L'ipotesi della 'condizione olobionte'
Questi risultati servono ad aggiornare un'ipotesi più ampia, in fase di sviluppo presso la WSU da anni, secondo cui il sonno nasce dalla comunicazione tra i sistemi di regolazione del sonno del corpo e la moltitudine di microbi che vivono dentro di noi. "Ciò ha aggiunto una nuova dimensione a ciò che già sapevamo", ha affermato Erika English, dottoranda presso la WSU e autrice principale di due articoli scientifici pubblicati di recente che presentano i risultati. Questa visione del sonno come derivante da quella 'condizione olobionte' si aggiunge a un crescente corpus di prove che suggeriscono che i nostri microbiomi intestinali svolgono un ruolo importante nella cognizione, nell'appetito, nella pulsione sessuale e in altre attività, una visione che capovolge i tradizionali modelli di cognizione incentrati sul cervello e ha implicazioni per la nostra comprensione dell'evoluzione e del libero arbitrio, nonché per lo sviluppo di futuri trattamenti per i disturbi del sonno.
Il ruolo del peptidoglicano (PG)
Le recenti scoperte sul peptidoglicano, o PG, corroborano questa ipotesi e indicano un possibile ruolo regolatore dei prodotti della parete cellulare batterica nel sonno. È noto che il PG favorisce il sonno quando iniettato negli animali, ma fino a poco tempo fa, l'opinione comune riteneva che non migrasse naturalmente al cervello. English ha scoperto che il PG, insieme alle molecole recettrici coinvolte nella segnalazione e nella comunicazione del PG, era presente in diverse posizioni all'interno del cervello, a livelli che cambiavano con l'ora del giorno e la privazione del sonno.
Studi e pubblicazioni scientifiche
I risultati sono stati pubblicati a luglio su Frontiers in Neuroscience; James Krueger, ricercatore di lunga data sul sonno presso la WSU e professore ordinario, è coautore dell'articolo. English è anche autore principale di un recente articolo, pubblicato con Krueger sulla rivista Sleep Medicine Reviews, che propone l'ipotesi della 'condizione olobionte' del sonno. L'articolo combina due visioni prevalenti. Una postula che il sonno sia regolato dal cervello e dai sistemi neurologici. Un'altra si concentra sul 'sonno locale', che inquadra il sonno come il risultato di un accumulo di stati simili al sonno tra piccole reti cellulari in tutto il corpo. Tali stati simili al sonno sono stati osservati tra le cellule in vitro, noto come modello del 'sonno in vitro'. Man mano che queste piccole sacche di sonno si accumulano, come le luci che si spengono in una casa, il corpo passa dalla veglia al sonno.
Interazione tra corpo e microrganismi
La nuova ipotesi fonde queste teorie, ipotizzando che il sonno sia il risultato dell'interazione tra il corpo e i microrganismi che lo abitano: due sistemi autonomi che interagiscono e si sovrappongono. "Non è una questione di uno o dell'altro, sono entrambi. Devono lavorare insieme", ha spiegato English: "Il sonno è davvero un processo. Avviene a velocità diverse per diversi livelli di organizzazione cellulare e tissutale e si verifica grazie a un'intensa coordinazione".
Microbioma, cognizione e comportamenti
I legami tra microbioma e comportamento stanno emergendo su diversi fronti, indicando che i microrganismi che si formano nell'intestino svolgono un ruolo importante nella cognizione e nei comportamenti umani fondamentali. Questo lavoro capovolge la visione tradizionale della neurologia umana, suggerendo che non è completamente top-down - ovvero il risultato del processo decisionale nel cervello - ma bottom-up - ovvero guidata da minuscoli organismi la cui evoluzione ha plasmato gli animali per fungere da ospiti e i cui bisogni influenzano le attività e la cognizione dei loro ospiti. "Abbiamo un'intera comunità di microbi che vive dentro di noi. Questi microbi hanno una storia evolutiva molto più lunga di qualsiasi mammifero, uccello o insetto - molto più lunga, miliardi di anni in più", ha concluso Krueger, che è stato nominato 'Leggenda vivente nella ricerca sul sonno' dalla Sleep Research Society nel 2023: "Riteniamo che l'evoluzione del sonno sia iniziata eoni fa con il ciclo attività/inattività dei batteri, e le molecole che lo guidavano sono correlate a quelle che guidano la cognizione oggi".
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