Una nuova ricerca dimostra che un meccanismo recentemente scoperto, che rimuove i prodotti di scarto dal cervello, è attivo principalmente durante il sonno. Questa rivelazione potrebbe trasformare la comprensione scientifica di ciò che il sonno rappresenta, come funziona e offre nuove potenziali opportunità per il trattamento di malattie del cervello.
Il team della University of Rochester Medical Center (URMC), ha pubblicato i risultati dello studio sulla rivista Science .
Il Dott. Maiken Nedergaard, co-direttore del Centro di URMC per Neuromedicine traslazionale, dice:
“Questo studio dimostra che il cervello ha diversi stati funzionali quando dorme e quando è sveglio. Infatti, la natura del sonno ristoratore sembra essere il risultato della liquidazione attiva dei sottoprodotti di attività neurale che si accumulano durante la veglia.”
Lo scopo del sonno ha lasciato perplessi gli scienziati e filosofi per millenni. Mentre la ricerca più recente mostra che il sonno può aiutare con la conservazione e il consolidamento della memoria, questo da solo non bilancia gli enormi svantaggi che esso pone.
Da un punto di vista della sopravvivenza, il sonno è pieno di rischi – tutte le creature sono più vulnerabili durante il sonno, soprattutto quando i predatori sono in giro. Ma se il sonno non ha alcuna funzione biologica, potrebbe essere solo un problema tecnico evolutivo?
Sistema Glymphatic’ del cervello
Nel 2012, Nedergaard e colleghi hanno riferito che utilizzando la nuova tecnologia di imaging sui topi, avevano scoperto uno sconosciuto sistema che drena i rifiuti dal cervello.
In un articolo pubblicato in Science Translational Medicine hanno chiamato questo sistema il “sistema glymphatic,” perché si comporta come il sistema linfatico del corpo, ma è gestito da cellule cerebrali conosciute come cellule gliali.
Il sistema glymphatic sgombra tossine o prodotti di scarto che potrebbero essere responsabili di malattie cerebrali, come il morbo di Alzheimer e di altri disturbi neurologici.
In questo studio, il team ha condotto una serie di nuovi esperimenti sui topi e ha scoperto che il sistema glymphatic è quasi 10 volte più attivo durante il sonno. Essi hanno inoltre rilevato che il cervello addormentato rimuove significativamente maggiore quantità di una proteina, beta-amiloide tossica, che è implicata nella malattia di Alzheimer.
Il Dr. Nedergaard dice:
“Il cervello ha solo energia limitata a sua disposizione e sembra che debba scegliere tra due diversi stati funzionali : sveglio e consapevole o addormentato per la sua disintossicazione. Come durante la pulizia della casa è possibile intrattenere gli ospiti o pulire la casa, ma non si possono fare entrambi le cose allo stesso tempo ?”
Il team ha anche scoperto che durante il sonno, il cervello subisce anche cambiamenti fisici che permette al sistema di lavorare più velocemente. Cellule cerebrali si riducono del 60%, aumentando lo spazio tra loro in modo che le tossine possono essere “lavate” in modo più efficace.
Un’altra scoperta è stata che la noradrenalina, una sostanza chimica del cervello che viene prodotta a raffica dal cervello in risposta alla paura e altri stimoli, è meno attiva durante il sonno, portando il team a suggerire che il neurotrasmettitore può controllare l’espansione e la contrazione delle cellule cerebrali durante i cicli di sonno-veglia.
Nedergaard afferma che i risultati del loro studio sono importanti per il trattamento di malattie del cervello “intossicato”, come ad esempio nel caso del morbo di Alzheimer:
“Capire con precisione come e quando il cervello attiva il sistema glymphatic e cancella i rifiuti è un primo passo importante negli sforzi per modulare potenzialmente questo sistema e farlo funzionare in modo più efficiente.”
I fondi del National Institute of Neurological Disorder and Stroke contribuirono a finanziare lo studio.
Fonte Scienza 18 ottobre 2013: 342 (6156), 373-377; DOI: 10.1126/science.1241224; abstract .
