Fisiologia del sonno
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Fisiologia del sonno Il sonno • • • • • • Necessità primaria 1/3 della vita Diminuita sensibilità sensoriale Diminuita attività motoria Alterata coscienza Rapidamente reversibile polisonnografia • • • • • • EEG Elettrooculogramma Elettromiogramma Frequenza cardiaca Pressione arteriosa Flusso nasale • Saturazione O2 • Temperatura Il sonno è caratterizzato da stadi diversi • Stadio 1,2,3,4 sonno non REM, sonno sincronizzato • Sonno REM desincronizzato Veglia occhi aperti Veglia occhi chiusi α Stadio 1 Stadio 2 complessi K e fusi Stadio 3 onde lente tono parasimpatico Stadio 4 onde lente REM Caratteristiche del sonno REM • • • • • • • • Sonno desincronizzato Alto consumo ossigeno Atonia muscolare Movimenti oculari Miosi Abbassamento temperatura Sogni Erezione nei maschi • alcool e barbiturici lo riducono Che cosa induce il sonno? Diverse teorie • Sonno come processo passivo: riducendo le afferenze sensoriali si induce il sonno • Teoria reticolare l’attivazione della sostanza reticolare risveglia, distruzione della s.r. induce sonno permanente • Sonno come processo attivo indotto dall’attività di specifiche regioni cerebrali Preparati sperimentali per l’analisi del sonno 1: sonno profondo 2:Cicli normali 3:insonnia Tracciato EEG nel preparato pretrigeminale emimediopontino Lesione nell’emisfero sinistro > attività desincronizzata (insonnia)3 tracciati in basso Esistono quindi strutture ipnogene bulbopontine Zone cerebrali che influenzano il sonno • Stimolazione ipotalamo anteriore causa sonno • Stimolazione ipotalamo posteriore determina attivazione EEG • Il talamo influenza i fusi del sonno Il sonno è un processo nervoso attivo e ritmico pacemaker circadiano localizzato nel nucleo soprachiasmatico dell’ipotalamo anteriore influenzato dal ciclo luce buio,da fattori interni, ormonali e Temperatura Sistema esecutore che esegue e regola le varie fasi del sonno ed è infulenzato da fattori umorali, dalla veglia precedente, fattori psicologici e ambientali neocorteccia L’area preottica ventrolaterale APVL Dell’ipotalamo inibisce (GABA e galanina) Il sistema attivante la veglia Talamo APVL Formazione reticolare Sonno non-REM Il circuito talamo-corticale • Lo stato di coscienza e le transizioni tra veglia-sonno sono controllate dall’oscillatore talamo corticale che genera oscillazioni lente (teta e delta) e sincrone. • Quando l’oscillatore è in funzione compare lo stato di sonno, quando dominano i ritmi rapidi (beta e gamma) compare lo stato di veglia desincronizzazione Corteccia occipitale SONNO REM Processi omeostatici e circadiani • Il sonno può essere indotto da sostanze ipnoinducenti che si accumulano durante la veglia • Orologio biologico ipotalamico Afferenze retiniche Ormoni Temperatura corporea Fattori genetici Pacemaker Circadiano Nucleo soprachiasmatico Sostanze prodotte durante la veglia Afferenze sensoriali Temperatura ambiente Fattori psicologici, culturali e ambientali Fattori genetici Meccanismi omeostatici I due meccanismi sono in gran parte indipendenti Ciclo Sonno-veglia Regolazione omeostatica e circadiana del sonno Sostanze che influenzano il sonno • • • • • • • • • • Muramil-peptidi adenosina Lipopolisaccaridi Prostaglandine Interleuchina-1 Interferone Tumor nechrosis factor Peptide intestinale vasoattivo Serotonina Peptide inducente sonno delta Concentrazioni di adenosina L’adenosina sui recettori purinergici è un neurotrasmettitore inibitorio Caffeina e teofillina sono antagonisti Sonno e sistema immunitario • I fattori che promuovono il sonno interagiscono con il sistema immunitario • Ratti deprivati di sonno per 24 ore avevano un numero di leucociti inferiore del 20% rispetto ai controlli melatonina Cortisolo T MELATONINA Strutture coinvolte nei ritmi circadiani Orologio biologico circadiano • • • • Nuclei soprachiasmatici neuroni NSC Retina Tratto-retino-ipotalamico Epifisi:melatonina CARATTERISTICHE FISIOLOGICHE CIRCADIANE Modello genetico-molecolare: neuroni del nucleo soprachiasmatico ipotalamico La luce attiva i geni PER E CRY Bloccano La trascrizione I geni per e cry • Regolano l’espressione di canali ionici, trasportatori e recettori trasferendo la ciclicità del processo biomolecolare alla generazione di potenziali d’azione che assumono un andamento ciclico e modulano le strutture bersaglio • I neuroni dei nuclei soprachismatici nell’ipotalamo anteriore esprimono recettori gabaergici il cui effetto varia nelle 24 per via di cambiamenti di concentrazioni intracellulari di Cl oressine • oressinaA 33 aa oressinaB 28aa prodotte a livello dell’ipotalamo posteriore e laterale • Si legano a recettori OX1R e OX2R accoppiati a G proteins • Topi knockout > narcolessia • Prodotta maggiormente quando diminuisce il glucosio ematico Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder Age and condition Average amount of sleep per day Newborn up to 18 hours 1–12 months 14–18 hours 1–3 years 12–15 hours 3–5 years 11–13 hours 5–12 years 9–11 hours Adolescents 9–10 hours Adults, including elderly 7–8(+) hours Pregnant women 8(+) hours 50% sonno REM Polifasico Bifasico Circadiano Funzioni del sonno • Conservazione e recupero energetico (metabolismo anabolico) • Abbassamento temperatura • Memoria e apprendimento Ruolo del sonno nella memoria • Consolidamento di nuove memorie (sonno non REM) • Assimilazione e Generalizzazione delle informazioni (REM) Durante il sonno l’attività cerebrale non è inibita ma viene riorganizzata
