Fisiologia del sonno

Il Sonno è un fenomeno ciclico, costituito da:

  • il SONNO NON-REM, che comprende
  • lo STADIO I o SONNOLENZA, che di solito ha una durata variabile da 1 minuto a 10 minuti, questo perché all’inizio della notte i cicli sono un po’ più lunghi, poi si accorciano man mano che si procede nel sonno. Durante questo stadio l’EEG presenta un ritmo alpha-theta, dove a indica un riposo ad occhi chiusi in stato di veglia, mentre q indica un ritmo leggermente più lento, in più si nota una riduzione dell’attività del 50 % rispetto allo stato di veglia. Va inoltre detto che in questa fase ci possono essere le cosiddette mioclonie ipnagogiche, ovvero quelle scosse agli arti che compaiono mentre ci si addormenta e che se la persona viene svegliata in questo stadio, sostiene di non aver dormito.
  • lo STADIO II o SONNO LEGGERO, che dura 10-25 minuti e si caratterizza per la presenza all’EEG di aspetti chiamati “fusi del sonno” (gli spindle in figura). In questa fase il tono muscolare inizia a diminuire, in più diminuisce la temperatura corporea e si riduce anche la frequenza cardiaca.
  •  gli STADI III-IV o SONNO PROFONDO, che dura circa 30 minuti e si caratterizza per un ritmo di fondo di tipo delta, ovvero a 3-4 cicli/secondo. Un ritmo di questo tipo in un soggetto che non dorme è il segno di una gravissima sofferenza cerebrale, in quanto è un ritmo molto lento. La persona è difficile da risvegliare in questo stadio.
  • il SONNO REM o SONNO PARADOSSO – STADIO V, che inizialmente dura pochi minuti, ma poi man mano che si procede nel sonno aumenta di lunghezza, va però tenuto presente che la percentuale di sonno REM tende a diminuire con l’avanzare dell’età. Durante questa fase l’EEG è simile alla veglia, tant’è che da un quadro EEG la persona sembra sveglia, ma ha una completa atonia muscolare ed in questo momento sono presenti i sogni, che sono dei contenuti di coscienza. Il sonno REM è quindi chiamato anche sonno paradosso dal momento che è presente un’eccitazione cerebrale insieme ad un’immobilità muscolare. Va inoltre detto che il sonno REM ha un’importante funzione ristorativa (tramite anche l’accumulo di glicogeno) e di facilitazione dell’apprendimento, è infatti rilevante il ruolo del sonno nei processi di apprendimento e ciò è stato confermato da studi molto importanti sui moscerini (sono comodi da studiare perché hanno vite brevi e cicli ravvicinati).

Il sonno REM è caratterizzato dalla presenza di movimenti oculari rapidi. La percentuale di sonno REM varia nel corso della vita ed in genere tende a diminuire sempre di più. Al termine del sonno REM il ciclo riparte, ma si rincomincia dallo stadio II: in media ogni stadio dura circa 5-15 minuti e lo stadio REM sopraggiunge dopo circa 90 minuti di sonno. Ogni ciclo dura 90-120 minuti, anche se i primi cicli sono un poco più lunghi di 120 minuti. Infatti, man mano si va verso il mattino, i cicli diventano più rapidi. Tuttavia, durante il mattino i cicli diventano nuovamente più lunghi: la fase REM si allunga durante il mattino (“infatti è durante il mattino che si sogna meglio, nella fase REM”). Va inoltre detto che per sonno normale si intende quel sonno dopo il quale ci si sente riposati, è quindi variabile da persona a persona, anche se in media è di 8 ore. Negli anziani però si ha una diminuzione del sonno delta del 10-15 % ed un aumento della fase II del 5 %, si ha quindi una diminuzione complessiva, in più la percentuale di tempo che si dedica al sonno fisiologicamente tende a diminuire con l’età (anche se agli anziani che si lamentano di dormire poco bisogna sempre chiedere quanti sonnellini fanno durante il giorno).

Il ciclo prevede:

  • stadio I
  • stadio II
  • stadio III
  • stadio IV
  • stadio III
  • stadio II
  • sonno REM
  • Poi ricomincia il ciclo dallo stadio II

 

MECCANISMI DEL SONNO

Il sonno non è un processo passivo, ma attivo, innescato da segnali inibitori GABAergici che partono dal nucleo preottico ipotalamico, che ha la funzione di regolare i ritmi circadiani interni, costituisce infatti una sorta di “orologio biologico”. Tali segnali arrivano al nucleo tubero-infundibulare (istaminergico), che trasmette ai nuclei interlaminari del talamo (nella parte centrale del talamo), che hanno proiezioni diffuse sulla intera corteccia. Proietta inoltre caudalmente verso il sistema reticolare pontino, a livello del quale inibisce le afferenze colinergiche legate alla coscienza, e quindi gli imput che vengono dal sistema somato-sensoriale. Il nucleo soprachiasmatico dell’ipotalamo è quindi il pacemaker neurale ed è basato su un periodo intrinseco un po’ più lungo rispetto alle 24 ore della giornata (24,18 ore), ed è “resettato” dalla luce solare. Tale nucleo regola non solo il ciclo sonno-veglia, ma anche i cicli di secrezione di cortisolo e di melatonina, e questo aspetto è stato studiato su quelle persone che rimangono intrappolate in ambienti interrati, senza contatti con l’ambiente esterno e con la luce. La luce è, infatti, importante, in quanto ogni giorno tale periodo intrinseco viene ricalibrato / risincronizzato, grazie appunto alla luce solare. Il sonno NON-REM è quindi uno stato attivo mantenuto attraverso le oscillazioni talamo-corticali indotte da tale meccanismo, è infatti generato dai neuroni colinergici del mesencefalo e del ponte ed inizia grazie alle cellule serotoninergiche del rafe e quelle noradrenergiche del locus coeruleus, che diventano inattive e ciò determina un’inibizione del tono muscolare grazie a proiezioni reticulospinali ventrolaterali. Quindi il cervello è reattivo, attraverso i meccanismi corticali che generano poi i sogni, però c’è una completa abolizione del tono muscolare. Queste oscillazioni talamo-corticali del sonno NON-REM hanno una funzione importante nei processi di apprendimento. Anche il sonno REM è un processo attivo, generato dai neuroni colinergici mesencefalici e pontini. Perchè esso funzioni è importante che siano attive le proiezioni reticolo-spinali che inibiscono il tono muscolare e che funzionino i neuroni colinergici già citati. E’ indispensabile che questi due elementi siano perfettamente coordinati. Se ciò non avviene si possono avere dei problemi (“sfasature”), come la paralisi da sonno.

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