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Ricerche

La privazione del sonno accelera il danno cerebrale dell'Alzheimer

Neurofibrillary tanglesIl triangolo allungato scuro è un groviglio neurofibrillare di proteina tau (Fonte: Jose Luis Calvo Martin & Jose Enrique Garcia-mauriño Muzquiz/iStock) 

Il sonno scadente è da molto tempo collegato al morbo di Alzheimer (MA), ma i ricercatori hanno capito poco, finora, come le interruzioni del sonno guidano la malattia.


Ora, studiando topi e persone, i ricercatori della Washington University di St. Louis hanno scoperto che la privazione del sonno aumenta i livelli della proteina tau, cruciale per il MA. E, negli studi successivi nei topi, il gruppo di ricerca ha dimostrato che l'insonnia accelera la diffusione nel cervello di blocchi tossici di tau - un presagio di danno cerebrale e un passo decisivo lungo il percorso verso la demenza.


Questi risultati, pubblicati online il 24 gennaio sulla rivista Science, indicano che la mancanza di sonno, da solo, aiuta a guidare la malattia e suggerisce che buone abitudini di sonno possono aiutare a preservare la salute del cervello.


"La cosa interessante di questo studio è che suggerisce che i fattori della vita reale, come il sonno, potrebbero influenzare la velocità con cui la malattia si diffonde nel cervello", ha detto l'autore senior David Holtzman MD, professore e capo del dipartimento di neurologia. "Sappiamo che i problemi del sonno e il MA sono associati in parte attraverso una diversa proteina di MA (l'amiloide-beta), ma questo studio dimostra che l'interruzione del sonno fa sì che la proteina dannosa tau aumenti rapidamente e si diffonda nel tempo".


La tau è presente di norma nel cervello - anche nelle persone sane - ma in certe condizioni può aggregarsi in grovigli che danneggiano il tessuto vicino e portano al declino cognitivo. Recenti ricerche nella Facoltà di Medicna hanno dimostrato che nelle persone anziane che dormono male c'è molta tau. Ma non era chiaro se la mancanza di sonno facesse alzare direttamente i livelli di tau, o se i due fossero associati in qualche altro modo.


Per scoprirlo, Holtzman e colleghi, compresi i primi autori Jerrah Holth PhD, scienziato dello staff, e Sarah Fritschi PhD, ex studiosa di postdottorato del laboratorio di Holtzman, hanno misurato i livelli di tau nei topi e nelle persone con sonno normale e interrotto.


I topi sono creature notturne. I ricercatori hanno scoperto che i livelli di tau nel fluido che circonda le cellule cerebrali erano circa il doppio di notte, quando gli animali erano più svegli e attivi, rispetto al giorno in cui i topi si appisolavano più di frequente. Disturbare il riposo dei topi durante il giorno ha causato il raddoppio dei livelli di tau diurni.


Lo stesso effetto è stato riscontrato nelle persone. Brendan Lucey MD, assistente professore di neurologia, ha prelevato il liquido cerebrospinale - che bagna il cervello e il midollo spinale - di 8 persone dopo una notte normale di sonno e di nuovo dopo che sono stati tenuti svegli tutta la notte. I ricercatori hanno scoperto che una notte insonne causa un aumento dei livelli di tau di circa il 50%.


Stare sveglie tutta la notte rende le persone stressate e irritabili e inclini a dormire alla prima occasione che hanno. Anche se è difficile giudicare l'umore dei topi, anche loro sono rimbalzati da una giornata insonne dormendo di più in seguito.


Per chiarire se è lo stress oppure i cambiamenti comportamentali a rappresentare i cambiamenti nei livelli di tau, la Fritschi ha creato topi geneticamente modificati che potevano essere tenuti svegli per ore di seguito con l'iniezione di un composto innocuo. Quando il composto svanisce, i topi ritornano al loro normale ciclo sonno-veglia, senza alcun segno di stress o desiderio apparente di sonno extra. Usando questi topi, i ricercatori hanno scoperto che stare svegli per periodi prolungati fa aumentare i livelli di tau.


Complessivamente, i risultati suggeriscono che la tau viene rilasciata di routine durante le ore di veglia dal normale lavoro di pensare e di fare, e poi questa liberazione diminuisce durante il sonno permettendo alla tau di essere rimossa. La privazione del sonno interrompe questo ciclo, inducendo la tau ad accumularsi e rendendo più probabile che la proteina inizi ad creare grovigli nocivi.


Nelle persone con MA, i grovigli tau tendono ad emergere in alcune parti del cervello importanti per la memoria - l'ippocampo e la corteccia entorinale - e quindi si diffondono ad altre regioni del cervello. Man mano che i grovigli di tau crescono e altre aree vengono colpite, la gente fatica sempre più a pensare chiaramente.


Per studiare se la diffusione dei grovigli di tau sia influenzata dal sonno, i ricercatori hanno seminato l'ippocampo di topi con piccoli grumi di tau e poi hanno tenuto gli animali svegli per lunghi periodi ogni giorno. Un gruppo separato di topi ha anche avuto iniezioni di grovigli di tau ma gli è stato permesso di dormire ogni volta che voleva. Dopo quattro settimane, i grovigli di tau si erano diffusi ulteriormente nei topi privi di sonno rispetto ai compagni riposati. In particolare, i nuovi grovigli sono apparsi nelle stesse aree del cervello colpite nelle persone con MA.


"Tutti dovremmo provare a dormire bene", ha detto Holtzman. "Il nostro cervello ha bisogno di tempo per riprendersi dallo stress della giornata. Non sappiamo ancora se un sonno adeguato nell'invecchiamento può proteggere dal MA. Ma non può far male, e questo [studio] e altri dati suggeriscono che potrebbe anche aiutare a ritardare e rallentare il processo della malattia se è iniziato".


I ricercatori hanno anche scoperto che il sonno interrotto aumenta il rilascio della proteina  sinucleina, un segno distintivo del morbo di Parkinson. Le persone con Parkinson - come quelle con MA - spesso hanno problemi di sonno.

 

 

 


Fonte: Tamara Bhandari in Washington University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Holth JK, Fritschi SK, Wang C, Pedersen NP, Cirrito JR, Mahan TE, Finn MB, Manis M, Geerling JC, Fuller PM, Lucey BP, Holtzman DM. The sleep-wake cycle regulates brain interstitial fluid tau in mice and CSF tau in humans. Science, 24 Jan 2019 DOI: 10.1126/science.aav2546

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