Ricerche

Riassunto grafico dello studio Hauglund et al / Cell.

Avere una buona notte di sonno è una parte fondamentale del nostro ciclo biologico quotidiano ed è associata a una migliore funzione cerebrale, un sistema immunitario più forte e un cuore più sano. Al contrario, i disturbi del sonno come l'insonnia e l'apnea del sonno possono avere un impatto significativo sulla salute e sulla qualità della vita. Il sonno scarso spesso precede l'insorgenza delle malattie neurodegenerative ed è un fattore predittivo della demenza precoce.

Una nuova ricerca apparsa su Cell descrive per la prima volta le oscillazioni strettamente sincronizzate nel neurotrasmettitore noradrenalina, nel sangue cerebrale e nel liquido cerebrospinale (CSF), che si combinano durante il sonno non-REM (rapid eye movement, movimento rapido dell'occhio) nei topi. Queste oscillazioni azionano il sistema glinfatico, una rete di canali del cervello responsabile della rimozione dei rifiuti proteici, che comprendono amiloide e tau, associate a malattie neurodegenerative.

"Man mano che il cervello passa dalla veglia al sonno, diminuisce l'elaborazione di informazioni esterne, mentre vengono attivati ​​processi come la rimozione glinfatica dei prodotti di scarto", ha scritto Maiken Nedergaard MD/DMSC, condirettrice del Centro Neuromedicina Traslazionale dell'Università di Rochester e autrice senior dello studio. "La motivazione di questa ricerca era comprendere meglio ciò che guida il flusso glinfatico durante il sonno e le informazioni derivanti hanno ampie implicazioni per comprendere i componenti del sonno ristoratore".

Lo studio costituiscono anche un avvertimento per le persone che usano lo zolpidem, aiuto al sonno comunemente prescritto. Il farmaco ha soppresso il sistema glinfatico, ponendo potenzialmente le basi per i disturbi neurologici come l'Alzheimer, che sono il risultato dell'accumulo tossico delle proteine ​​nel cervello.

Il 'collegamento mancante' nel sistema glinfatico

La ricerca, condotta da un team dell'Università di Rochester e dell'Università di Copenaghen, ha impiegato una tecnica ottica chiamata fotometria in fibra di flusso (flow fiber photometry) combinata con elettroencefalogramma ed elettromiografia. A differenza delle precedenti tecniche di ricerca, che immobilizzavano i topi e usavano l'anestesia per indurre il sonno, il nuovo approccio ha permesso ai ricercatori di registrare l'attività cerebrale su lunghi periodi ininterrotti di veglia e sonno, consentendo ai topi di muoversi liberamente durante le registrazioni.

La ricerca evidenzia il ruolo cruciale della noradrenalina, un neurotrasmettitore associato alla stimolazione, all'attenzione e alla risposta del corpo allo stress. Il team ha osservato che le onde lente sincronizzate di noradrenalina, volume del sangue cerebrale e flusso CSF ​​caratterizzavano il sonno non-REM. La noradrenalina ha innescato 'micro-stimolazione', causando vasomozione, la costrizione ritmica dei vasi sanguigni indipendentemente dal battito cardiaco. Questa oscillazione, a sua volta, genera l'azione di pompaggio necessaria per spostare il CSF nel sistema glinfatico durante il sonno.

"Questi risultati, combinati con ciò che sappiamo del sistema glinfatico, dipingono l'intero quadro della dinamica all'interno del cervello e queste onde lente micro-stimolanti la noradrenalina erano il collegamento mancante", ha affermato Natalie Hauglund PhD, prima autrice dello studio e attualmente post-dottorato all'Università di Oxford.

I rischi nascosti degli aiuti al sonno

Lo studio ha anche esplorato se gli aiuti al sonno replicano le oscillazioni naturali necessarie per la funzione glinfatica. Il team si è concentrato sullo zolpidem, un sedativo commercializzato come Ambien, che è spesso prescritto per curare l'insonnia.

Pur avendo indotto efficacemente il sonno nei topi, lo zolpidem ha anche soppresso le oscillazioni della noradrenalina, interrompendo il sistema glinfatico e ostacolando i processi di pulizia dei rifiuti del cervello, una scoperta che solleva preoccupazioni sul suo uso a lungo termine. Gli scienziati ora hanno un nuovo strumento e un potenziale obiettivo per migliorare il sonno.

"La ricerca fornisce un legame meccanicistico tra dinamica della noradrenalina, attività vascolare e pulizia glinfatica, avanzando la comprensione delle funzioni ristorative del sonno", ha affermato la Nedergaard. "Essa richiama anche l'attenzione sugli effetti potenzialmente dannosi di alcuni aiuti farmacologici al sonno sulla salute del cervello, evidenziando la necessità di preservare l'architettura naturale del sonno per una funzione cerebrale ottimale".