Nell’accettazione comune del termine, il sonno rappresenta una caratteristica fondamentale di tutti gli esseri viventi dotati di cervello: è descritto come la fase ciclica in cui il cervello ‘’prende pausa’’ dalle attività riflesse coscienti, riorganizza e ristruttura le memorie, si ripulisce dalle scorie, si ristora e si evolve.
Una delle definizioni del sonno, generalmente accettata nonché la più completa, è stata redata da Fagioli e Salzarulo nel 1995 come “uno stato dell’organismo caratterizzato da una ridotta reattività agli stimoli ambientali che comporta una sospensione dell’attività relazionale (rapporti con l’ambiente) e modificazioni dello stato di coscienza: esso si instaura autonomamente e periodicamente, si autolimita nel tempo ed è reversibile’’ (…) (PMID: 7546314 DOI: 10.1016/0166-4328(95)00022)
Il sonno rappresenta quindi un processo di importanza fondamentale per il benessere psico-fisico generale; la sua durata varia in base all’età: è di circa
Lo studio del cervello durante il sonno è aperto: la ricerca scientifica sta ancora esplorando la vastità dell’universo neuronale.
E’ generalmente accettato il concetto del sonno come fase biologica di riposo-ristoro, con le limitazioni dovute all’evidenza dell’attività intensa di certe sezioni cerebrali; è altrettanto condivisa la convinzione che il sonno sia collegato al buon funzionamento dei processi cognitivi (memorizzazione, rielaborazione, consolidamento dei dati raccolti durante la veglia; eliminazione di dati superflui; riorganizzazione della memoria interna).
Tutti concordano con il fatto che il cervello si pulisce dalle scorie e residui durante il sonno, facendoli scorrere sulla superficie del tessuto gliale che dilata i suoi spazi intercellulari con un meccanismo del tutto particolare, facilitando il flusso dei liquidi cerebrali verso il basso.
Infine, è fatto dimostrato che la mancanza parziale o totale, in termini di qualità e durata, di un buon sonno riposante ha ripercussioni sullo svolgimento delle attività e funzioni di tutti gli organi ed apparati dell’organismo, nonché visibili effetti negativi nelle azioni e prestazioni diurne della persona che ne è affetta.
L’attività cerebrale durante il sonno è stata oggetto di studio e ricerca scientifica per lungo tempo e lo è tuttora.
Impegnando misure strumentali come l’elettroencefalogramma (EEG), l’elettrooculogramma (EOG), l’elettromiogramma (EMG), è stato possibile evidenziare e registrare le onde elettriche prodotte a livello centrale e periferico (corteccia cerebrale; occhi; muscoli), durante la fase di sonno, ottenendovi così la differenziazione in 2 fasi distinte: il sonno sincronizzato e il sonno desincronizzato.
Questa fase è a sua volta suddivisa in 4 stadi: N1, N2, N3, N4 (stando alla classificazione della AASM nel 2007, le fasi N3 ed N4 sono state raggruppate in un’unica fase, N3 – il sonno profondo).
Partendo dalla N1 si ha progressivamente la riduzione del tono muscolare generale e dello stato di capacità di risposta volontaria fino alla N3 in cui i movimenti muscolari volontari riflessi sono assenti (inclusi i movimenti degli occhi) e l’attività metabolica del cervello è ridotta al minimo (in termini di consumo di ossigeno e glucosio).
L’intera fase del sonno sincronizzato è caratterizzata dalla comparsa sui tracciati EEG di elementi di grafia particolare che indicano le varie trasformazioni nella chimica del cervello (i complessi K; i fusi del sonno; le onde delta ecc).
Chiamata anche fase del sonno paradosso nonché del sonno REM: Rapid Eye Movement, un particolare scoperto nel 1953 da N.Kleitman et a., che poi nel 1963 ha evidenziato la ripetizione in sequenza delle 2 fasi, la non-REM e la REM, descrivendo appunto il movimento rapido dei bulbi oculari sotto le palpebre.
La fase REM è caratterizzata, oltre da questo particolare, anche da una ipotonia/atonia muscolare in generale e dal controllo imperfetto delle funzioni vegetative del corpo: la pressione arteriosa subisce degli sbalzi, la termoregolazione è imprecisa, aumenta la frequenza respiratoria.
In questa fase sono presenti i sogni: tutti sogniamo anche se non tutti e non sempre ricordiamo quello che abbiamo sognato.
Il nome di sonno paradosso è dettato dalla particolarità dell’attività cerebrale che torna ad essere alla pari di quella della veglia, con coinvolgimento di diverse aree corticali e con aumento del consumo di ossigeno e glucosio.
Il sonno è caratterizzato da un’alternanza di cicli che si concludono con il risveglio:
Convenzionalmente, un giorno standard sulla Terra significa il tempo che il pianeta impiega per effettuare una rotazione completa intorno al Sole, è suddiviso in effettivo giorno (periodo di luce) e notte (periodo di buio) e conta 24 ore; la ricerca scientifica colloca il sonno nel periodo notturno all’interno di queste 24 ore, collegando il discorso sonno-veglia a quello del ritmo circadiano: geneticamente l’uomo è ‘’costruito’’ per essere sveglio ed attivo durante il giorno, mentre la notte è dedicata al riposo, al ristoro delle forze psico-fisiche, alla guarigione e così via.
Per definizione, il ritmo circadiano rappresenta un ‘’orologio biologico interno’’: un processo altamente complesso su base di meccanismi biochimici dettati geneticamente e sincronizzati con il ciclo naturale giorno-notte mediante stimoli naturali (presenza/assenza di luce, temperatura dell’ambiente) e artificiali (ad es. fattori psico-sociali).
In realtà, non si parla di un solo ritmo circadiano: ve ne sono descritti centinaia, nell’organismo umano tutte le cellule, tessuti organi ed apparati svolgono le loro funzioni rispettando le ‘’regole’’ dei propri ritmi biologici regolati su base genetica e collegati alla rivoluzione terrestre.
I funzionamenti che spiegano come tutti gli esseri viventi (uomini, animali, piante) adattino il loro ritmo biologico in modo che sia sincronizzato con le rivoluzioni terrestri sono stati descritti dettagliatamente nel lavoro di Jeffrey Hall, Michael Rosbash e Michael Young (che nel 2017 hanno vinto il Premio Nobel per la scoperta dei meccanismi molecolari che regolano il ritmo circadiano).
A titolo di esempio, ritmi circadiani sono quelli che regolano
Il controllo del ritmo sonno-veglia è attribuito all’azione di reciproca attività di inibizione di 2 sistemi operativi neurologici, collocati nel tronco encefalico:
L’attività dei due sistemi è controllata dal SNC – Sistema Nervoso Centrale – seguendo uno schema di azione in cui si possono individuare vari processi – come
L’intero processo è mediato da svariati fattori (interni – genetici, umorali, sensoriali-neurologici; ed esterni – ambientali, socio-culturali ecc) tramite elaborazione ed utilizzo di molecole complesse delle quali i neuropeptidi sono tuttora oggetto di intenso studio scientifico.
Nel determinare il modello sonno-veglia vi coesistono stimoli esogeni ( il susseguirsi delle fasi luce/buio, l’intensità della luce, la temperatura dell’ambiente) ed endogeni (i fattori psico-sociali, altri stimoli sincronizzatori che inducono una sequenza regolare nel ritmo di vita di una persona: seguire orari regolari nel lavoro e nelle abitudini di vita: mangiare alla stessa ora tutti i giorni, fare attività fisica in maniera costante…in sostanza, mantenere la stessa sequenza più o meno invariata).
Tuttavia si è osservato che anche in assenza dei fattori sincronizzatori psico-sociali, l’uomo è capace di conservare i ritmi circadiani, anche se con variazioni temporali, come ad esempio il ciclo della regolazione della temperatura corporea che si può allungare di 1-2 ore ecc. (https://sonnomed.it/)
La melatonina è un ormone rilasciato dalla ghiandola pineale (o epifisi: ghiandola endocrina posta alla base del cervello), in assenza di luce, a partire dall’aminoacido triptofano, in una catena di reazioni biochimiche catalizzate da alcuni enzimi e passando per la produzione di serotonina (generalmente conosciuta come l’‘’ormone dell’umore’’).
Oltre che nell’epifisi, la melatonina viene sintetizzata in piccole quantità anche nel tratto intestinale, nella pelle, nella retina e nel sangue (nelle piastrine e nei linfociti).
Con l’arrivo del buio, la sintesi endogena di melatonina aumenta rapidamente, diventa massima nelle ore centrali della notte (tra le 2 e le 4) per poi diminuire verso la mattina e spegnersi quasi del tutto con l’arrivo della luce.
La sua sintesi è regolata quindi dalla luce, ovvero dalla successione luce-buio: gli enzimi che catalizzano la sintesi della melatonina vengono attivati sotto l’effetto di una catena di reazioni biochimiche che partono dalla noradrenalina (ormone neurotrasmettitore di fondamentale importanza), reazioni che si mettono in moto con la scomparsa progressiva della luce; il meccanismo è complesso e conduce a risposte fisiologiche in tutti i distretti dell’organismo, sotto comando del Sistema Nervoso Centrale.
A livello del ritmo circadiano, la melatonina ha un effetto regolatore dose-dipendente, tradotto per induzione del sonno al calar della sera e del risveglio la mattina all’arrivo della luce; in pratica medica, le indicazioni di base e l’impiego primario sono nel trattamento dell’insonnia, della sindrome del jet-lag e quella dei lavoratori notturni (le persone che per lavoro fanno turni di notte); e più in generale nel trattamento dei disturbi del sonno caratterizzati da difficoltà ad addormentarsi la sera.
Oltre all’effetto regolatore del ritmo sonno-veglia, melatonina ha capacità di regolazione della funzione immunitaria (in aumento): gli studi indicano che bassi livelli di melatonina comportano ridotta produzione di globuli bianchi e rossi da parte del midollo osseo (mielodepressione), ridotta funzione del timo (per atrofia), con diminuzione di anticorpi e ridotta risposta immunitaria.
La melatonina ha anche grande capacità antiossidante (a dosi alte) e antiapoptotica (inibizione dell’apoptosi-morte programmata- delle cellule) osservata soprattutto a livello del timo (ghiandola fondamentale del sistema immunitario e linfatico).
Gli studi scientifici e le osservazioni in vivo hanno evidenziato una diminuzione della sintesi di melatonina nelle persone anziane, che presentano un’incidenza maggiore di disturbi del sonno –specialmente insonnia – rispetto alle altre fasce d’età; inoltre una riduzione ulteriore della concentrazione plasmatica di melatonina si evidenzia nelle persone affette da malattie neurodegenerative (es. malattia di Alzheimer) rispetto a persone sane della stessa età.
Tutto ciò porta gli scienziati ad indagare ulteriormente sulle capacità anti-invecchiamento cellulare della melatonina, che si esplicano probabilmente sia per azione diretta di neuroprotezione (inibizione di sintesi/ rilascio di citochine proinfiammatorie; induzione di sintesi di enzimi antiossidanti), che per effetto benefico generale sulla qualità del riposo notturno il quale influisce su tutti i processi fisiologici del nostro corpo.