Fisiologia del sonno

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1 Fisiologia del sonno

2 Il sonno Necessità primaria 1/3 della vita Diminuita sensibilità sensoriale Diminuita attività motoria Alterata coscienza Rapidamente reversibile

3 polisonnografia EEG Elettrooculogramma Elettromiogramma Frequenza cardiaca Pressione arteriosa Flusso nasale Saturazione O2 Temperatura

4 Il sonno è caratterizzato da stadi diversi Stadio 1,2,3,4 sonno non REM, sonno sincronizzato Sonno REM desincronizzato

5 Veglia occhi aperti Veglia occhi chiusi α Stadio 1 Stadio 2 complessi K e fusi Stadio 3 onde lente tono parasimpatico Stadio 4 onde lente REM

6 Caratteristiche del sonno REM Sonno desincronizzato Alto consumo ossigeno Atonia muscolare Movimenti oculari Miosi Abbassamento temperatura Sogni Erezione nei maschi alcool e barbiturici lo riducono

7 Che cosa induce il sonno? Diverse teorie Sonno come processo passivo: riducendo le afferenze sensoriali si induce il sonno Teoria reticolare l attivazione della sostanza reticolare risveglia, distruzione della s.r. induce sonno permanente Sonno come processo attivo indotto dall attività di specifiche regioni cerebrali

8 Preparati sperimentali per l analisi del sonno 1: sonno profondo 2:Cicli normali 3:insonnia

9 Tracciato EEG nel preparato pretrigeminale emimediopontino Lesione nell emisfero sinistro > attività desincronizzata (insonnia)3 tracciati in basso Esistono quindi strutture ipnogene bulbopontine

10 Zone cerebrali che influenzano il sonno Stimolazione ipotalamo anteriore causa sonno Stimolazione ipotalamo posteriore determina attivazione EEG Il talamo influenza i fusi del sonno

11 Il sonno è un processo nervoso attivo e ritmico pacemaker circadiano localizzato nel nucleo soprachiasmatico dell ipotalamo anteriore influenzato dal ciclo luce buio,da fattori interni, ormonali e Temperatura Sistema esecutore che esegue e regola le varie fasi del sonno ed è infulenzato da fattori umorali, dalla veglia precedente, fattori psicologici e ambientali

12 neocorteccia L area preottica ventrolaterale APVL Dell ipotalamo inibisce (GABA e galanina) Il sistema attivante la veglia Talamo APVL Formazione reticolare Sonno non-rem

13 Il circuito talamo-corticale Lo stato di coscienza e le transizioni tra veglia-sonno sono controllate dall oscillatore talamo corticale che genera oscillazioni lente (teta e delta) e sincrone. Quando l oscillatore è in funzione compare lo stato di sonno, quando dominano i ritmi rapidi (beta e gamma) compare lo stato di veglia

14 desincronizzazione Corteccia occipitale SONNO REM

15 Processi omeostatici e circadiani Il sonno può essere indotto da sostanze ipnoinducenti che si accumulano durante la veglia Orologio biologico ipotalamico

16 Afferenze retiniche Ormoni Temperatura corporea Fattori genetici Pacemaker Circadiano Nucleo soprachiasmatico Sostanze prodotte durante la veglia Afferenze sensoriali Temperatura ambiente Fattori psicologici, culturali e ambientali Fattori genetici Meccanismi omeostatici I due meccanismi sono in gran parte indipendenti Ciclo Sonno-veglia

17 Regolazione omeostatica e circadiana del sonno

18 Sostanze che influenzano il sonno Muramil-peptidi adenosina Lipopolisaccaridi Prostaglandine Interleuchina-1 Interferone Tumor nechrosis factor Peptide intestinale vasoattivo Serotonina Peptide inducente sonno delta

19 Concentrazioni di adenosina L adenosina sui recettori purinergici è un neurotrasmettitore inibitorio Caffeina e teofillina sono antagonisti

20 Sonno e sistema immunitario I fattori che promuovono il sonno interagiscono con il sistema immunitario Ratti deprivati di sonno per 24 ore avevano un numero di leucociti inferiore del 20% rispetto ai controlli

21 melatonina Cortisolo T

22 MELATONINA

23 Strutture coinvolte nei ritmi circadiani

24 Orologio biologico circadiano Nuclei soprachiasmatici neuroni NSC Retina Tratto-retino-ipotalamico Epifisi:melatonina

25 CARATTERISTICHE FISIOLOGICHE CIRCADIANE

26 Modello genetico-molecolare: neuroni del nucleo soprachiasmatico ipotalamico La luce attiva i geni PER E CRY Bloccano La trascrizione

27 I geni per e cry Regolano l espressione di canali ionici, trasportatori e recettori trasferendo la ciclicità del processo biomolecolare alla generazione di potenziali d azione che assumono un andamento ciclico e modulano le strutture bersaglio I neuroni dei nuclei soprachismatici nell ipotalamo anteriore esprimono recettori gabaergici il cui effetto varia nelle 24 per via di cambiamenti di concentrazioni intracellulari di Cl

28 oressine oressinaa 33 aa oressinab 28aa prodotte a livello dell ipotalamo posteriore e laterale Si legano a recettori OX1R e OX2R accoppiati a G proteins Topi knockout > narcolessia Prodotta maggiormente quando diminuisce il glucosio ematico

29 Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder

30 Age and condition Average amount of sleep per day Newborn up to 18 hours 1 12 months hours 1 3 years hours 3 5 years hours 5 12 years 9 11 hours Adolescents 9 10 hours Adults, including elderly 7 8(+) hours Pregnant women 8(+) hours 50% sonno REM Polifasico Bifasico Circadiano

31 Funzioni del sonno Conservazione e recupero energetico (metabolismo anabolico) Abbassamento temperatura Memoria e apprendimento

32 Ruolo del sonno nella memoria Consolidamento di nuove memorie (sonno non REM) Assimilazione e Generalizzazione delle informazioni (REM) Durante il sonno l attività cerebrale non è inibita ma viene riorganizzata