Perché dormiamo? L’origine e le funzioni del sonno

Basandosi sulle statistiche, una persona passa circa un terzo della sua vita a dormire. Una quantità di tempo enorme, quantificabile in decine di anni. Non è da molto tempo però che l’opinione pubblica e scientifica hanno acceso i riflettori su questa attività così naturale, eppure così straordinaria. Per quanto vengano eseguiti sempre più studi sull’argomento, manca ancora un consenso definitivo sull’origine evolutiva e sulle funzioni del sonno. Ecco alcune delle teorie proposte che godono di maggiore credito.

Il ritmo circadiano

Il termine, che deriva dal latino circa diem (letteralmente “intorno al giorno”), indica un fenomeno biologico che si ripete con un ritmo di circa 24 ore. L’esempio più classico è ovviamente il ciclo sonno-veglia, ma vi sono anche cicli di secrezione di ormoni o cicli di variazione della temperatura corporea. È sorprendente sapere che ritmi di questo tipo si ritrovano anche nelle forme di vita più primitive, come Batteri e Archeobatteri, dimostrando inequivocabilmente che l’origine è molto antica. Se negli organismi unicellulari questi ritmi riguardano soltanto dei pathway metabolici semplici, negli organismi più complessi assistiamo alla regolazione ritmica di strutture e funzioni ben più avanzate, come le modificazioni nelle oscillazioni nervose durante le fasi del sonno.

La teoria della pulizia

Si sente dire che il sonno serve a pulire o alleggerire il cervello e i benefici di un buon sonno ristoratore sono innegabili. In questo caso la saggezza popolare non si distacca tanto dalla realtà. La funzione principale del sonno, come dimostrano le ricerche, sembrerebbe quella di eliminare i prodotti di scarto del metabolismo accumulati durante il giorno (1). Sostanze come le specie reattive dell’ossigeno (ROS) o le proteine β-amiloidi, il cui accumulo è noto essere correlato all’insorgenza di gravi malattie neurodegenerative.

Questa eliminazione avviene tramite un sistema di drenaggio denominato “Sistema Glinfatico”, costituito da vasi linfatici e cellule gliali, e prerogativa esclusiva del Sistema Nervoso Centrale (2). Durante il sonno lo spazio interstiziale tra le cellule gliali aumenta di circa il 60% e di conseguenza anche l’efficienza della pulizia.

La memoria e l’apprendimento

È ormai accertato che il sonno è essenziale per il consolidamento dei ricordi, per mettere “in ordine” gli eventi avvenuti durante il giorno (3). Come sappiamo l’attività elettrica del cervello non è uniforme durante il sonno, bensì esprime pattern diversi che si susseguono un dopo l’altro. La distinzione principale è tra il sonno REM (Rapid Eye Movement) e il sonno NREM (Non-REM). Il primo è caratterizzato da intensa attività della corteccia cerebrale, profilo metabolico simile allo stato di veglia e, appunto, movimento rapidi degli occhi, ed è il momento in cui la nostra mente forma i sogni. Il sonno NREM, e in particolare gli stadi 3-4, è il cosiddetto “sonno profondo” in cui abbiamo onde cerebrali più lente e totale rilassamento muscolare.

Hypnogram

Entrambe queste fasi del sonno partecipano al modellamento della memoria, ma in maniera differente. Durante il sonno NREM si assiste prevalentemente ad eliminazione sinaptica: durante questa fase i circuiti sinaptici formati in maniera disordinata durante il giorno vengono ottimizzati, lasciando solamente i contatti più efficienti. Durante il sonno REM, al contrario, abbiamo intensa formazione di sinapsi, proprio come se stessimo facendo nuove esperienze in quel momento.

Nei neonati lo stadio REM va a costituire circa il 70% di tutto il sonno, mentre nell’adulto si riduce al 20%. Il sonno del bambino quindi è accompagnato da un’intensissima attività cerebrale, essenziale al suo sviluppo.

La conservazione dell’energia

Nella nostra società, dove le risorse di cibo sono abbondanti, può sembrare meno apparente, ma uno dei fattori principali che guida la selezione naturale è la capacità di risparmiare le risorse energetiche. La teoria della conservazione dell’energia suggerisce che una delle funzioni primarie del sonno sia quella di ridurre lo spreco energetico, in particolare in quelle condizioni in cui la ricerca di cibo è meno efficiente, ad esempio durante la notte (4).

Le ricerche evidenziano che il metabolismo si riduce notevolmente durante il sonno (fino al 10% nell’uomo e anche oltre in altre specie animali). Rispetto allo stato di veglia si abbassano sia la temperatura corporea che la domanda calorica dell’organismo.

Sebbene intuitivamente si potrebbe essere portati a pensare che la funzione principale del sonno sia proprio quella di riposare il corpo, questa teoria non gode di particolare credito. Molti scienziati infatti sostengono che il risparmio calorico, che pure è indiscutibile, sia soltanto una funzione secondaria e che non spiega l’esistenza di tutti quei meccanismi cerebrali di cui abbiamo appena parlato (a).

Prospettive di ricerca

L’attività di ricerca è sempre più intensa, accelerata dal fatto che molti esperti considerano il problema del “sonno” una questione sanitaria di rilevanza nazionale. Si parla addirittura di epidemia, dato che la percentuale di persone che dorme meno e peggio di quanto dovrebbe, o che soffre d’insonnia,  si attesta a livelli preoccupanti e le perdite economiche che la sanità deve affrontare, derivanti proprio dall’insufficienza di sonno, si calcolano in decine o centinaia di miliardi (b).

Un sonno inadeguato infatti può portare a complicanze ben più gravi della semplice spossatezza, da un aumentato rischio cardiovascolare a gravi problematiche di tipo psicologico. La sfida per i ricercatori non sarà soltanto comprendere come funziona il sonno, ma anche come esso influenza tutto il resto dell’organismo.

Bibliografia

  1. Lulu Xie et al. (18 Oct 2013). “Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain”. Science.
  2. Nadia Aalling Jessen et al. (December 2015). “The Glymphatic System: A Beginner’s Guide”. Neurochemical research Volume 40, Issue 12, pp 2583–2599
  3. Robert Stickgold (26 October 2005). “Sleep-dependent memory consolidation”. Nature 437, 1272-1278.
  4. Ralph J.Berger & Nathan H.Phillips (1995). “Energy conservation and sleep”. Behavioural Brain Research Volume 69, Issues 1–2, July–August 1995, Pages 65-73

Link esterni

  • Lecture di Kingman Strohl sull’argomento – YouTube
  • “The Epidemic of Sleep Deprivation: A Modern Curse” – huffpost.com
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