L’attività delle sinapsi nel cervello è legata ai cicli di sonno-veglia. Da due nuovi studi è emerso che la mancanza di sonno altera e compromette il regolare funzionamento delle sinapsi.
Le sinapsi sono “punti di contatto fra due cellule nervose (neuroni)” che propagano gli impulsi nervosi permettendo la comunicazione fra le cellule.
I due studi pubblicati sulla rivista Science coordinati da Sara Noya, dell’Università di Zurigo, e da Franziska Brüning, dell’Università Ludwig Maximilian di Monaco, hanno chiaramente dimostrato lo stretto legame fra sonno e buon funzionamento del cervello.
Cosa hanno scoperto i ricercatori?
Dall’analisi condotta su topi normali e topi sottoposti a mancanza di sonno, si è evidenziato che durante i cicli circadiani avvengono importanti variazioni nelle trascrizioni e nelle proteine sinaptiche.
Noya ha scoperto che quasi il 70% delle trascrizioni ha mostrato variazioni in grande quantità durante i cicli circadiani quotidiani. Brüning e i colleghi hanno scoperto che la metà delle 2000 fosfoproteine sinaptiche quantificate, hanno mostrato cambiamenti con i cicli di riposo giornaliero. La privazione del sonno ha abolito quasi il 98% dei cicli di fosforilazione alle sinapsi.
Nei topi l’“orologio interno” regola la generazione ritmica di istruzioni o trascrizioni per produrre proteine. Quando si dorme si innescano le fasi finali della produzione di proteine.
Inoltre, poco prima di svegliarsi o di dormire, avvengono dei picchi di trascrizioni nelle proteine. I topi privati dei geni che regolano i cicli circadiani di sonno-veglia non hanno mostrato questi picchi.
Infatti, nei topi privati del sonno, Noya e i suoi colleghi hanno osservato che la cellula produceva ancora molte delle trascrizioni ma non costruiva le proteine correlate. Da questo risultato si evince che il sonno regola la fase finale di costruzione delle proteine nel garantire sinapsi solide.
In conclusione, secondo gli autori degli studi, la mancanza di sonno può compromettere il corretto funzionamento delle sinapsi che mettono in comunicazione l’intricata rete cerebrale, soprattutto a livello della corteccia. Ciò può avere conseguenze dal punto di vista cognitivo.
Alle ricerche hanno anche contribuito due studiosi italiani, Chiara Cirelli e Giulio Tononi, che lavorano da anni negli Stati Uniti presso l’Università del Wisconsin-Madison.
Chiara Cirelli ha spiegato all’ANSA che: “Ci sono molti geni e proteine che cambiano nelle sinapsi nel corso delle 24 ore. I due studi dimostrano che questi cambiamenti avvengono per motivi diversi. I geni cambiano in funzione dell’ora del giorno, mentre le proteine al variare del bisogno di sonno, indipendentemente dall’ora. Quindi tramite i cambiamenti proteici le sinapsi sono in grado di sapere se abbiamo bisogno di dormire oppure no.”
Cirelli conclude affermando che: “Queste scoperte sono un’ulteriore dimostrazione che il bisogno di sonno è legato, in qualche modo, all’attività sinaptica. Sono, quindi, in linea con la nostra ipotesi secondo cui il sonno serve per rinormalizzare la forza delle sinapsi, che cresce durante la veglia come conseguenza dell’apprendimento”.
