Dormire poco: conseguenze sul cervello

Dormire poco porta a conseguenze gravi sull'organismo, una deprivazione di sonno cronica può addirittura spingere il cervello a mangiare se stesso distruggendo alcune aree. Il riposo, una fase che occupa circa un terzo della nostra vita, non consente solo di rigenerarci, è fondamentale anche per consolidare la memoria e migliorare l'apprendimento. Oltre a queste funzioni ce ne sono però altre meno note, quando dormiamo si attiva ad esempio un processo di pulizia che ha lo scopo di eliminare le scorie prodotte dalle cellule cerebrali. Se però si trascorrono troppe notti in bianco, le cellule che eliminano gli scarti diventano iperattive e iniziano a "divorare" anche i tessuti cerebrali sani, un processo che potrebbe aumentare il rischio di ammalarsi di Alzheimer o incappare in altri disturbi neurologici. Questo fenomeno è stato osservato nel corso di un'indagine, condotta da alcuni studiosi italiani che svolgono attività di ricerca presso Università del Wisconsin di Madison (Usa), i cui risultati sono stati pubblicati sul Journal of Neuroscience (Sleep Loss Promotes Astrocytic Phagocytosis and Microglial Activation in Mouse Cerebral Cortex - Doi: 10.1523/JNEUROSCI.3981-16.2017).

Michele Bellesi, primo autore dello studio è ricercatore presso l'Università Politecnica delle Marche, spiega che per condurre l'indagine è stato confrontato il cervello di alcuni topolini in tre diverse condizioni. Un gruppo, quello di controllo, è stato lasciato libero di dormire quanto voleva, il secondo gruppo è stato tenuto sveglio per 8 ore in più rispetto al normale ciclico di riposo, il terzo gruppo è stato invece privato del sonno per 5 giorni consecutivi.

Precedenti ricerche, i cui risultati sono stati pubblicati su Science (Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain - Doi: 10.1126/science.1241224), hanno dimostrato che nel cervello è presente un sistema di pulizia (noto come sistema glinfatico) in grado di ripulire il sistema nervoso centrale (SNC) dai "rifiuti metabolici". Il cervello, a differenza di altri organi, è privo dei vasi linfatici il cui compito è quello di portar via le scorie. Nel corso dell'indagine gli studiosi si sono accorti che il sistema glinfatico è ben dieci volte più attivo durante il riposo. Specifiche cellule cerebrali, con molta probabilità quelle gliali (note anche come cellule della glia o cellule neurogli), si rimpiccioliscono notevolmente durante il sonno. Quando si dorme, lo spazio fra le cellule gliali può aumentare anche del 60 per cento, una condizione che consente l'ingresso di una maggiore quantità di fluidi che aiutano a drenare eventuali scorie e sostanze tossiche.

Altri ricercatori, esaminando l'attività del sistema glinfatico, hanno però osservato che uno specifico gene che regola l'attivazione delle cellule gliali risulta più "attivo" dopo un periodo di deprivazione di sonno. Gli studiosi italiani hanno quindi cercato di far luce su questo fenomeno concentrandosi in particolar modo sugli astrociti, particolari cellule che hanno il compito di tagliare le sinapsi inutili e ricostituire le connessioni neuronali e quelle con le cellule della microglia (cellule che formano il sistema immunitario del cervello).

Analizzando tutti i dati raccolti, si è scoperto che gli astrociti erano attivi mediamente nel 6 per cento delle sinapsi nel cervello dei topi lasciati liberi di dormire a piacimento. Esaminando gli altri due gruppi di topolini si è però osservato un aumento dell'attività. In quelli tenuti svegli per 8 ore gli astrociti erano attivi in circa l'8 per cento delle sinapsi mentre, in quelli privati del sonno per 5 giorni, gli astrociti erano presenti addirittura nel 13,5 per cento delle sinapsi, più del doppio rispetto al gruppo di controllo.

Chiara Cirelli, coordinatrice dello studio, evidenzia che queste informazioni suggeriscono che la mancanza cronica di sonno potrebbe indurre gli astrociti ad eliminare un numero superiore di sinapsi rispetto al normale. Un fenomeno tutto sommato positivo in quanto, in base a quanto osservato, vengono eliminate le connessioni neuronali più anziane e più utilizzate, con un potenziale beneficio per quelle sane.

Michele Bellesi spiega che questa è la prima volta che si dimostra che alcune sezioni delle sinapsi sono letteralmente "mangiate" dagli astrociti a causa della carenza cronica di sonno. Si è però osservato anche un altro processo collegato alla privazione di sonno che non è altrettanto "benefico" per il nostro cervello, una maggiore attività della microglia. Anche in questo caso si è registrata un'attività circa doppia nei topolini privati del sonno rispetto al gruppo di controllo.

Se una maggiore attività degli astrociti può non essere negativa e potrebbe addirittura avere un effetto positivo sulla salute del cervello, lo stesso non vale per la microglia. In base ad alcuni studi si sa infatti che un'attività eccessiva e prolungata delle cellule microgliali è correlata a diverse malattie neurodegenerative quali ad esempio l'Alzheimer.

Questa scoperta potrebbe spiegare perché le persone con una carenza cronica di sonno hanno, statisticamente, un rischio maggiore di sviluppare forme di demenza. I dati non sono però in grado di dire se un periodo di riposo "normale" possa salvaguardare il cervello dagli effetti derivanti da un periodo di notti in bianco, bisognerà quindi approfondire l'argomento. Ulteriori indagini saranno inoltre utili per valutare quanto tempo perdurano questi effetti avversi derivanti da un riposo inadeguato.

Dopo una notte in bianco, chi più, chi meno, sperimenta in maniera diretta le conseguenze sul proprio organismo del dormire poco. Molti effetti non sono però visibili e agiscono inizialmente in maniera asintomatica. Il cervello è probabilmente l'organo che più risente di una carenza cronica di sonno e diverse indagini lo hanno dimostrato. Un altro possibile danno a carico del sistema nervoso centrale è emerso nel corso di uno studio, pubblicato sempre sul Journal of Neuroscience (Extended Wakefulness: Compromised Metabolics in and Degeneration of Locus Ceruleus Neurons - Doi: 10.1523/JNEUROSCI.5025-12.2014), condotto da un gruppo di ricercatori dell'Università della Pennsylvania. Gli esperti hanno rilevato un danno degenerativo a carico dei neuroni del locus coeruleus (LC), un'area che ha un ruolo centrale nella focalizzazione dell'attenzione, nelle risposte allo stress e nello stato di vigilanza in generale.

Anche in questo caso i ricercatori si sono avvalsi di modelli animali per monitorare l'attività cerebrale e la reazione di alcune aree in risposta a tre differenti condizioni: riposo normale, breve veglia (circa 3 ore) e veglia prolungata (della durata di otto ore). I cicli di sonno veglia non sono stati scelti a caso, avevano infatti l'obiettivo di riprodurre delle condizioni tipiche di alcuni lavoratori che fanno i turni notturni, di studenti o di camionisti, individui statisticamente più esposti a disturbi del sonno. Mediante la tecnica dell'immunoistochimica, sono stati inoltre raccolte delle informazioni relative all'attività dei neuroni situati nel locus coeruleus.

Dall'analisi dei dati si è scoperto che se si dorme male, e poco, si interferisce con la normale attività dei neuroni del locus coeruleus. Entro certi limiti, i danni prodotti dalla carenza di sonno sono reversibili. Si attivano infatti dei processi in grado di proteggere i neuroni. Se però la carenza di sonno è prolungata, oltre a un aumento dei livelli di stress ossidativo c'è un'alterazione nelle proteine mitocondriali che portano all'attivazione del processo di morte cellulare (l'apoptosi). La carenza cronica di sonno era collegata alla perdita di ben il 25 per cento dei neuroni della regione LC.

Anche se i dati sono relativi a una ricerca condotta su topi, è plausibile pensare che effetti analoghi possono essere presenti anche nell'uomo. Alcuni dei danni provocati da una deprivazione cronica di sonno sembrano quindi non essere reversibili, per evitare possibili problemi bisognerebbe quindi cercare di mantenere il più possibile normale il ritmo di sonno-veglia cercando di dormire il numero di ore appropriate in base all'età.

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