Perché il sonno profondo rafforza muscoli e ossa

AGI - Come ogni culturista sa, un sonno profondo e ristoratore aumenta i livelli di ormone della crescita, favorendo lo sviluppo di muscoli e ossa forti e la combustione dei grassi. E come ogni adolescente dovrebbe sapere, non raggiungerà il suo pieno potenziale in altezza senza un’adeguata assunzione di ormone della crescita, derivante da un’intera notte di sonno. Ma il motivo per cui la mancanza di sonno, in particolare la fase iniziale e profonda chiamata sonno non-REM, riduca i livelli dell’ormone della crescita è rimasto un mistero. In uno studio pubblicato nell’ultimo numero della rivista Cell, i ricercatori dell’Università della California, Berkeley, analizzano i circuiti cerebrali che controllano il rilascio dell’ormone della crescita durante il sonno e segnalano un nuovo meccanismo di feedback nel cervello che mantiene i livelli dell’ormone della crescita in perfetto equilibrio.

Nuove strade per il trattamento dei disturbi del sonno

I risultati forniscono una mappa per comprendere l’interazione tra sonno e regolazione ormonale. Il nuovo meccanismo di feedback potrebbe aprire nuove strade per il trattamento di persone con disturbi del sonno legati a condizioni metaboliche come il diabete, nonché a malattie degenerative come il Parkinson e l’Alzheimer.

Registrazione diretta dell'attività neurale

“È noto che il rilascio dell’ormone della crescita è strettamente correlato al sonno, ma solo attraverso prelievi di sangue e il controllo dei livelli dell’ormone della crescita durante il sonno”, ha affermato Xinlu Ding, primo autore dello studio e ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Neuroscienze dell’Università della California a Berkeley e l’Helen Wills Neuroscience Institute. “Stiamo registrando direttamente l’attività neurale nei topi per vedere cosa succede. Stiamo fornendo un circuito di base su cui lavorare in futuro per sviluppare diversi trattamenti”.

Impatto della mancanza di sonno su obesità e diabete

Poiché l’ormone della crescita regola il metabolismo del glucosio e dei grassi, dormire in modo insufficiente può anche peggiorare il rischio di obesità, diabete e malattie cardiovascolari.

I neuroni coinvolti nel ciclo sonno-veglia

I neuroni che orchestrano il rilascio dell’ormone della crescita durante il ciclo sonno-veglia – i neuroni che rilasciano l’ormone della crescita (GHRH) e due tipi di neuroni della somatostatina – sono sepolti in profondità nell’ipotalamo, un antico centro cerebrale conservato in tutti i mammiferi. Una volta rilasciato, l’ormone della crescita aumenta l’attività dei neuroni nel locus coeruleus, un’area del tronco encefalico coinvolta nell’eccitazione, nell’attenzione, nella cognizione e nella ricerca di novità. La disregolazione dei neuroni del locus coeruleus è implicata in numerosi disturbi psichiatrici e neurologici.

Nuove terapie ormonali per migliorare il sonno

“Comprendere il circuito neurale per il rilascio dell’ormone della crescita potrebbe in futuro aprire la strada a nuove terapie ormonali per migliorare la qualità del sonno o ripristinare il normale equilibrio dell’ormone della crescita”, ha affermato Daniel Silverman, borsista post-dottorato presso l’Università della California, Berkeley, e coautore dello studio. “Esistono alcune terapie geniche sperimentali che prendono di mira un tipo di cellula specifico. Questo circuito potrebbe rappresentare un nuovo strumento per cercare di ridurre l’eccitabilità del locus coeruleus, di cui non si è mai parlato prima.”

Studio sui topi e stimolazione luminosa dell'ipotalamo

I ricercatori, lavorando nel laboratorio di Yang Dan, professore di neuroscienze e biologia molecolare e cellulare, hanno esplorato il circuito neuroendocrino inserendo elettrodi nel cervello dei topi e misurando i cambiamenti nell’attività dopo aver stimolato i neuroni dell’ipotalamo con la luce. I topi dormono per brevi periodi – diversi minuti alla volta – durante il giorno e la notte, offrendo numerose opportunità per studiare i cambiamenti dell’ormone della crescita durante i cicli sonno-veglia.

Differenze tra sonno REM e non-REM

Utilizzando tecniche di tracciamento dei circuiti all’avanguardia, il team ha scoperto che i due piccoli ormoni peptidici che controllano il rilascio dell’ormone della crescita nel cervello – il GHRH, che ne promuove il rilascio, e la somatostatina, che ne inibisce il rilascio – agiscono in modo diverso durante il sonno REM e non-REM. La somatostatina e il GHRH aumentano durante il sonno REM per stimolare l’ormone della crescita, ma la somatostatina diminuisce e il GHRH aumenta solo moderatamente durante il sonno non-REM per stimolare l’ormone della crescita.

Il ruolo del locus coeruleus e l'equilibrio omeostatico

L’ormone della crescita rilasciato regola l’attività del locus coeruleus, come meccanismo di feedback che contribuisce a creare un effetto yin-yang omeostatico. Durante il sonno, l’ormone della crescita si accumula lentamente per stimolare il locus coeruleus e favorire la veglia, come ha scoperto il nuovo studio. Ma quando il locus coeruleus diventa sovraeccitato, paradossalmente favorisce la sonnolenza, come ha dimostrato Silverman in uno studio pubblicato all’inizio di quest’anno.

Sonno e ormone della crescita: un sistema in equilibrio

“Questo suggerisce che il sonno e l’ormone della crescita formino un sistema in perfetto equilibrio: dormire troppo poco riduce il rilascio dell’ormone della crescita, e un eccesso di ormone della crescita può a sua volta spingere il cervello verso la veglia”, ha affermato Silverman. “Il sonno stimola il rilascio dell’ormone della crescita, che a sua volta regola la veglia, e questo equilibrio è essenziale per la crescita, la riparazione e la salute metabolica”. Poiché l’ormone della crescita agisce in parte attraverso il locus coeruleus, che regola l’attività cerebrale complessiva durante la veglia, un corretto equilibrio potrebbe avere un impatto più ampio sull’attenzione e sul pensiero. “L’ormone della crescita non solo aiuta a sviluppare muscoli e ossa e a ridurre il tessuto adiposo, ma può anche avere benefici cognitivi, favorendo il livello di eccitazione generale al risveglio”, ha affermato Ding.