Fasi del sonno e durata: individuati due geni regolatori

Fasi del sonno e durata: individuati due geni regolatori

Fasi del sonno e durata: individuati due geni regolatori della durata della fase REM. I geni si chiamano Chrm1 e Chrm3 e la loro funzione è quella di produrre due recettori che legano l’acetilcolina, un importante neurotrasmettitore rilasciato nel cervello durante la veglia e i sogni.

La scoperta è dovuta ai ricercatori giapponesi dell’Istituto Riken, in collaborazione con l’Università di Tokyo, ed è pubblicata sulla rivista Cell Reports. E’ un tassello importante per scoprire i meccanismi molecolari che controllano i sogni e il ruolo che la fase REM ha nel potenziamento dei ricordi.

In fase REM il cervello è attivo come durante la veglia

Il sonno è un comportamento universale e vitale negli animali. Nei vertebrati superiori come i mammiferi e gli uccelli, il sonno è classificato in due fasi, sonno REM (movimento rapido degli occhi) e sonno non-REM. Durante il sonno REM, il nostro cervello è attivo tanto quanto lo è durante la veglia, e si ritiene che questa fase funzioni nel consolidamento della memoria. Sebbene la nostra conoscenza dei meccanismi neurali alla base del sonno sia gradualmente avanzata, i fattori molecolari essenziali che regolano il sonno REM sono ancora sconosciuti.

I ricercatori hanno usato tecniche avanzate per sondare il funzionamento dei geni. Hanno modificato geneticamente i topi in laboratorio per disattivare a turno i due geni e capirne le funzioni.

Quando hanno “spento” il gene Chrm1 si è avuta una riduzione e frammentazione della fase di sonno REM; con la disattivazione del gene Chrm3 invece si è ridotta la durata della fase non-REM. Inattivando entrambi i geni la fase REM è stata completamente cancellata ed i topi sono sopravvissuti comunque.

“La sorprendente scoperta che i topi sono vitali nonostante la perdita quasi completa del sonno REM ci consentirà di verificare rigorosamente se il sonno REM svolge un ruolo cruciale in funzioni biologiche fondamentali come l’apprendimento e la memoria.” – afferma Yasutaka Niwa, co-autore di questo studio – La fase Rem gioca un ruolo centrale in funzioni biologiche fondamentali come l’apprendimento e la memoria“.

Fasi del sonno e durata

“La fase NREM occupa in genere circa il 75% del sonno totale ogni notte e si divide a sua volta in 3 stadi:

  • Stadio 1, addormentamento: è lo stato crepuscolare di transizione fra la veglia e il sonno leggero, normalmente molto breve, rappresenta il 5% del sonno totale. E’ caratterizzata da un lieve rallentamento dell’attività EEG e da lenti movimenti degli occhi, che si possono notare sotto le palpebre chiuse.
  • Stadio 2, sonno leggero: copre circa il 45% del sonno totale. La frequenza cardiaca rallenta, i muscoli si rilassano, sull’EEG compaiono elementi particolare come i “fusi del sonno” e i “complessi K”.
  • Stadio 3, sonno profondo: copre circa il 25% del sonno totale. In questa fase la frequenza cardiaca rallenta ulteriormente, la pressione arteriosa si abbassa di circa il 20% rispetto alla veglia, il respiro è molto regolare, le onde cerebrali sono molto lente ed ampie.

“Il sonno NREM ha una funzione di recupero e di ristoro sull’organismo: durante questa fase il sistema vegetativo è in una condizione di quiete, viene prodotto l’ormone della crescita GH, viene attivata la sintesi proteica e la funzione immunitaria, vengono “archiviati” i ricordi a lungo termine”.

“La fase REM occupa invece il restante 25% del sonno totale ed è caratterizzata da una attività EEG simile a quella dello stadio 1, ma associata ad una perdita totale del tono muscolare (in REM siamo come “paralizzati”) e a movimenti rapidi degli occhi. E’ la fase dei sogni, durante la quale il sistema vegetativo è instabile con fluttuazioni delle frequenza cardiaca e della pressione arteriosa. Si riscontra anche una disregolazione del sistema automatico di controllo della temperatura corporea.
Questi “svantaggi” vegetativi sono bilanciati da un effetto positivo sui meccanismi di elaborazione delle informazione immagazzinate durante il giorno e sul consolidamento della memoria, soprattutto quella “procedurale”.
 
“Le fasi REM e non REM si alternano 4-5 volte nel corso della notte, i cosiddetti “cicli del sonno“. Perché il sonno sia riposante è necessario che oltre ad una adeguata durata siano rispettate le normali percentuali relative delle diverse fasi del sonno e la struttura ciclica”.

“Esistono soggetti, pochi in verità, che costituzionalmente necessitano di meno ore di sonno rispetto agli altri e che, pur dormendo soltanto 4 o 5 ore per notte, si sentono bene e riposati come chi ne dorme 8.
Il bisogno di sonno dipende anche dall’età, secondo la National Sleep Foundation1, le ore di sonno necessarie affinché corpo e cervello possano svolgere le loro funzioni al meglio durante la veglia cambiano con il passare degli anni:

  • Neonati (0-3 mesi): 14-17 ore al giorno
  • Neonati (4-11 mesi): 12-15 ore
  • Bambini (1-2 anni): 11-14 ore
  • Bambini in età prescolare (3-5 anni): 10-13 ore
  • Bambini in età scolare (6-13 anni): 9-11 ore
  • Adolescenti (14-17 anni): 8-10 ore
  • Giovani adulti (18-25 anni): 7-9 ore
  • Adulti (26-64 anni): 7-9 ore
  • Adulti più anziani (65+): 7-8 ore.
(Fonte GVM Care & Research)
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