Ricerche
Rifiuti del cervello vengono eliminati nel sonno profondo
Esaminando l'attività e il comportamento del cervello dei moscerini della frutta, dei ricercatori hanno scoperto che il sonno profondo ha il potere antico e ristoratore di eliminare i rifiuti dal cervello. Questi scarti potenzialmente includono le proteine tossiche che possono portare alle malattie neurodegenerative.
"L'eliminazione dei rifiuti potrebbe essere importante, in generale, per mantenere la salute del cervello o per prevenire le malattie neurodegenerative", ha affermato il dott. Ravi Allada, autore senior dello studio. "L'eliminazione dei rifiuti può avvenire durante la veglia e il sonno, ma è sostanzialmente migliore durante il sonno profondo".
Lo studio è pubblicato dal 20 gennaio sulla rivista Science Advances. Allada è professore di neuroscienze e preside del Dipartimento di Neurobiologia nel Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern University, nonché direttore associato del Centro Sonno e Biologia Circadiana della Northwestern, e fa parte del Chemistry of Life Processes Institute. Bart van Alphen, post-dottorato del laboratorio di Allada, è il primo autore della ricerca.
Sebbene i moscerini della frutta sembrino molto diversi dagli umani, i neuroni che governano i cicli veglia-sonno di questi animali sono sorprendentemente simili al nostro. Per questo motivo, i moscerini della frutta sono diventati un organismo modello ben studiato per il sonno, i ritmi circadiani e le malattie neurodegenerative.
Nello studio attuale, Allada e il suo team hanno esaminato il sonno dell'estensione proboscide, una fase di sonno profondo dei moscerini, che è simile al sonno profondo, a onde lente, degli esseri umani. I ricercatori hanno scoperto che, durante questa fase, i moscerini della frutta estendono e ritraggono ripetutamente la loro proboscide (o muso).
"Questo movimento di pompaggio probabilmente spinge i fluidi alla versione dei reni dei moscerini", ha detto Allada. "Il nostro studio mostra che questo facilita l'eliminazione dei rifiuti e aiuta nel recupero dalle ferite".
Quando il gruppo di Allada ha impedito il sonno profondo ai moscerini, questi erano meno in grado di eliminare dai loro sistemi un colorante non metabolizzabile iniettato ed erano più suscettibili alle ferite traumatiche.
Allada ha detto che questo studio ci avvicina a capire il mistero del perché tutti gli organismi hanno bisogno di dormire. Tutti gli animali, specialmente quelli in natura, sono incredibilmente vulnerabili quando dormono. Ma la ricerca mostra sempre più che i benefici del sonno, compresa la rimozione cruciale dei rifiuti, superano questa maggiore vulnerabilità.
"La nostra scoperta che il sonno profondo ha un ruolo nella eliminazione dei rifiuti del moscerino della frutta indica che l'eliminazione dei rifiuti è una funzione evolutiva centrale e conservata del sonno", scrivi i coautori della ricerca. "Questo suggerisce che l'eliminazione dei rifiuti potrebbe essere stata una funzione del sonno nell'antenato comune di moscerini e umani".
Fonte: Amanda Morris in Northwestern University (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Bart van Alphen, Evan Semenza, Melvyn Yap, Bruno van Swinderen, Ravi Allada. A deep sleep stage in Drosophila with a functional role in waste clearance. Science Advances, 2021, DOI
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