Formazione UNIVA 2013
Disturbi del sonno in
pazienti affetti da demenza
proposta di studio
Francesca Frangipane
Maria Anfossi
Centro Regionale Neurogenetica
Lamezia Terme, 3 luglio 2013
BASI MOLECOLARI DEL RITMO SONNO -VEGLIA
Il ritmo circadiano è una modificazione ciclica che si produce nell’arco delle 24 ore,
determinando un’ alterazione ritmica di un comportamento o di un
processo fisiologico (ritmo sonno-veglia, secr. cortisolo var. temperatura corporea).
I ritmi circadiani dipendono da un sistema circadiano endogeno cioè da “orologi
interni” che si si mantiene sincronizzato con il ciclo naturale del giorno e della notte
mediante stimoli naturali come la luce solare
Nei vertebrati i ritmi circadiani sono sincronizzati dalla con il ciclo luce-ombra
MELANOPSINA
E’ la chiavetta per ricaricare
ogni giorno il ritmo circadiano
Fotopigmento contenuto nelle
cellule gangliari della retina che
rispondono alla luce
depolarizzandosi.
Gli assoni di questi neuroni
decorrono nel tratto
retinoipotalamico e proiettano al
nucleo soprachiasmatico (NSC),
svolgendo una funzione cruciale
nella sincronizzazione dei ritmi
circadiani al ritmo luce-buio.
L’attivazione dell’NSC
stimolerà la ghiandola pineale
che sintetizza un neurormone
melatonina che promuove il
sonno
I geni «Clock»
Sono gli ingranaggi del nostro orologio interno e oscillando nella
loro espressione mettono in moto il meccanismo molecolare
responsabile del ritmo circadiano.
I geni «positivi» attivano l’espressione dei geni «negativi»
che a loro volta alla fine del ciclo con la loro espressione
bloccheranno i geni «positivi» silenziandoli
Il primo passo per la trasduzione del segnale è rappresentato dal rilascio di
Glutammato che è il principale neurotrasmettitore rilasciato dalle cellule
retiniche in risposta alla luce.
Nei mammiferi, questo fine meccanismo funziona mediante due sistemi di
regolazione
Come fanno Bmal1 e Clock ad attivare la trascrizione di altri geni?
L’attivazione
trascrizionale è
facilitata da Clock
(giallo) che ha attività
di istone acetil
trasferasi.
la repressione invece avviene quando al complesso Bmal-Clock si
legano Per e Cry per cui il complesso è fosforilato, si stacca dal DNA e
la trascrizione si blocca.
Componenti «accessori» del sistema Clock
CK1δ/ε fosforilano PER, se la
fosforilazione riguarda la parte Nterminale di PER si avrà la
degradazione, se invece la
fosforilazione riguarda la parte Cterminale allora PER è stabile e
forma il complesso con CRY.
Geni clocks & disturbi del
sonno
I geni Clocks hanno un ruolo chiave nei disturbi del sonno
•PER2, CK1δ/ε advanced sleep phase (risvegli precoci la mattina)(Toh et
al. 2001)
•PER3 delayed sleep phase (insonnia iniziale)(Ebisawa et al. 2001)
•CLOCK delayed sleep timing (preferenza per le attività serali e alla
sonnolenza diurna)(Ebisawa et al. 2001, Coub et al 2010, Mishima et al
2004)
Variazioni del gene OPN4
sono stati correlate a «disordini
affettivi stagionali» o più in
generale a disordini di tipo
psichiatrico.
Geni clocks & demenza????
La maggior parte degli studi sono basati sul profilo di espressione dei
geni clock.
Obiettivo di questi studi è valutare se l’espressine dei «clock genes» nel
cervello di pazienti con patologie neurodegenerative è alterata rispetto
a soggetti di controllo.
Cermakian et al dimostrano che i cervelli dei pazienti con AD
presentano livelli di espressione dei «clock genes» è alterata rispetto ai
controlli indicando un malfunzionamento nella trasduzione dei segnali
circadiani
In letteratura sono presenti studi tipo GWAS che tentano di identificare varianti
polimorfiche nei geni clock che possano essere associati al disturbo sonno nei
pazienti AD.
La maggior parte degli studi o non danno risultati positivi o non sono replicabili.
Ovviamente essendo polimorfismi i dati sono dibattuti e i risultati sono campione
specifici e popolazione dipendente
OBIETTIVO
Valutazione dei disturbi del sonno in
pazienti affetti da Demenza rispetto a
soggetti cognitivamente integri ma
con sonno disturbato e rispetto a
soggetti sani.
Disturbi del sonno da indagare
Efficienza del sonno notturno
Insonnia
Ipersonnia diurna
Disturbo comportamentale del sonno REM
OSAS
Sindrome delle gambe senza riposo
Criteri di inclusione
Pazienti affetti da demenza con CDR non >2
Caregiver affidabile
Criteri di esclusione
Malattia cerebrovascolare
Terapia con antiepilettici
Farmaci ipnoinduttori o psicotropi?
Scheda iniziale raccolta dati
Nome e Cognome
Età
Residenza
Caregiver primario (bed partner)
Diagnosi
Età di esordio
Durata di malattia
CDR
Terapia farmacologica
Misure biometriche (peso, altezza,circonferenza collo)
Abitudini voluttuarie (alcool, caffè, tabagismo)
Metodi di valutazione
Ricerca anamnestica dei disturbi del sonno
Scale di valutazione
Pittsburg Sleep Quality Index (PSQI)
Valuta l’efficienza del sonno notturno
Epworth Sleepness Scale (ESS)
Valuta l’ipersonnia diurna
Mayo Sleep Questionnaire (MSQ)
Valuta la presenza di disturbo comportamentale del sonno REM (somministrato al caregiver)
Questionario di Berlino
Valuta la probabilità di OSAS
Criteri di valutazione per la Sindrome delle gambe senza riposo
Valutazione strumentale
Sospetto di disturbo del sonno o ipersonnia
(positività ai questionari):
Actigrafia
Se positivo: polisonnografia?
Sospetto di OSAS (anamnesi, questionario di Berlino):
Ossipulsimetro notturno
Se positivo: polisonnografia?
Actigrafia
Permette un monitoraggio protratto della condizione di movimento
(veglia) e di marcata riduzione di movimento (sonno) e rappresenta un
indice sufficientemente oggettivo del ritmo sonno-veglia
Utilizza un apparecchio grande come un orologio, che può essere
posizionato al polso o ad un arto inferiore.
Gli impieghi classici dell'actigrafia sono gli studi del ritmo circadiano e le
misurazioni del rapporto riposo-attività come indice del ritmo sonnoveglia.
Lo strumento contiene dei sensori molto sensibili al movimento, che
trattengono in memoria tutti i segnali poi tradotti in grafico dopo un
periodo variabile di impiego (anche 3-4 giorni). Possono essere anche
registrati i livelli di rumore e di luce, consentendo così di valutare
obiettivamente sia gli schemi del sonno sia l'ambiente dove si dorme
La Pulsiossimetria dinamica
E’ una metodica diagnostica che utilizza un piccolo apparecchio
portatile in grado di valutare i seguenti parametri: frequenza
cardiaca, saturazione di ossigeno, indice di perfusione, curva
pletismografica.
Si effettua posizionando un piccolo sensore all'estremità di un dito
per il tempo di osservazione deciso.
Analisi genetico-molecolare
I disturbi del sonno sono estremamente frequenti nelle malattie neurodegenerative e poiché
i geni clock svolgono un ruolo cruciale nell’alterazione del ritmo sonno-veglia;
ci domandiamo se disturbi del sonno nelle malattie neurodegenerative possano dipendere
da una variabilità genetica dei geni clock
I polimorfismi dei geni clocks da analizzare sono:
•T3111C del gene Clock: correlato alle preferenze per attività diurne o notturne
(mornigness o eveningness) (RFLP)
•C111G DEL GENE Per2 : correlato alle preferenze per attività diurne
(sequenziamento)
•VNTR del gene Per3: associato ad insonnia iniziale e alla sindrome del risveglio
ritardato (RFLP)
•Apo E: correlato alle apnee notturne (RFLP)
•P10L del gene OPN4: correlato al «cronotipo» mattiniero (allodole) o notturno (gufo)
a seconda della preferenza per il periodo del sonno e delle attività. (sequenziamento)
Questa proposta parte dall’idea che la combinazione di più polimorfismi in questi
geni possa essere rilevante nella determinazione del cronotipo in pz con patologie
neurodegenerative
1° Hp di lavoro:
Arruolare in un anno pz dementi ai quali verrà valutata la presenza del disturbo
del sonno
Arruolare soggetti di controllo in numero almeno doppio rispetto ai casi e
valutare anche in questi la presenza o meno del disturbo del sonno
Valutare il genotipo di questa coorte in relazione a polimorfismi selezionati e
vedere se il genotipo dei soggetti dementi è diverso dal genotipo dei controlli
Criticità:
1)Numero di pazienti e controlli (molto alto)
2)Necessità assoluta di avere il gruppo di soggetti di controllo per capire se
l’eventuale associazione SNP/ disturbo del sonno sia legata al disturbo del
sonno in sé o piuttosto alla demenza.
3)I fenotipi considerati sia per la demenza che per il disturbo del sonno sono
MOLTO eterogenei e questo potrebbe creare un bias.
4)La scelta dei polimorfismi è fatta in base alla riproducibilità nel nostro
laboratorio.
2° Hp di lavoro:
Arruolare in un anno pz con malattia neurodegenerativa ( AD o MP o DLB o
FTD) ai quali verrà valutata la presenza di un determinato disturbo del sonno
Nei pz AD i disturbi del sonno più comune sono
• i frequenti risvegli notturni con conseguente sonnolenza diurna
•Apnee in sonno con frammentazione del sonno (Dauvilliers, 2007; Cardinali et al.,2010)
Nei pz con MP o DLB i disturbi del sonno più comune sono
•disturbo comportamentale in sonno REM (RBD) (Rongve et al., 2010)
Valutare il genotipo di questa coorte in relazione a polimorfismi selezionati nei
geni clock
criticità:
•Fenotipo ristretto quindi problemi di numerosità potrebbero emergere
•Necessità assoluta di avere il gruppo di soggetti di controllo per capire se
l’eventuale associazione SNP/ disturbo del sonno sia legata al disturbo del
sonno in sé o è correlata al processo neurodegenerativo
Criticità comuni alle due ipotesi
Selezione dei pazienti:
1. Preselezione o segnalazione da parte dei clinici durante gli ambulatori?
2. Utilizzo di farmaci psicotropi
3. Esclusione pazienti che dormono da soli (no caregiver informativo)
4. Numerosità del campione
5. Tempo di osservazione
Selezione dei controlli:
A. Collaborazione con altri centri
Valutazione strumentale:
Disponibilità dei pazienti a sottoporsi alle
misurazioni (lontananza geografica per la
restituzione)
Costi actigrafo e pulsiossimetro
Inquadramento diagnostico del
disturbo del ritmo sonno-veglia:
Assenza di conferma diagnostica strumentale con
polisonnografia
Fattibilità?
Proposte?
Grazie per i suggerimenti
