada selama tidur NREM dan sering lebih tinggi daripada saat bangun. Variabilitasnya dari menit ke menit bahkan lebih mencolok dibandingkan kadar atau frekuensinya. Penggunaan oksigen otak meningkat selama tidur REM. Respon ventilasi untuk meningkatkan kadar karbondioksida (CO2) berkurang selama tidur REM, sehingga tidak terdapat peningkatan volume tidal ketika tekanan parsial karbondioksida meningkat (PCO2). Termoregulasi berubah saat tidur REM. Berlawanan dengan keadaan pengaturan suhu homeotermik yang terjadi saat keadaan terjaga atau selama tertidur REM, keadaan poikilotermik (suatu keadaan suhu hewan yang beragam sesuai dengan perubahan suhu di sekelilingnya) berlangsung saat tidur REM. Poikilotermia yang merupakan ciri khas reptil, menimbulkan kegagalan berespons terhadap perubahan suhu lingkungan dengan menggigil atau berkeringat, yang bertujuan untuk mempertahankan suhu tubuh. 

Hampir semua periode REM pada laki-laki disertai dengan ereksi penis parsial atau penuh. Temuan ini memiliki nilai klinis signifikan dalam mengevaluasi penyebab impotensi, studi tumescence nokturnal penis merupakan salah satu uji laboratorium tidur yang paling lazim diminta. Perubahan fisiologis lain yang terjadi selama tidur REM adalah paralisis hampir total pada otot rangka (postural). Karena inhibisi motorik ini, gerakan tubuh tidak ada selama tidur REM. Mungkin ciri tidur REM yang paling khas adalah mimpi. Orang yang terbangun saat tidur REM sering (60 hingga 90%) melaporkan bahwa mereka mengalami mimpi. Mimpi selama tidur REM secara khas abstrak dan aneh. Mimpi dapat terjadi selama tidur NREM tetapi khasnya jelas dan bertujuan.

Baca juga : Lidah Buaya (Aloe Vera), Manfaat, Bentuk Tumbuhan dan Klasifikasi  

Sifat siklik pada tidur adalah regular dan dapat dieprcaya; periode REM terjadi kira–kira setiap 90 hingga 100 menit sepanjang malam. Periode REM pertama cenderung menjadi yang paling singkat, biasanya berlangsung kurang dari 10 menit; periode REM selanjutnya masing-masing dapat berlangsung 15 hingga 40 menit. Sebagian besar periode REM terjadi pada dua pertiga akhir malam, sedangkan sebagian besar tidur tahap 4 terjadi pada sepertiga pertama malam. Pola tidur ini berubah selama rentang hidup seseorang. Pada periode neonatus, tidur REM menunjukkan lebih dari 50% waktu tidur, dan pola EEG bergerak dari keadaan siaga langsung ke keadaan REM tanpa melalui tahap 1 sampai 4. Neonatus tidur kira-kira 16 jam sehari dengan periode bangun yang singkat. Pada usia 4 bulan, pola bergeser sehingga presentase total tidur REM berkurang hingga kurang dari 40% dan jatuh tertidur menjadi disertai periode tidur REM lebih awal. Saat dewasa muda, distribusi tahap tidur pada NREM 75% (tahap 1 : 5%, tahap 2 : 45%, tahap 3: 12%, tahap 4 : 13%). Distribusi ini relatif tetap konstan sampai usia tua, walaupun pengurangan terjadi pada tidur gelombang pendek dan tidur REM pada orang yang berusia lebih tua.