Fisiologia del sonno

Fisiologia del sonno

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

desincronizzazione Corteccia occipitale SONNO REM

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

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

Regolazione omeostatica e circadiana del sonno

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

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

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

melatonina Cortisolo T

MELATONINA

Strutture coinvolte nei ritmi circadiani

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

CARATTERISTICHE FISIOLOGICHE CIRCADIANE

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

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

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

Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder

Age and condition Average amount of sleep per day Newborn up to 18 hours 1 12 months 14 18 hours 1 3 years 12 15 hours 3 5 years 11 13 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

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

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