Il sonno. - Axada Catania

Il sonno.
Gli studi sulla complessita’ dei cambiamenti che
le onde cerebrali attuavano durante il sonno
iniziarono nel 1924 e già nel 1954 si arrivò alla
conclusione che durante il sonno le onde
cerebrali diventavano più ampie e lente.
Inoltre si scoprì che in uno stadio del sonno l
attivita’ cerebrale continuava a riprendere la
forma dello stato di veglia della persona
Il ciclo NREM - REM
Così si arrivò alla conclusione che il sonno
comprendeva diversi stadi
1 – In una parte , la prima del sonno , le onde
avevano un andamento che vedeva un aumento
dell ampiezza e una diminuzione della
frequenza
2 – Nella seconda si notava una ripresa dell’
attivita’ cerebrale che fu’ definita REM ovvero
dall’ inglese rapid eyes movement, una fase
nella quale era appunto possibile notare i
movimenti oculari che erano andati sparendo
nella prima fase NREM
Stadi del sonno
1 – In questo stadio si nota il passaggio dalla
veglia al sonno con il repentino mutare delle
onde irregolari che caratterizzano la veglia in
onde φ ( 3-4 Hz) che caratterizzano il sonno, si
nota il rallentamento dei movimenti oculari , e la
riduzione del tono muscolare , in più questa fase
puo’ essere caratterizzata da un iniziale
comparsa di scosse “ipniche” .
Possibili sono anche i microsonni che sono degli
stadi 1 della durata di pochi secondi spesso
fatali quando si sta guidando ( colpi di sonno)
Stadio 2
E’ la fase dove si presentano quei
meccanismi che sono chiamati “fusi del
sonno “ e “ complessi K.
I primi sono una serie di alternarsi di onde ad
ampiezza crescente e decrescente , i
secondi sono invece delle onde
caratterizzate da un vertice negativo con
grande ampiezza e un onda lenta positiva e
sono una sorta di oscillazione lenta che
avverrà con frequenza più alta dopo
Stadio 3 e 4
Sono questi gli stadi che caratterizzano la
cosìddetta oscillazione lenta
Si riducono ulteriormente i movimenti e la soglia
del risveglio e’ più alta
Il primo differisce dal secondo in quanto la
percentuale di onde lente ( onde σ - 2 cicli \
sec) e’ maggiore del 50 % nel 4 stadio.
Successivamente il sonno riprenderà dal 2 stadio
e poi con la fase REM nella quale l’ attività
cerebrale riprende come quasi nella veglia
Sonno REM
E’ caratterizzato da una alternanza di fasi
toniche e di fasi rapide
 Nella fase tonica si nota una atonia
muscolare antigravitazionale , un EEG
attivato quasi come nella veglia
 Si notano anche movimenti rapidi degli occhi
e un certo tono muscolare nel diaframma
 Come quella a onde lente è una fase di
sonno profondo con un alta soglia di risveglio
e che è caratterizzata anche dalla possibilità
di fare dei sogni

NREM - REM
Questo ciclo dura circa 1 – 2 ore e si ripete
generalmente in una notte 4 volte.
Un giovane adulto in percentuale si sofferma
per il 50 % del sonno nello stadio 2 per il
25% nello stadio 3 e 4 , il 5% nel 1 e il 20 25% nella fase REM.
Il tutto cmq varia nel corso della vita ed in
particolare al variare dell’ età
Inoltre il sonno a onde lente si manifesta di più
nella prima parte del sonno mentre la fase
REM va aumentando nell’ ultima parte
Variazioni in base all’ età

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

Nel neonato il ciclo NREM – REM dura circa 50 minuti ,
e la fase REM rappresenta il 50% del sonno totale
A 3 anni la fase REM viene ad essere come quella
adulta – 25% , continua il sonnellino pomeridiano per poi
scomparire nella fase di adolescenza
Tra i 3 e i 9 anni si ha la più alta percentuale di sonno
NREM e da qui la presenza di grosse difficoltà ad alzarsi
dopo essersi addormentati e i possibili terrori notturni
con enuresi che caratterizzano questa fase
Poi la fase NREM tende sempre più a diminuire nell’
adulto per arrivare nell’ anziano dove la fase REM è
breve ed egli tende a dormire di meno ma si corica di più
, ovvero aumenta il sonno pomeridiano e diminuisce
quello notturno:La nonna si alza sempre alle 5 del
mattino
Attivita’ γ
E’ quella attività che si stabilisce quando
dalla veglia e dunque da un EEG con
onde ad alto voltaggio e alta frequenza si
passa ad una condizione di maggiore
ordine ma con una frequenza ancora piu’
alta ( 40 cicli \ sec) che spesso
caratterizza le attivita’ cognitive
Oscillazione lenta
Abbiamo visto che questa caratterizza il 3 e 4 stadio del sonno ed
è correlabile con una riduzione del rilascio di Ach e l aumento di
altri neuromodulartori che induce una maggiore apertura del
canali K che così inducono una > iperpolarizzazione con
conseguente rallentamento del potenziale e delle onde che
diventano lente.
In quest’ onda è stato osservato una doppia fase una ( up – state)
che presenta un od positiva di circa 40 cicli \ sec e una ( down
state ) che rappresenta l onda negativa . L’ onda positiva dura
però molto poco , meno di un secondo .
Propagazione dell ‘ oscillazione lenta
Questa si propaga dalle regioni anteriori
della corteccia cerebrale verso quelle
posteriori.
Inoltre si è osservato che quest’ onda poiché
è presente con una frequenza di 2\min nel
1 stadio , 5\min nel 2 fino ad arrivare a 20 \
min nel 4 , dimostra che all’ aumentare
dell’ oscillazione lenta aumenta la
profondità del sonno
Sonno REM
Questo è caratterizzato da onde simili a quelle
registrabili durante la veglia se non addirittura
più alte in frequenza , tutto dipende da una
ripresa di scarica dei neuroni a causa della
ripresa del rilascio di Ach che induce la chiusura
dei canali K e quindi aumenta la frequenza di
scarica, possibili sono nel sonno REM anche dei
movimenti sia oculari che di altri mm( scosse )
con frequenze anche sopra i 40 cicli\ sec
Metabolismo e attività cerebrale in
REM e NREM
NREM – In questa fase si può notare come delle aree ben
precise diminuiscano la loro attività a seguito del
rallentamento e poi anche blocco dell’ attività sinaptica,
queste aree sono il talamo e poi nella corteccia l’ area
cingolata e prefrontale anteriore , le aree sensoriali 1
restano immutate , nella fase REM , vanno disattivandosi
delle aree simile alle precedenti ma si nota invece un
attivazione di quelle aree come l’ amigdala e le aree
connesse( ippocampo) che risultano più attive che nella
veglia in quanto la loro funzione onirica prevale nella fase
REM rispetto a quelle aree che riguardano il pensiero
razionale ( area prefrontale dorsolaterale)
Durante la fase NREM la attività metabolica si riduce del 40 %
NREM Le aree sensoriali non sono deattivate , lo sono quelle
motorie
Capacità di rispondere agli stimoli
Nella fase NREM abbiamo visto è presente l’ oscillazione
lenta con conseguente rallentamento dell’ attività
cerebrale e questo pare sia dovuto alla teoria del
cancello dove il talamo funge da cancello.
Questo è chiuso nella fase NREM ma resta aperto nella
fase REM , da qui la necessità di apportare un altro
sistema di disconnessione dal mondo esterno durante la
fase REM. Infatti se è vero che in NREM siamo
insensibili a stimoli come ad esempio voci o rumori in
quanto lo stimolo si blocca una volta arrivato al cancello
del talamo , nella fase REM , il talamo è attivo e quindi ci
sarà un qualche sistema interno che isoli il nostro
cervello come quando durante la veglia ci distogliamo
dal mondo esterno nel leggere un romanzo
Centri regolatori del ciclo sonno - veglia
RAS – sistema reticolare attivante
HHS – sistema ipotalamico del sonno
SGR – sistema generatore del sonno REM
SCN – nucleo soprachiasmatico o centro
circadiano
RAS
Questo comprende un gruppo di neuroni responsabile dello
stato di veglia e dello stato di attivazione della fase REM , si
trova nella parte rostrale del tronco e dell’ ipotolamo
posteriore e si basa sul rilascio di Ach che da i nn PPT e
LDT del tegmento pontino e dai nn del prosencefalo basale
inviano Ach che arriva alla tramite 2 vie , una che passa dal
talamo e una che passa dall’ ipotalamo e dallo stesso
prosencefalo basale.
Sono queste le vie Talamica ed extratalamica del RAS , inoltre
ad attivare la corteccia nelle stesse fasi è anche l’ ipotalamo
post ( nn tuberomammilari ) che scaricano tramite l’ istamina
a funzione attivatoria , non a caso alcuni farmaci che
aiutano il sonno sono anticolinergici o antistaminici. Infine
quello che del RAS scarica maggiormente è la formazione
reticolare tramite il Glutammato sempre ad azione attivatoria
Altre monoammine coinvolte nella
regolazione sonno - veglia
Noradrenalina – Locus ceruleus
Serotonina – Nucleo del rafe , questo come quello precedente
scarica in fase di attivita’ e smette nella fase REM ,
rallentando la sua azione col procedere degli stadi , a
differenza del precedente però la serotonina cessa di
essere scaricate in momenti di alta attenzione , venendo a
funzionare solo durante attivita’ ripetute come l’ attivita fisica
Dopamina – Sostanza nera , attivazione di quelle strutture
come il sistema limbico e la corteccia frontale , dove induce
la sensazione di piacere e gratificazione
Ipocretina – Attivazione
Psicostimolanti come le amfetamine (MDMA – Extasy), la
cocaina funzionano da bloccanti della ricaptazione delle
monoammine agendo dunque da agenti che prolungano l’
attivazione cerebrale
HHS o VLPO
Situato essenzialmente nell’ ipotalamo
anteriore o meglio area preottica ventro
laterale - VLPO (mentre nel posteriore
ricordiamo arrivava quello del RAS),
questo centro funge da potente
antagonista del RAS scaricando
essenzialmente GABA a funzione inibitoria
proprio sui neuroni del RAS
SGR
E’ situato nella parte posteriore del ponte e del bulbo
, nella formazione reticolare bulbare e nei nn visti
gia’ nel RAS ( nn PPT e LDT )
Scaricano Ach nella fase attivata di veglia e nella fase
REM , ma inducono una inibizione di alcuni centri
come quelli serotoninergici e noradrenergici che
non sono attivi nella fase REM
Dunque si può dire che nella fase della veglia
generale ci sono cellule colinergiche Ach ,
noradrenergiche NAD , e serotoninergiche STH che
scaricano al sistema limbico e alla corteccia mentre
nella fase REM sono SOLO le cellule Ach dei nn
PPT e LDT e formazione reticolare ponto – bulbare
a scaricare
SCN
E’ localizzato nell ‘ipotalamo inferiore ed è
una sorta di pacemaker che regola
attivando o inibendo il RAS e il HHS a
secondo della luce o buio
Regolazione del sonno
Fattore circadiano – NSC
Fattore vigilanza – Pensieri , preoccupazioni , stati d ansia
mantengono attivo il RAS anche se il cervello è molto stanco.
Molte sostanze o farmaci che bloccano ad esempio il legame
della adenosina coi neuroni Ach inducono la veglia. Infatti la
adenosina che si accumula dall’ atp nella veglia tende a inibire il
RAS ( la caffeina funziona così )
Fattore omeostatico – Più si ha deprivazione di sonno maggiore è
la volontà dei centri del sonno ad attivarsi. Può capitare che dopo
forti deprivazioni di sonno il sonno REM incalza prima di quello
NREM
Infine si può vedere che mentre il fattore circadiano o Processo C
tende a far addormentare una persona essenzialmente la notte e
poco nel primo pomeriggio e sera , il Processo S ( Fattore
omeostatico ) , tende a mantenere il sonno nell’ ultima fase della
notte
Funzioni del sonno
1 – Recupero cerebrale nel senso di recupero di
metaboliti , di proteine , di neuromodulatori, che
serviranno nella fase attiva
2 – Recupero memoria , nel senso che nel sonno
si riducono le interferenze e dunque le nozioni
apprese prima sono più facilmente elaborabili
nel sonno che aumenta inoltre il numero di vie
disponibili per l’ elaborazione dei dati
memorizzati prima in modo tale da consentire
una maggiore plasticità sinaptica .