Meccanismi di regolazione del sonno

Il sonno è caratterizzato da due parti della durata complessiva di circa 2 ore:

• Sonno Rem, o fase onirica, è caratterizzato da rapidi movimenti oculari e flaccidità muscolare.
• Sonno non Rem, della durata di 5 - 15 minuti, caratterizzato da 4 stadi via via più profondi e ristoratori. Nel quarto, lo stadio del sonno profondo, avviene la produzione di onde delta in particolare nel lobo frontale nell'adulto e nel lobo parietale nel bambino.

Questa particolare attività elettrica è fondamentale per i processi di plasticità sinaptica.
Quando si impara avvengono sinapsi che aumentano di volume, questo processo prende il nome di potenziamento sinaptico ed è alla base anche dell'apprendimento di schemi motori nuovi o di gesti atletici.
Durante la notte avviene una pulizia dalle sinapsi in cui alcune vengono consolidate e altre dismesse o non potenziate.
Questo vuol dire che nella notte si consolidano gli schemi motori richiamati durante il giorno.

Esperimenti recenti mostrano come il sonno profondo induca maggiore attività delle onde delta, cioè di plasticità, nelle aree maggiormente esercitate durante il giorno, mostrando anche che il risultato in specifici test cognitivi sia condizionato in modo positivo dalla maggiore quantità di sonno profondo a cui quella specifica zona va in contro.
Questo suggerisce che le aree maggiormente utilizzate dovranno necessariamente dormire di più.

Dal momento in cui ci si addormenta al momento in cui ci si sveglia, la fase più profonda del sonno non Rem, lo stadio 4, raggiunge in poco tempo un massimo di durata (vedi la linea del grafico in fase 4 nell'immagine in alto), per poi decrescere progressivamente fino a non ripresentarsi già dopo 2 - 4 cicli.
La fase rem del ciclo, invece aumenta progressivamente di durata (Vedi parte spessa nel grafico in alto).

Il risveglio interrompere il sonno e riattiva lo stato cosciente. Il raggiungimento del massimo stato di coscienza prende il nome di inerzia di risveglio ed è ottenibile da un'analisi di una curva di risveglio. L'inerzia è proporzionale al momento di risveglio, avendo un massimo per le fasi di sonno profondo e un minimo per le fasi di sonno Rem, ed è inversamente proporzionale alla durata di sonno. Per raggiungere lo stato di coscienza normale occorrono in media 1,5 ore e fino a 3 ore nel caso di risveglio nelle fasi di sonno profondo, ma possono aumentare nel caso di precedente assunzione di sonniferi.

Attualmente, grazie a potenti modelli matematici basati sull'analisi di Fourier, una branca di ricerca che sfrutta le caratteristiche delle funzioni seno e coseno per semplificare funzioni armoniche più complesse, è possibile ottenere dei modelli che permettono di sapere con notevole precisione quante ore di sonno profondo servono per recuperare le ore di veglia.

Il sonno ristorativo ottenibile principalmente nel quarto stadio della fase REM è un fenomeno omeostatico. Questo vuol dire che le onde delta (profonde) sono potenziate dalla deprivazione di sonno cioè, che la loro pressione misurabile è proporzionale al numero di ore di veglia. Tuttavia, alcune sostanze o particolari condizioni possono modificarne l'entità, disturbando questo equilibrio finemente regolato. Il caffè, ad esempio, è una di queste in quanto la caffein in esso contenuta blocca l'adenosina, uno dei più efficaci fattori omeostatici del sonno.

Meccanismi di regolazione del sonno

Il funzionamento del nucleo di neuroni Sopra chiasmatico accolto nell'ipotalamo è simile a quello delle cellule cardiache pacemaker, oscillando con particolari frequenze nell'arco delle 24 ore. Queste cellule neuronali sono collegate alla melanopsina prodotta dalle cellule gangliari della retina, queste direttamente sensibili alla luce, ma differenziate dai coni e dai bastoncelli, che sono i veri trasduttori del segnale luminoso utile alla vista.

La struttura dell'occhio appena accennata suggerisce però che alcuni non vedenti, evidentemente che riportano delle alterazioni a livello del sistema collegato alla melanopsina, hanno dei problemi di sincronizzazione col ritmo circadiano, rendendo ancora più difficoltosa la loro condizione.

La luce agisce direttamente a livello ormonale, favorendo il ritmo circadiano. In particolar modo, l'energia luminosa raccolta dalla retina è in grado di eccitare la ghiandola pineale, la quale risponde producendo melatonina che abbassa lo stato di vigilanza e favorisce l'addormentamento. La concentrazione sierica di melatonina raggiunge un massimo nelle ore notturne, a circa metà del sonno.

Questo ritmo circadiano è inoltre proporziale alla temperatura corporea e la sua discesa favorisce il sonno. Questo aspetto è da tenere in considerazione da chi accumula calore la sera, cioè da chi, ad esempio, fa uso di saune, di bagni caldi o svolge allenamenti intensi, e ha problemi ad addormentarsi.

Le normali condizioni fisiologiche permettono alla melatonina di agire come vasodilatatore periferico, abbassando la temperatura corporea e favorendo l'addormentamento. Un importante studio sul sonno, pubblicato sulla rivista Nature, prova che la saggezza popolare delle nostre nonne sul mantenere entro certi limiti la dispersione del calore delle mani e dei piedi prima di addormentarsi, sia una pratica semplice ma valida.

Uno stimolo capace di influenzare la produzione di melatonina è la luce blu prodotta dagli schermi luminosi dei laptop e dagli smartphone. Questa particolare intensità luminosa ha l'effetto di ridurre la produzione di melatonina, aumentando lo stato di vigilanza, specialmente nei bambini. Il consiglio è quello di minimizzare l'uso di questi dispositivi la sera, eventualmente verificando l'esistenza del filtro per la luce blu presente in alcuni dispositivi più recenti.

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