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Sonno REM: cambia subito con un piccolo stress quotidiano

Lo stress cronico è il predittore più significativo dei disturbi dell’umore e il disturbo depressivo maggiore è previsto essere la principale causa di carico di malattia entro il 2030, mentre il vero carico globale delle malattie mentali legate allo stress potrebbe essere ampiamente sottostimato. Negli animali, lo stress cronico porta a profondi cambiamenti fisiologici, come la regolazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA) del corticosterone, la neurogenesi, la plasticità sinaptica e l’espressione genica. Lo stress cronico porta anche a una pletora di disturbi comportamentali, tra cui un comportamento depressivo, una minore reattività alle ricompense simile all’anedonia, un sintomo principale della depressione e alterazioni del sonno. Il sonno REM, noto anche come sonno paradossale, è lo stato di sonno durante il quale abbiamo la maggior parte dei nostri sogni ed è coinvolto nella regolazione delle emozioni e nel consolidamento della memoria. I disturbi del sonno REM sono comuni nei disturbi dell’umore, come la depressione. Tuttavia, si sapeva poco su come i cambiamenti del sonno sono collegati ai cambiamenti molecolari nel cervello. La prima e più netta conseguenza dello stress giornaliero leggero è un aumento del sonno REM (movimento rapido degli occhi). Questa è la conclusione di un nuovo studio pubblicato sulla rivista PNAS. La ricerca ha anche dimostrato che questo aumento è associato a espressione genica coinvolta nella sopravvivenza cellulare. Durante questo studio di 9 settimane, condotto da ricercatori del Surrey Sleep Research Center presso l’Università del Surrey in collaborazione con Eli Lilly, i topi sono stati esposti in modo intermittente a una varietà di stressanti lievi, come l’odore di un predatore.

Topi esposti a lieve stressor hanno sviluppato segni di depressione; erano meno impegnati in attività di auto-cura; erano meno propensi a partecipare a piacevoli attività come mangiare cibo appetitoso, e diventavano meno socievoli e interessati a topi che non avevano mai incontrato prima. Monitorando i loro schemi di sonno, i ricercatori hanno identificato un aumento della durata e della continuità del sonno REM e specifiche oscillazioni cerebrali caratteristiche del sonno REM, mentre il sonno “profondo”, o sonno non-REM, non è cambiato. I cambiamenti nel sonno REM erano strettamente legati alla carenza nella regolazione dell’ormone dello stress corticosterone. Lo stress lieve ha anche causato cambiamenti nell’espressione genica nel cervello. Lo stress innesca i cambiamenti nell’espressione genica nel cervello e queste risposte del trascrittoma hanno dimostrato di essere altamente tessuto / regione del cervello specifica. La maggior parte degli studi si è concentrata sull’ippocampo e sulla corteccia prefrontale, identificando l’espressione differenziale dei geni correlati all’infiammazione, alla risposta immunitaria e alla neurogenesi. Per comprendere meglio il legame tra stress, ormone dello stress, sonno REM ed espressione genica, i ricercatori hanno intrapreso un nuovo approccio di apprendimento automatico, che identifica gruppi di geni che possono predire il sonno osservato, le caratteristiche comportamentali e ormonali. Ciò ha rivelato che il sonno REM, la regolazione dell’ormone dello stress e un segno comportamentale di depressione erano strettamente associati alle vie molecolari coinvolte nella morte e sopravvivenza delle cellule nel cervello, principalmente nell’ippocampo.

Sia l’ippocampo (Glra3, Ptgdr, Pmch, Oprk1, Kcne2, Gpr6) e l’ipotalamo (Slc6a3, Slc5a7, Chat) hanno mostrato diversi geni variati coinvolti nella trasmissione neurale, inclusa la diminuizione dei geni codificanti neuropeptidi nell’ipotalamo implicati nell’adattamento allo stress e al comportamento sociale  (cioè Ucn3, Avp, Oxt, Vip). Questi dati suggeriscono che un aumento del sonno REM può attivare percorsi di segnalazione nel cervello che gli permettono di cambiare in risposta a esperienze di veglia “lievemente stressanti”. I risultati possono fornire una migliore comprensione di come lo stress porta a disturbi dell’umore e di come i cambiamenti nel sonno possono contribuire a questo. Questa analisi completa dei cambiamenti comportamentali in combinazione con l’analisi del sonno e dell’espressione genica, costituisce un valido argomento per l’importante ruolo del sonno REM nella risposta cerebrale allo stress. Il team smentisce che i cambiamenti comportamentali e del sonno trovati nei loro modelli sono molto simili a quelli osservati nella depressione. Pertanto, ritengono che i cambiamenti molecolari osservati nei topi possano anche essere rilevanti per la risposta allo stress e ai disturbi dell’umore negli esseri umani. Il professor Derk-Jan Dijk, che guida il Surrey Sleep Research Center presso l’Università del Surrey, ha concluso: “Ancora una volta vediamo che il sonno è un indicatore molto sensibile e precoce della risposta cerebrale alle sfide affrontate durante la veglia. Sarà importante vedere come il sonno è coinvolto nel recupero dallo stress”.

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

Pubblicazioni scientifiche

Nollet M et al. Proc Natl Acad Sci USA 2019 Jan 25.

Cui XY et al. Neurosci Lett. 2018 Aug 24; 682:74-78. 

Dispersyn G et al. J Sleep Res. 2017; 26(5):531-538.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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