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Studiare i cambiamenti nel cervello durante la privazione del sonno
La mancanza di sonno è associata a una varietà di problemi di salute, ma fornisce anche usi terapeutici della privazione del sonno. La base per questo sono i cambiamenti nel cervello che si verificano durante la privazione del sonno. I ricercatori del Forschungszentrum Jülich hanno mostrato in un recente studio, insieme ai ricercatori del Centro aerospaziale tedesco (DLR), quali cambiamenti molecolari nel cervello umano sono causati da periodi insolitamente lunghi di veglia. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS).
I disturbi del sonno sono un problema diffuso che colpisce circa l'80% dei dipendenti in Germania, secondo uno studio DAK pubblicato di recente. Le conseguenze della privazione del sonno possono essere di vasta portata. Quindi, una relazione con il diabete, infarti e ictus è dimostrata. La privazione del sonno, tuttavia, secondo il team di ricerca di Jülich è anche "un rimedio rapido, ma solo temporaneo efficace per la depressione". L'effetto è probabilmente basato sui cambiamenti molecolari nel cervello. Pertanto, gli scienziati nel loro attuale studio hanno esaminato questo in dettaglio.
La mancanza di sonno mostra effetti significativi nel cervello. (Immagine: pathdoc / fotolia.com) Mancanza di sonno con effetti diversi sulle prestazioni
Per lo studio, 15 volontari maschi sani hanno dovuto inizialmente rimanere svegli per 52 ore alla volta e sono stati poi misurati presso il Centro PET Jülich. Questo è stato seguito da un trasferimento alla DLR, dove i partecipanti hanno potuto dormire sotto supervisione per 14 ore, secondo il Centro di ricerca Jülich. Durante il risveglio, i soggetti hanno completato diversi test di performance, ad esempio sul tempo di reazione e sulla memoria. Perché la mancanza di sonno può influire significativamente sulle prestazioni. I test hanno mostrato che alcuni partecipanti hanno avuto "interruzioni estreme, a volte seconde" a causa della loro mancanza di sonno, mentre altri hanno notato un calo delle prestazioni. Questi ultimi potrebbero beneficiare della loro predisposizione in occupazioni in cui le persone devono regolarmente offrire prestazioni impeccabili sotto il sonno, scrivono i ricercatori.
La privazione del sonno aumenta il numero di recettori di adenosina A1 disponibili
La misurazione dei cambiamenti nel cervello è stata effettuata mediante una cosiddetta tomografia a emissione di positroni (PET). È diventato chiaro "che il numero di recettori di adenosina A1 disponibili aumenta a causa della privazione del sonno", riporta il capo dello studio PD Dr. med. David Elmenhorst del Jülich Institute of Neuroscience and Medicine (INM-2). A causa del successivo sonno di recupero, tuttavia, il numero di recettori disponibili è tornato ai livelli normali. I recettori adenosina A1, secondo i ricercatori, assumono importanti funzioni in termini di urgenza del sonno, che è in aumento con l'aumento della privazione del sonno.
Regolazione del desiderio del sonno
I recettori sono integrati nella parete cellulare come una sorta di recettore, in modo che il messaggero possa ancorare l'adenosina, il cui segnale trasmette i recettori all'interno della cellula. Questo spegnerà le cellule nella loro attività. Mentre la concentrazione di adenosina era decisiva per l'insorgere dell'urgenza del sonno durante lunghi periodi di veglia, oggi i ricercatori ritengono che anche i recettori A1 abbiano un ruolo in questo caso. Poiché la concentrazione di adenosina fluttua praticamente ogni secondo, mentre il numero di recettori liberi cambia molto più lentamente e quindi è più adatto per una sorta di "memoria del sonno", gli scienziati riferiscono.
Significativo aumento della disponibilità dei recettori nei soggetti "resistenti"
I soggetti che erano meno suscettibili alla privazione del sonno di 52 ore hanno mostrato differenze significative nella disponibilità di recettori A1 di adenosina rispetto a quelli che avevano significativi punti deboli nel test delle prestazioni. "Sorprendentemente, in questo gruppo di volontari apparentemente resistenti non siamo riusciti a trovare un valore costante ma un aumento particolarmente forte della disponibilità dei recettori A1", sottolinea l'autore dello studio Dr. Elmenhorst. I soggetti con un forte aumento della disponibilità dei recettori sono più resistenti al degrado delle prestazioni e hanno maggiore successo nei test. Tuttavia, questo aumento di valore non può essere paragonato ad una concentrazione eccezionalmente alta di molecole recettoriali, poiché la misurazione del PET solo il valore netto - cioè le molecole del recettore libero - rilevano, spiegano i ricercatori.
Il basso rilascio di adenosina causa un'elevata disponibilità di recettori?
Solo i recettori, che non erano bloccati e disponibili al momento della misurazione, potevano essere rilevati dalla misurazione PET. Tuttavia, la concentrazione delle molecole dei recettori probabilmente gioca un ruolo subordinato qui. "La nostra ipotesi è che i soggetti per i quali abbiamo misurato una disponibilità di recettori A1 particolarmente elevata producono relativamente poca adenosina e quindi inibiscono meno l'attività delle cellule", spiega il Dr. med. Elmenhorst. Secondo i ricercatori, i recettori sono anche collegati all'effetto della caffeina. Il principio attivo è collegato a molecole proteiche complesse e le blocca. Pertanto, i soggetti della serie di test hanno dovuto fare a meno del caffè e di altri produttori di svegli.
Applicazioni terapeutiche in depressione
Secondo i ricercatori, gli attuali risultati dello studio sono importanti anche per la medicina clinica. Perché la privazione del sonno costituisce un rimedio rapido, ma solo temporaneo, efficace per la depressione. Qui "ci sono molti sforzi per estendere l'effetto terapeutico della privazione del sonno nel trattamento della depressione". Finora, tuttavia, c'è il problema che il sonno di una volta è spesso sufficiente per ricadere nello stato depressivo, ha detto il Dr. med. Elmenhorst. Qui, una "migliore comprensione delle relazioni tra umore e regolazione dell'adenosina può aiutare a ottimizzare la progettazione di terapie per orologi", ha concluso il direttore dello studio. (Fp)