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Elimina i "rifiuti": il sonno rigenera il cervello e contrasta le malattie neurodegenerative

Il sonno, soprattutto quello profondo, contrasta l’Alzheimer. Dall’eliminazione dei “rifiuti” dal cervello alla protezione dalle tossine. Insomma, dormire bene tiene alla larga le malattie neurodegenerative. È il risultato di un nuovo studio della Northwestern University che sottolinea, ancora una volta, così come hanno fatto indagini precedenti, l’importanza del corretto riposo. Secondo quanto spiega Ravi Allada, professore in Neuroscience e presidente del Dipartimento di Neurobiologia del Weinberg College of Arts and Sciences nel nord ovest, direttore associato del Northwestern's Center for Sleep and Circadian Biology, membro del Chemistry of Life Processes Institute e autore senior dello studio, questa capacità di rimuovere i “rifiuti” da parte del cervello in realtà si verifica anche durante la veglia o durante le altre fasi del sonno ma è durante la fase del sonno profondo che essa si rivela particolarmente efficiente. Nell’indagine, pubblicata su Science Advances, i ricercatori descrivono come hanno ottenuto queste informazioni eseguendo esperimenti sui moscerini della frutta, piccole mosche che hanno cicli del sonno-veglia sorprendentemente simili a quelli degli esseri umani e che proprio per questo vengono presi in considerazione quando si tratta di studi sul sonno o su tutto ciò che riguarda questo argomento per gli esseri umani. I ricercatori si sono concentrati soprattutto sul sonno profondo di questi moscerini, simile alla fase del sonno profondo umana con le sue lente onde cerebrali e hanno scoperto che, i moscerini, durante questa importante fase, estendono e ritraggono in maniera ripetuta la proboscide, ossia quella sporgenza che hanno davanti al muso. Si tratta di un movimento di pompaggio di fluidi verso quelli che sono considerati le versioni dei reni negli umani.

«Il nostro studio mostra che questo facilita l’eliminazione dei rifiuti e aiuta nel recupero degli infortuni» spiega Allada. Compromettendo la fase del sonno profondo nei moscerini, questi ultimi erano meno capaci di eliminare una sostanza che gli stessi ricercatori avevano iniettato nei loro corpi e risultavano più suscettibili alle lesioni traumatiche. Questo studio mostra perché la maggior parte degli animali debba dormire, nonostante la fase di sonno sia rimasta ancora pericolosissima perché rende il corpo particolarmente vulnerabile agli attacchi. Evidentemente i benefici che il sonno apporta, come la rimozione di importanti rifiuti, restano ancora nettamente superiori ai pericoli che possono incorrere durante una fase in cui si è praticamente incoscienti e quindi la stessa evoluzione non ha permesso che il sonno stesso possa essere intaccato in qualche modo. Quando gli scienziati hanno compromesso il sonno profondo delle mosche, le mosche erano meno in grado di eliminare un colorante non metabolizzabile iniettato dai loro sistemi ed erano più suscettibili a lesioni traumatiche. Secondo l’autore della ricerca, questo studio ci avvicina alla comprensione della motivazione per cui tutti gli organismi hanno bisogno di dormire anche se, proprio gli animali, specialmente quelli in natura, sono incredibilmente vulnerabili quando dormono. Ma la ricerca mostra sempre più che i benefici del sonno, inclusa la rimozione cruciale dei rifiuti, superano questa maggiore vulnerabilità.


L’eliminazione dei rifiuti, un’antica funzione riparatrice


La rimozione dei rifiuti potrebbe essere importante, in generale, per mantenere la salute del cervello o per prevenire le malattie neurogenerative», ha affermato il dottor Ravi Allada, autore senior dello studio. La rimozione dei rifiuti può verificarsi durante la veglia e il sonno, ma è notevolmente migliorata durante il sonno profondo. Questo movimento di pompaggio sposta i fluidi possibilmente alla versione mosca dei reni - spiega Allada -. Il nostro studio mostra che questo facilita l'eliminazione dei rifiuti e aiuta nel recupero degli infortuni. La nostra scoperta che il sonno profondo ha un ruolo nell'eliminazione dei rifiuti nel moscerino della frutta indica che l'eliminazione dei rifiuti è una funzione fondamentale del sonno conservata in modo evolutivo. Questo suggerisce che l'eliminazione dei rifiuti potrebbe essere stata una funzione del sonno nell'antenato comune delle mosche e degli esseri umani.

Tutti i consigli per RIPOSARE meglio ed essere più energici

 

La privazione del sonno altera l'apprendimento, la memoria e la funzione immunitaria oltre a ritardare la guarigione delle ferite, ma una buona notte di sonno può invertire queste menomazioni. Proponiamo che quelle funzioni conservate rappresentino le funzioni primordiali del sonno che hanno guidato l'evoluzione di questo stato enigmatico. Una di queste funzioni proposte comporta l'eliminazione dei rifiuti dal cervello attraverso i cambiamenti innescati dal sonno nella dinamica dei fluidi. In un modello, il liquido cerebrospinale (CSF) entra nel parenchima cerebrale attraverso percorsi periarteriosi, guidando la convezione del liquido interstiziale (ISF) che rimuove i prodotti di scarto tossici dallo spazio interstiziale del cervello e drena lungo i percorsi perivenosi. Inoltre, il flusso sanguigno cerebrale e il volume del sangue diminuiscono durante il sonno a onde lente (SWS), causando un'inversione temporanea della direzione del flusso del liquido cerebrospinale nel terzo e quarto ventricolo. Queste oscillazioni emodinamiche guidate da SWS facilitano potenzialmente l'eliminazione dei rifiuti consentendo a CSF e ISF di mescolarsi. Sebbene il sonno sia stato spesso caratterizzato nei mammiferi utilizzando firme neurali per diverse fasi del sonno, i criteri comportamentali vengono generalmente applicati a un'ampia gamma di organismi. Questi criteri comportamentali includono la quiescenza comportamentale reversibile alla stimolazione, una postura caratteristica, una ridotta reattività sensoriale e un sonno di rimbalzo in seguito alla privazione del sonno.

Dal risparmio energetico al degrado delle prestazioni

Nello studio è stato dimostrato che il sonno della drosofila è importante per l'apprendimento e la memoria, risparmio energetico, riducendo il degrado delle prestazioni indotto dalla veglia e supportando le funzioni immunitarie. Vi sono prove crescenti che il sonno degli invertebrati sia composto anche da diverse fasi. Il sonno profondo negli invertebrati ha distinti correlati neurali. Oscillazioni lente (8 Hz), accompagnate da una postura specifica e soglie di eccitazione aumentate, sono state identificate nei gamberi e oscillazioni di 1 Hz in risposta all'aumento della pressione del sonno sono state osservate localmente nei neuroni della drosophila R5. Le api che si addormentano progrediscono attraverso diverse posture correlate a soglie di eccitazione aumentate e i moscerini della frutta attraversano fasi di sonno più leggero e più profondo durante un periodo di sonno, come indicato dai cambiamenti nelle soglie di eccitazione. L'inizio del sonno è un processo cerebrale discreto in drosophila che è caratterizzato da oscillazioni da 7 a 10 Hz mentre la mosca passa al sonno. Questa è una fase del sonno profondo, come indicato dall'aumento delle soglie di eccitazione e dai cambiamenti caratteristici dell'attività neurale. In sintesi, l'eliminazione dei rifiuti è un'antica funzione riparatrice del sonno profondo, in cui le mosche come gli esseri umani hanno sviluppato soluzioni meccaniche per aumentare le oscillazioni emodinamiche durante il sonno.

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Il sonno è insostituibile. Da non confondere poi con il rituale “pisolino”. Oltre ad essere vitale per un equilibrato funzionamento del nostro organismo, rappresenta l’unico metodo per tenere a un certo livello le funzioni cognitive del cervello e in generale per il recupero di questo importantissimo organo. La conferma arriva da un nuovo studio pubblicato sulla rivista SLEEP ad opera di un team di ricercatori dell’Università di Friburgo.

«Il sonno è insostituibile per il recupero del cervello. Non può essere sostituito da brevi intervalli di riposo per migliorare le prestazioni. Lo stato del cervello durante il sonno è unico» spiega Christoph Nissen, ricercatore del Dipartimento di Psichiatria e Psicoterapia dell’Università tedesca al momento dello studio (ora ricercatore all’Università di Berna). Secondo i ricercatori dall’indagine è emerso che il sonno profondo ha un impatto sul cervello molto importante, soprattutto per la connettività delle cellule nervose e, di conseguenza, le ore di sonno non possono essere sostituite dal semplice riposo, breve o frammentato che sia, senza avere impatti negativi sulle funzioni cognitive e quindi sulla vita quotidiana. Inoltre, indagini precedenti condette all’Università della California, Berkeley, evidenziano che nel target di riferimento dell'indagine, tra cinquantenni e sessantenni che dormono poco e male aumenta il rischio di Alzheimer. Attenzione, quindi, come ricorda Matthew Walker, professore di Psicologia all’Università della California e autore principale dello studio: «Il sonno insufficiente, soprattutto quando caratterizza la vita di una persona a lungo termine, è predittivo dello sviluppo del morbo di Alzheimer».

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Per approfondimenti:

Notizie Scientifiche "Fase del sonno profondo fondamentale per eliminare “rifiuti” dal cervello"

NORTHWESTERN "Deep sleep takes out the trash"

Science Advances "A deep sleep stage in Drosophila with a functional role in waste clearance"

Notizie Scientifiche "Il sonno è unico per il cervello, semplice riposo non può sostituirlo"

Sleep "Sleep is more than rest for plasticity in the human cortex"

Notizie Scientifiche "Cinquantenni e sessantenni con scarsa qualità del sonno più a rischio di Alzheimer"

La Stampa "Il segreto della felicità? Semplice: dormire bene di notte"

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