La Deprivazione di Sonno influenza l’Espressione Genica

Una quantità insufficiente di sonno si ripercuote sui meccanismi fisiologici di reazione allo stress, sulla risposta immunitaria e su quella infiammatoria.

ID Articolo: 28380 - Pubblicato il: 27 marzo 2013
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Dario Catania.

Psichiatra e Psicoterapeuta, Centro di Terapia Metacognitiva Interpersonale

 

“Benedetto sia chi inventò il sonno, cappa che copre tutti gli umani pensieri, cibo che toglie la fame, acqua che estingue la sete, fuoco per cui fugge il freddo, freddo che tempra l’ardore, moneta generale con cui tutto si compra, bilancia e peso che rende eguale il re al pastore e il saggio allo zotico.”

Miguel de Cervantes, Don Chisciotte della Mancia, 1605/15

La Deprivazione di Sonno influenza l’Espressione Genica. -Immagine:© Ljupco Smokovski - Fotolia.com Una quantità insufficiente di sonno si ripercuote su molti meccanismi fisiologici di reazione allo stress, sulla risposta immunitaria e su quella infiammatoria; tali modificazioni possono giustificare, almeno in parte, gli effetti negativi sullo stato di salute dell’individuo, associati ad una condizione di deprivazione di sonno. 

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Il sonno è una modificazione dello stato di coscienza che da sempre ha suscitato interesse nelle neuroscienze. Nonostante sia di dominio comune il fatto che tutti i mammiferi e anche gli uccelli dormano, ancora si dibatte su quelle che possano essere le principali funzioni del sonno.

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Le principali di queste funzioni, su cui esiste ormai un certo accordo, sono due: il consolidamento della memoria relativa ad informazioni apprese durante la veglia (attraverso meccanismi di plasticità sinaptica) e il ripristino di una condizione di omeostasi cerebrale (attraverso l’attivazione funzioni metaboliche cerebrali di natura specifica volte a compensare modificazioni  fisiologiche occorse durante la veglia).

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Sebbene gli esseri umani siano capaci di deprivarsi di cibo, fino a lasciarsi praticamente morire, non sono in grado, parimenti, di vincere il loro bisogno di sonno.

Molte patologie psichiatriche, come i disturbi d’ansia o i disturbi dell’umore presentano dei pattern di sonno alterati rispetto ai soggetti normali, così come molti dei sintomi psichiatrici quali dispercezioni somato-sensoriali, fenomeni dissociativi, possono essere indotti da una deprivazione di sonno. Esistono anche molti dati in letteratura che evidenziano come una quantità insufficiente di sonno e una disregolazione del ritmo circadiano risultino associati ad alcune patologie, come l’obesità, il diabete, le malattie cardiovascolari e i deficit cognitivi e dell’attenzione.

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Il meccanismo attraverso il quale un sonno disturbato possa determinare l’insorgenza di alterazioni di una generale condizione di benessere, non sono chiare e risultano in larga misura non esplorate.

Un recente studio (Effects of insufficient sleep on circadian rhythmicity and expression amplitude of the human blood transcriptome) pubblicato sul numero del 25 febbraio 2013 della rivista “Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS) tenta di fornire una prima risposta a questi interrogativi.

Messaggio pubblicitario Alcune ricerche di laboratorio che hanno studiato volontari sani il cui sonno notturno era stato limitato a circa 4 ore per un periodo da 2 a 6 giorni, hanno identificato alcune variabili fisiologiche ed endocrine che possono mediare alcuni effetti negativi sulla salute, senza però  chiarire i meccanismi patogenetici specifici.

Ricerche effettuate su topi di laboratorio hanno invece evidenziato come la privazione di sonno sia associata ad importanti cambiamenti dell’espressione genica nel tessuto cerebrale, anche se il numero dei geni interessati varia ampiamente in relazione ai diversi studi e ai ceppi di animali utilizzati. Sembra che ci siano geni che vadano incontro ad una  up-regulation, ossia che funzionano di più e meglio, durante la veglia sostenuta (deprivazione totale acuta di sonno)  come quelli implicati nella plasticità sinaptica e nell’espressione delle Heat-Shock Proteins (proteine che intervengono in numerosi processi cellulari, in particolare la loro funzione è quella di mantenere la conformazione spaziale di altre proteine presenti nelle cellule). Sempre in condizioni di veglia sostenuta sono stati individuati geni che subiscono una down-regulation, ossia che riducono la trascrizione di proteine; si tratta soprattutto di geni coinvolti nella biosintesi di macromolecole e nella produzione di energia.

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Ciò che si evidenzia nei topi può verificarsi anche nell’uomo, questa è la conclusione a cui giunge la ricerca della Möller-Levet e dei suoi collaboratori dell’Università del Surrey di Guilford, nel Regno Unito, che hanno esposto 26 volontari sani ad 1 settimana di deprivazione di sonno (in media 5,7 ore per notte), seguita da 1 settimana di sonno sufficiente (in media 8,5 ore per notte).

Al termine di ogni settimana i ricercatori hanno effettuato 10 prelievi ematici per valutare i prodotti della trascrizione del genoma, su ogni individuo sottoposto ad una deprivazione totale di sonno per circa 40 ore, in una condizione sperimentale di luce, attività fisica, assunzione di cibo controllate. Lo studio ha evidenziato che ben 711 geni erano up- o down- regolati durante il periodo di sonno insufficiente.

In particolare una deprivazione di sonno:

riduce il numero di geni che hanno un profilo di espressione nell’arco delle 24 ore, caratterizzato da una fase di picco seguita da una fase di declino (i geni ad espressione circadiana si riducono da 1855 a 1481);

riduce l’ampiezza della espressione circadiana di questi geni;

aumenta di circa 7 volte il numero dei geni che la cui espressione è influenzata dalla assenza totale di  sonno per 40 ore (una analoga assenza totale di sonno, preceduta da una settimana di sonno normale, modifica l’espressione di un numero minore di geni).

Messaggio pubblicitario I geni coinvolti nella deprivazione di sonno riguardano diverse famiglie, tra cui i geni che regolano i ritmi circadiani e l’omeostasi del sonno, i geni legati allo stress ossidativo legato alla formazione di radicali liberi e sostanze ossidanti (agenti chimici dannosi per le cellule), ed infine geni che regolano diversi processi metabolici.

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In conclusione una quantità insufficiente di sonno, condizione sperimentata da molti individui che vivono nelle società più industrializzate e in parte prodotta dalle trasformazioni dell’epoca post-moderna, si ripercuote su molti meccanismi fisiologici di reazione allo stress, sulla risposta immunitaria e su quella infiammatoria; tali modificazioni possono giustificare, almeno in parte, gli effetti negativi sullo stato di salute dell’individuo, associati ad una condizione di deprivazione di sonno. 

LEGGI:

SONNO  – GENETICA & PSICHE –  NEUROSCIENZE 

 

 

BIBLIOGRAFIA:

 

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