I primi segni di sonno insufficiente sono universalmente familiari. C’è stanchezza e affaticamento, difficoltà di concentrazione, forse irritabilità o persino risatine isteriche. Molte meno persone hanno sperimentato gli effetti della prolungata privazione del sonno, inclusi disorientamento, paranoia e allucinazioni. La privazione totale, prolungata del sonno, tuttavia, può essere fatale. Mentre è stato riportato nell’uomo solo aneddoticamente, uno studio ampiamente citato su ratti condotto da ricercatori con sede a Chicago nel 1983 ha mostrato che una totale mancanza di sonno porta inevitabilmente alla morte. Eppure, nonostante decenni di studio, una questione centrale è rimasta irrisolta: perché gli animali muoiono quando non dormono? Ora, i neuroscienziati della Harvard Medical School hanno identificato un inaspettato legame causale tra la privazione del sonno e la morte prematura. In uno studio sui moscerini della frutta privati del sonno, i ricercatori hanno scoperto che la morte è sempre preceduta dall’accumulo di molecole note come specie ossidative reattive (ROS) nell’intestino. Quando sono stati somministrati ai moscerini della frutta composti antiossidanti che neutralizzano e eliminano i ROS dall’intestino, le mosche private del sonno sono rimaste attive e hanno avuto una durata della vita normale. Ulteriori esperimenti sui topi hanno confermato che i ROS si accumulano nell’intestino quando il sonno è insufficiente. I risultati, pubblicati su Cell il 4 giugno, suggeriscono la possibilità che gli animali possano davvero sopravvivere senza dormire in determinate circostanze. I risultati aprono nuove strade di studio per comprendere tutte le conseguenze di un sonno insufficiente e potrebbero un giorno informare la progettazione di approcci per contrastare i suoi effetti dannosi sull’uomo. Hanno adottato un approccio imparziale e cercato in tutto il corpo gli indicatori di danno da privazione del sonno. Sono rimasti sorpresi di scoprire che è stato l’intestino a svolgere un ruolo chiave nel causare la morte. Ancora più sorprendentemente, hanno scoperto che la morte prematura poteva essere prevenuta. Ogni mattina si radunavano tutti intorno a guardare le mosche, con incredulità. Quello che hanno visto è che ogni volta che potevano neutralizzare i ROS nell’intestino, potevano salvare le mosche. Gli scienziati hanno studiato a lungo il sonno, un fenomeno che sembra essere fondamentale per la vita, eppure per molti aspetti rimane misterioso. Quasi ogni animale conosciuto dorme o mostra una qualche forma di comportamento assonnato. Senza abbastanza sonno, ne conseguono gravi conseguenze. Nell’uomo, il sonno insufficiente cronico è associato a malattie cardiache, diabete di tipo 2, cancro, obesità, depressione e molte altre condizioni. Ricerche precedenti hanno dimostrato che una limitazione prolungata del sonno totale può portare a morte prematura in modelli animali. Nei tentativi di rispondere a come la privazione del sonno culmina nella morte, la maggior parte degli sforzi di ricerca si sono concentrati sul cervello, dove ha origine il sonno, ma nessuno ha prodotto risultati conclusivi. Il team ha condotto una serie di esperimenti in moscerini della frutta, che condividono molti geni che regolano il sonno con gli umani, per cercare segni di danno causato dalla privazione del sonno in tutto il corpo. Per monitorare il sonno, i ricercatori hanno utilizzato raggi infrarossi per monitorare costantemente il movimento delle mosche alloggiate in singoli tubi. Hanno scoperto che le mosche possono dormire agitandosi fisicamente, quindi il team si è rivolto a metodi più sofisticati. Hanno manipolato geneticamente i moscerini della frutta per esprimere una proteina sensibile al calore in neuroni specifici, la cui attività è nota per sopprimere il sonno. Quando le mosche erano alloggiate a 29 gradi C (84 gradi F), la proteina induceva i neuroni a rimanere costantemente attivi, impedendo così alle mosche di dormire. Dopo 10 giorni di privazione del sonno indotta dalla temperatura, la mortalità è aumentata tra i moscerini della frutta e sono morti tutti intorno al giorno 20. I moscerini di controllo che avevano dormito normalmente hanno vissuto fino a circa 40 giorni nelle stesse condizioni ambientali. Poiché la mortalità è aumentata intorno al giorno 10, i ricercatori hanno cercato marcatori di danno cellulare nei giorni precedenti e precedenti. La maggior parte dei tessuti, compreso il cervello, erano indistinguibili tra mosche prive di sonno e non private, con una notevole eccezione. L’intestino delle mosche private del sonno ha avuto un drammatico accumulo di ROS, molecole altamente reattive e contenenti ossigeno che in grandi quantità possono danneggiare il DNA e altri componenti all’interno delle cellule, provocando la morte delle cellule. L’accumulo di ROS ha raggiunto il picco intorno al giorno 10 della privazione del sonno e, quando la privazione è stata interrotta, i livelli di ROS sono diminuiti. Ulteriori esperimenti hanno confermato che i ROS si accumulano nell’intestino solo di quegli animali che hanno subito una perdita di sonno prolungata e che l’intestino è davvero la fonte principale di questo ROS apparentemente letale. Hanno scoperto che le mosche private del sonno stavano morendo allo stesso ritmo, ogni volta, e quando hanno esaminato i marker di danno cellulare e morte, l’unico tessuto che spiccava davvero era l’intestino. Quando fecero il primo esperimento, al microscopio si capì immediatamente che c’era una differenza notevole. Ciò non accade quasi mai nelle ricerche di laboratorio. Il team ha anche esaminato se l’accumulo di ROS si verifica in altre specie usando una stimolazione meccanica delicata e continua per mantenere i topi svegli per un massimo di cinque giorni. Rispetto al controllo degli animali, i topi privati del sonno avevano elevati livelli di ROS nell’intestino tenue e crasso, ma non in altri organi, un risultato coerente con le osservazioni nelle mosche. Per scoprire se i ROS nell’intestino svolgono un ruolo causale nella morte indotta dalla privazione del sonno, i ricercatori hanno esaminato se prevenire l’accumulo di ROS potesse prolungare la sopravvivenza. Hanno testato dozzine di composti con proprietà antiossidanti noti per neutralizzare i ROS e ne hanno identificato 11 che, se somministrati come integratore alimentare, permettevano alle mosche private del sonno di avere una durata normale o quasi normale. Questi composti, come la melatonina, l’acido lipoico e il NAD, erano particolarmente efficaci nel liberare i ROS dall’intestino. In particolare, l’integrazione non ha prolungato la durata della vita delle mosche non deprivate di sonno. La privazione del sonno potrebbe influenzare direttamente l’intestino, ma il fattore scatenante può anche avere origine nel cervello. Allo stesso modo, la morte potrebbe essere dovuta a un danno nell’intestino o perché alti livelli di ROS hanno effetti sistemici o una combinazione di questi. È noto che il sonno insufficiente interferisce con i percorsi di segnalazione della fame del corpo, quindi il team ha anche misurato l’assunzione di cibo con la mosca della frutta per analizzare se c’erano potenziali associazioni tra l’alimentazione e la morte. Hanno scoperto che alcune mosche private del sonno hanno mangiato di più durante il giorno rispetto ai controlli non privati. Tuttavia, limitare l’accesso al cibo non ha avuto effetti sulla sopravvivenza, suggerendo che sono coinvolti fattori oltre l’assunzione di cibo. Il team spera che il loro lavoro informerà lo sviluppo di approcci o terapie per compensare alcune delle conseguenze negative della privazione del sonno. Uno su tre adulti americani ottiene meno delle sette ore di sonno raccomandate a notte, secondo i Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie, e il sonno insufficiente è una parte normale della vita per molti in tutto il mondo. Sicuramente per una vita migliore e più lunga curare l’igiene del sonno resta un aspetto fondamentale.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Sleep Loss Can Cause Death through Accumulation of Reactive Oxygen Species in the Gut”. by Vaccaro et al. Cell

Immagine: The insomnia (Elena Rodionova)