fisiologia del sonno - users.unimi.itusers.unimi.it/fisibioc/fisiologia del sonno.pdf · pacemaker...
TRANSCRIPT
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 parasimpaticoStadio 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
Tracciato EEG nel preparato pretrigeminale emimediopontino
Lesione nell’emisfero sinistro > attività desincronizzata (insonnia)3 tracciati in bassoEsistono 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
L’area preottica ventrolaterale APVLDell’ipotalamo inibisce (GABA e galanina)Il sistema attivante la veglia
APVL
Formazione reticolare
neocorteccia
Sonno non-REM
Talamo
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
Processi omeostatici e circadiani
• Il sonno può essere indotto da sostanze ipnoinducenti che si accumulano durante la veglia
• Orologio biologico ipotalamico
Pacemaker Circadiano
Nucleo soprachiasmatico
Meccanismi omeostatici
CicloSonno-veglia
Afferenze retiniche OrmoniTemperatura corporeaFattori genetici
Sostanze prodotte durante la vegliaAfferenze sensorialiTemperatura ambienteFattori psicologici, culturali e ambientaliFattori genetici
I due meccanismi sono in gran parte indipendenti
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 inibitorioCaffeina 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
Orologio biologico circadiano
• Nuclei soprachiasmatici neuroni NSC• Retina• Tratto-retino-ipotalamico• Epifisi:melatonina
Modello genetico-molecolare: neuroni del nucleo soprachiasmatico ipotalamico
PER E CRYBloccanoLa trascrizione
La luce attiva i geni
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
Age and condition Average amount of sleep per dayNewborn up to 18 hours 50% sonno REM1–12 months 14–18 hours1–3 years 12–15 hours3–5 years 11–13 hours5–12 years 9–11 hoursAdolescents 9–10 hoursAdults, including elderly 7–8(+) hoursPregnant women 8(+) hours
Polifasico
Bifasico
Circadiano
Funzioni del sonno
• Conservazione e recupero energetico (metabolismo anabolico)
• Abbassamento temperatura• Memoria e apprendimento