Riparo del DNA: avviene di notte; ecco a cosa serve il sonno

Il sonno è fondamentale per la riparazione così come i processi di ringiovanimento nel corpo come la riparazione muscolare e la regolazione ormonale. Un numero crescente di prove suggerisce che il sonno svolge un ruolo fondamentale nel recupero metabolico ed energetico. Infatti, è stato dimostrato che la perdita di sonno porta a conseguenze metaboliche avverse, riduzione degli ormoni anabolici e maggiore suscettibilità alle infezioni. Studi osservazionali hanno evidenziato gli effetti nocivi sulla salute del lavoro a turni. I meccanismi attraverso i quali la deprivazione acuta del sonno può portare a malattie croniche non sono stati chiariti, ma si ritiene che un aumento del danno al DNA o una riduzione della riparazione possano portare alla malattia. È possibile che la privazione del sonno possa influenzare le attività metaboliche attraverso i cambiamenti nei processi ossidativi. Ad esempio, un aumento sistemico dei livelli di radicali liberi dell’ossigeno (ROS) è stato segnalato in animali non umani dopo la privazione del sonno. Di conseguenza, è stato riportato che il sonno può fornire una funzione antiossidante eliminando i radicali liberi o i ROS prodotti durante la veglia. Lo stato di veglia coinvolge il metabolismo più elevato per mantenere potenziali elettrici neuronali, che richiede un aumento di ossigeno, con conseguente produzione significativa di ossidanti e maggiore utilizzo di ATP (energia cellulare).

È possibile, quindi, che i ROS e altri markers di stress ossidativo si accumulino nel tessuto cerebrale durante la veglia e agiscano come fattori somnogenici. Quindi, esiste una stretta interdipendenza tra ritmo circadiano, produzione di energia e metabolismo redox. Recenti evidenze cliniche indicano che la privazione del sonno può indurre elevati livelli di metilazione del DNA dei geni circadiani dell’orologio nei tessuti con maggiore attività metabolica (muscolo adiposo e scheletrico). Il marker epigenetico 5-metilcitosina può essere ossidato a 5-idrossimetil-citosina sotto l’influenza dello stress ossidativo. In un nuovo studio osservazionale pubblicato sulla rivista Anesthesia, la privazione del sonno è stata associata al danno al DNA. Nello studio condotto su 49 medici sani a tempo pieno che avevano il loro sangue analizzato in diversi momenti, i medici a chiamata che erano tenuti a lavorare da un giorno all’altro avevano un’espressione del gene di riparazione del DNA inferiore e più rotture del DNA rispetto ai partecipanti che non lavoravano durante la notte. In questi medici di chiamata in loco durante la notte, l’espressione dei geni di riparazione del DNA è diminuita e le rotture del DNA sono aumentate dopo la privazione del sonno. Il DNA danneggiato è aumentato dopo solo una notte di privazione del sonno.

L’autore senior Dr. Siu-Wai Choi, dell’Università di Hong Kong, ha spiegato: “Sebbene questo lavoro sia molto preliminare, è chiaro dai risultati che anche una sola notte di privazione del sonno può scatenare eventi che possono contribuire allo sviluppo di malattie croniche. Gli anestesisti (e altri professionisti della salute) svolgono spesso turni notturni e compiti di chiamata e i loro schemi di lavoro cambiano frequentemente tra il lavoro notturno e quello diurno. Questo studio è importante in quanto permetterà ai futuri ricercatori di studiare l’impatto di cambiare il modo in cui lavoriamo e altri interventi valutando le rotture del DNA, nello stesso modo in cui hanno fatto altri autori di studi precedenti in altri contesti”. L’obiettivo di questo studio era di esaminare gli effetti della deprivazione acuta del sonno sul danno al DNA. Questo era uno studio osservazionale trasversale su 49 medici sani e a tempo pieno Il campione di sangue di riferimento è stato prelevato da ciascun partecipante dopo tre giorni consecutivi di sonno adeguato. I partecipanti (n = 24) a cui era stato richiesto di lavorare durante la notte sul posto hanno eseguito un altro prelievo di sangue la mattina dopo la privazione acuta del sonno. Il danno al DNA e l’espressione genica di riparo del DNA sono stati quantificati. Sono state raccolte informazioni sulla salute, i modelli di lavoro e i diari del sonno. Sono stati utilizzati t-test indipendenti per confrontare le differenze tra i gruppi e le differenze medie standardizzate.

Durante la notte, i partecipanti alla chiamata in loco avevano una bassa espressione del DNA di riferimento e più rotture del DNA rispetto ai partecipanti che non avevano lavorato durante la notte (p = 0,0001 per entrambi i gruppi). In partecipanti alla chiamata in loco durante la notte, dopo una privazione acuta del sonno, l’espressione del gene di riparazione del DNA è diminuita (p = 0,0001) e le rotture del DNA sono aumentate (p = 0,0018). La privazione del sonno nei lavoratori a turni è associata a conseguenze negative per la salute. L’aumento del danno al DNA è stato collegato allo sviluppo di malattie croniche. Questo studio dimostra che il sonno interrotto è associato al danno al DNA. Inoltre, sono necessari studi prospettici più ampi che esaminino le relazioni tra il danno al DNA e lo sviluppo di malattie croniche, e dovrebbero essere studiati metodi per alleviare o riparare il danno al DNA legato alla privazione del sonno. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche, questo danno al DNA può aiutare a spiegare l’aumento del rischio di cancro e di malattie cardiovascolari, metaboliche e neuro-degenerative associate alla privazione del sonno.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Cheung V et al. Choi SW. Anaesthesia 2018 Sep 25.

Trivedi MS et al. PLoS One 2017 Jul 24; 12(7):e0181978.

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Bellesi M et al., Cirelli C. Sci Rep. 2016 Nov 10; 6:36804.

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- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it