Ciclo sonno-veglia.

Presentazione sul tema: "Ciclo sonno-veglia."— Transcript della presentazione:

1 Ciclo sonno-veglia

2 Sonno Il sonno è un comportamento caratterizzato da una ridotta sensibilità agli stimoli sensoriali, riduzione dell’attività motoria, presenza di posture specifiche e pronta reversibilità (diverso da ibernazione, letargo, coma) Il sonno è una necessità primaria, come alimentarsi e respirare. L’uomo dorme per circa 1/3 della sua vita Il sonno esiste in tutti gli esseri viventi in forma più o meno evoluta Senza sonno si morirebbe

3 COMPORTAMENTO - LINGUAGGIO
COSCIENZA: UOMO AMBIENTE VEGLIA: Nitida Immediata SONNO: Soppressa Modificata (sogni) Continuativo Propositivo Coordinato Ricordi Attenzione Pensiero EEG o fMRI per valutare la correlazione tra funzioni cerebrali e lo stato di coscienza

4 POLISONNOGRAFIA Si monitorizzano simultaneamente:
EEG (attività cerebrale) ECG (attività cardiaca) EMG (modificazioni toniche e fasiche dell’attività muscolare che accompagnano i cambiamenti durante le fasi del sonno) EOG (movimenti oculari rapidi associati con la veglia e il sonno REM e i movimenti oculari lenti dello stadio 1 del sonno)

5 POLISONNOGRAFIA Intorno al 1950, Aserinsky e Kleitman scoprirono la fase REM del sonno. Oggi sappiamo che esistono 2 fasi distinte del sonno: non-REM e REM Alcuni anni più tardi, 1968, Rechtschaffen e Kales inventarono la polisonnografia Il termine ‘polisonnografia’ fu introdotto da Holland e colleghi, 1974

6 Tutto quello che oggi si conosce sul sonno è stato scoperto grazie a particolari esami basati sul monitoraggio delle onde cerebrali, sull'elettroencefalogramma che registra l'attività elettrica del cervello, attraverso l'elettroculografia che registra i movimenti oculari e con l'elettromiografia che rileva i movimenti muscolari. 

7 Evidenze comportamentali, vegetative e dell’EEG indicano che il sonno è un processo disomogeneo
Durante il sonno l’EEG mostra pattern di attività ripetuti ciclicamente 4-5 volte ogni notte. Ogni ciclo dura ca. 90’ (ritmo ultradiano): il tracciato si sincronizza (sonno non-REM) a cui segue rapida desincronizzazione (sonno REM o paradosso ???)

8 Un modo per definire lo stato di vigilanza è studiare le caratteristiche dell’attività elettrica generata dai neuroni corticali. La normale attività cerebrale crea delle piccole differenze di potenziale elettrico che, benché attenuate, risultano ancora misurabili sulla superficie del cuoio capelluto. Il loro ordine di grandezza è delle decine di mV. Esse oscillano in continuazione, creando il fenomeno delle "onde cerebrali". Un tipico esempio di tracciato EEG è il seguente (soggetto in riposo con occhi aperti): Il tracciato è piuttosto disordinato, ma in esso si possono distinguere 4 tipi di onde cerebrali, classificate in base alla frequenza (num. di oscillazioni/sec). onde beta, caratteristiche dello stato di veglia vigile e tono muscolare medio alto, rapide ed irregolari, a basso voltaggio e alta frequenza onde alfa, caratteristiche degli stati di rilassamento e meditazione a occhi chiusi, di media ampiezza e alta frequenza; onde delta, caratteristiche dello stato di sonno, ampie e a bassa frequenza.

9 Ciclo del sonno Gli studiosi hanno evidenziato che il sonno non è uguale per tutta la sua durata ma è caratterizzato dalla presenza di 2 fasi principali: la fase non-REM la fase REM

10 Architettura del Sonno
Fase NREM Architettura del Sonno Sonno non-REM Il sonno non-REM (NREM) costituisce circa il 75% del tempo totale di sonno. Sulla base dell’EEG è suddiviso in 4 stadi (S1-S4): stadio I: riduzione delle onde α a valori inferiori al 50% rispetto alla veglia, presenza di onde  stadio II: onde  e d stadi III e IV: onde ‘lente’

11 Veglia tranquilla o stadio 0
Addormentamento Veglia tranquilla o stadio 0 Onde a bassa ampiezza e alta frequenza, denotanti la veglia, che verranno interrotte dalle cosiddette onde a più ampie e più lente.

12 Stadio 1 Stadio di transizione
Scompare l’attività a e il tracciato EEG è dominato da onde a basso voltaggio e frequenza mista (3-7 Hz), con predominanza di attività  (3-7 cicli/sec). I movimenti oculari rallentano e il tono muscolare si riduce. La capacità di rispondere a stimoli sensoriali è ridotta, ma un soggetto risvegliato in questa fase di sonno spesso è convinto di non essersi mai addormentato. L’attività motoria può persistere e a volte si manifestano improvvise contrazioni muscolari, accompagnate da sensazioni di cadere nel vuoto e da immagini di tipo onirico. Dura circa 5-10’.

13 Stadio 2 Stadio di transizione. Inizio sonno NREM
Progressiva sincronizzazione dell’EEG. Caratterizzato sul tracciato EEG dai complessi K e dai fusi del sonno. I complessi K sono caratterizzati da una fase rapida negativa con fronte di risalita altrettanto rapido, seguito da una fase positiva con declino più lento. I fusi del sonno sono dei treni di onde con frequenza di Hz e della durata di 0,5-1,5 secondi. Entrambi perdurano per tutta la durata del sonno NREM. I movimenti oculari e il tono muscolare sono ridotti. La soglia per il risveglio è nettamente aumentata. Spesso si fanno dei brevi sogni in questa fase. Dura 15’.

14 Stadio 3 Sonno a onde lente o sonno profondo (NREM)
Il tracciato EEG è dominato da onde d di grande ampiezza (>75mV) e bassa frequenza (0.5-2 Hz). In questa fase le onde d occupano il 30-40% della potenza spettrale del tracciato EEG. Il tono muscolare è lievemente ridotto e i movimenti degli occhi restano praticamente assenti.

15 Stadio 4 Sonno a onde lente o sonno profondo (NREM)
Il tracciato EEG è ancora dominato da onde d molto ampiezza e di bassa frequenza (<4 Hz). In questa fase le onde d occupano più del 50% della potenza spettrale del tracciato EEG. I movimenti oculari sono totalmente assenti. Il risveglio improvviso è accompagnato da una certa confusione e l’attività onirica è ridotta o assente. La durata degli stadi 3 e 4 è complessivamente di circa 50’. L’attività mentale è meno visiva dell’attività onirica. È più concettuale e plausibile, come un’estensione dei pensieri del tempo di veglia attinenti a eventi quotidiani, ma è meno rpobabile che venga rievocata. La principale eccezione sono gli incubi che si producono negli stadi 3 e 4.

16 Addormentamento Fase di progressivo distaccamento dall’ambiente circostante. Stadio 1 L'attività celebrale rallenta e le onde alfa dell'elettroencefalogramma, che sono tipiche dello stato di veglia in rilassamento ad occhi chiusi, vengono sostituite da ondulazioni abbastanza regolari. Stadio 2 - "SONNO LEGGERO" In questo stadio prevalgono le onde con brevi esplosioni di attività celebrale. Stadio 3 - "SONNO PROFONDO" Le onde cerebrali diventano lente e grandi. E' il primo sonno vero e dura circa la metà del tempo totale del sonno. Stadio 4 - "SONNO PROFONDO EFFETTIVO" E' quello del sonno più profondo, quando il nostro organismo si rigenera. Le onde corrispondenti all'attività cerebrale di questo momento sono piuttosto lente.

17 Un giovane adulto arriva al sonno REM più o meno 90 minuti dopo l'addormentamento; questa fase, che si ripete all'incirca ogni 2 ore, dura sempre un po' di più fino ad arrivare al momento più lungo che precede il risveglio. Un ciclo di sonno contiene un alternarsi di sonno desincronizzato REM (fino a minuti) e di sonno sincronizzato o NREM. Considerando un sonno di circa 8 ore, si attuano circa 4 o 5 periodi di sonno REM. I cicli sono estremamente regolari, probabilmente comandati da un meccanismo nervoso interno. ciclo all’inizio del sonno ciclo alla fine del sonno

18 Architettura del Sonno
Sonno REM o paradossale Rapid Eye Movement Architettura del Sonno Sonno REM Sulla base dell’EEG è suddiviso in 2 stadi (tonico e fasico) caratterizzati da onde a basso voltaggio frammiste a onde  Il sonno è costituito da 4-6 cicli di sonni non-REM e REM Terminato lo stadio 4, il sonno NREM torna ad alleggerirsi e si ritorna allo stadio 2, per poi lasciare spazio alla fase REM, che ha una durata di circa 20’ Nel corso della notte diminuiscono progressivamente le fasi di sonno profondo e aumentano di durata e di intensità le fasi REM. Il sonno REM costituisce circa il 25% del tempo totale di sonno Le fasi di sonno REM sono caratterizzate da sogni intensi e da movimenti oculari ritmici e rapidi. Il sonno REM é caratterizzato dal ritorno ad una attività EEG rapida e desincronizzata, ad alte frequenze, che ricorda lo stato di veglia, con perdita completa del tono muscolare assiale (antigravitario) e rapidi movimenti oculari

19 Caratteristiche del REM
Desincronizzato (per i profili del tracciato EEG) Rapidi movimenti oculari (REMs = Rapid Eye Movements) Impossibilità di evocare riflessi tendinei (inibizione massiva dei motoneuroni a) Caduta PA (fasi ipertensive) Aumentano frequenza cardiaca e respiratoria (irregolari) Aumenta ossigenazione cervello e consumo glucosio Flusso sanguigno ai genitali (valutazione impotenza) Discreta vigilanza al risveglio Intensa attività onirica La durata del sonno REM è massima nel neonato e si riduce progressivamente con l’età

20 Stadio REM Il tracciato EEG è dominato da onde b ad alta frequenza (desincronizzazione corticale), da una regolare attività , eventi di discreta ampiezza (circa 200mV) che sono poi trasmessi fino alla corteccia visiva primaria.

21 Ontogenesi del sonno Al sonno polifasico della nascita fa seguito prima quello bifasico, fino al periodo prescolastico e più tardi quello monofasico. Tra gli anziani diventano di nuovo più frequenti periodi di sonno durante il giorno. Maturazione SNC Il sonno REM (area scura) avviene ciclicamente durante la notte a intervalli di circa 90’ in tutti i gruppi di età. Il sonno REM mostra piccole variazioni nei differenti gruppi di età, mentre lo stadio 4 di sonno NREM diminuisce con l’età. Gli anziani hanno frequentemente insonnia e un marcato aumento nel tempo totale di veglia. La variazione nell’alternanza dei sonni REM e NREM al variare dell’età, sta a sottolineare la diversa funzione che queste fasi hanno in relazione all’attività complessiva del soggetto.

22 Confronto fra stati di sonno delle variabili fisiologiche
Sonno NREM Sonno REM EEG Grande ampiezza Bassa ampiezza onde lente ~ 1 Hz (ritmo theta ippocampale) TONO MUSCOLARE Ridotto Atonia completa (muscoli antigravitari del collo e del tronco) RIFLESSI SPINALI Lieve riduzione Notevole inibizione discendente dei motoneuroni a EVENTI FASICI Scossette muscolari Movimenti oculari rapidi (REM) Onde PGO SOGLIE SENSORIALI a stimoli “significativi” Soglie innalzate (sonno”profondo”) ma frequenti risvegli spontanei FREQUENZA CARD./RESP. regolare irregolare

23 Filogenesi del sonno Pesci e Anfibi hanno comportamenti simili al sonno Nei Rettili sonno sincronizzato ma non REM Nei Mammiferi e Uccelli c’è sonno REM e NREM

24 Filogenesi del sonno Tra i mammiferi quelli carnivori dormono molto più degli erbivori o onnivori Gli animali di piccole dimensioni dormono di più di quelli di grandi dimensioni (> cibo?) Il Delfino Cieco ha microsonni della durata di qualche secondo. Nell’arco della giornata la durata totale del sonno è 7-8 ore. Negli Uccelli che dormono su un solo rato non c’è atonia dei muscoli antigravitari

25 La regolazione del sonno dipende da 3 ordini di fattori:
Un processo circadiano, controllato dall’orologio biologico interno, che fa sì che il sonno abbia luogo nella fase della giornata evolutivamente più adatta per la specie umana. Un processo omeostatico determinato dalla durata della veglia precedente. La tendenza ad addormentarsi aumenta tanto più si è rimasti svegli. Meccanismi responsabili ancora non completamente noti. Un processo ultradiano che regola l’alternanza del sonno REM e NREM. Ad oggi sono state identificate molte sostanza ipnoinducenti che regolano il ciclo sonno-veglia.

26 Le sostanze ipnoinducenti devono:
Indurre un sonno reversibile (non stati patologici) La loro concentrazione deve variare nell’arco della giornata, nel ciclo sonno-veglia La loro produzione deve aumentare il sonno mentre la loro inattivazione lo deve inibire. Sonno NREM: Aumento di adenosina, prostaglandina D2, GH, IL1 Sonno REM: VIP e prolattina L’influenza circadiana è molto più potente della spinta omeostatica!!! Inoltre è più facile stare svegli che addormentarsi!

27 Adenosina: Prodotto di degradazione dell’ATP Fattore neurochimico che si accumula durante la veglia, scatenando i meccanismi del sonno Conferma da esperimenti di deprivazione di sonno Agisce sui recettori A1 – l’azione della caffeina e teofillina si attua inibendo i recettori A1 Oressina: Prodotta da neuroni oressinergici quando si abbassa la glicemia – dopo i pasti la glicemia sale, la produzione di oressina è depressa e aumenta la sonnolenza l’assenza della funzione dell’oressina porta alla patologia narcolessia Melatonina

28 Funzioni del sonno Ripristino riserve energetiche (Adenosina - ATP)
Riparo danni da radicali liberi tossici (il SNC non può mandare in apoptosi cellule danneggiate) Aggiustare il SNC per favorire l’apprendimento e la memoria (neonati dormono molto) Migliorare la risposta immunitaria (IL1, serotonina e TNF come fattori ipnoinducenti; dormiamo di più quando siamo malati) Termoregolazione: la T più bassa si registra durante le ore notturne; ipotalamo controlla T e influenza l’inizio del sonno

29 Sonno e Sogno Sembra che la maggior parte dei sogni si verifichi al risveglio dal sonno REM (sogni carichi di emotività) e la restante al risveglio dal sonno non-REM (sogni più realistici) Secondo alcune ipotesi si ritiene che il rapido movimento degli occhi durante la fase REM del sonno avvenga così velocemente per inseguire le scene immaginate nel sogno.

30 DEFINIZIONE DI SOGNO Il sogno è un’esperienza mentale tipica, ma forse non esclusiva del sonno, con caratteristiche percettive, svolgimento sequenziale, eventuali elementi di bizzarria e frequente vissuto di partecipazione personale, accompagnata da alienità rispetto all’hic et nunc del dormiente, da inefficienza dell’esame di realtà e da perdita di controllo volontario del pensiero

31 La ricerca sperimentale non ha ancora chiarito le funzioni specifiche del sogno.
Alcune ipotesi suggestive si ispirano ad un criterio genericamente adattivo. L’attività onirica avrebbe un ruolo di integratore e regolatore delle informazioni ricevute durante la veglia. Sarebbe responsabile di una sorta di metabolizzazione degli apprendimenti utili o funzionali alla condizione psicologica attuale del sognatore.

32 Disturbi del sonno I disturbi del sonno sono frequenti e comuni.
Quando il disturbo del sonno non è originato da fattori psichici o da modificazioni del normale bioritmo, possono risultare utili alcuni semplici provvedimenti che aiutano il nostro corpo. I più comuni e frequenti disturbi del sonno sono le parainsonnie, il russamento e l'insonnia.

33 Parainsonnie Il termine parainsonnie comprende un insieme di disturbi e di manifestazioni fisiche che si evidenziano durante il sonno e rendono il riposo notturno difficile e non ristoratore. I più frequenti e comuni sono il bruxismo, il sonnambulismo.

34 Bruxismo E' il digrignamento dei denti mentre dormiamo. Questo movimento con il passare del tempo può causare danni alla dentatura tanto che i denti presentano faccette di usura sulla superficie masticante. Si presentano indolenzimenti, dolori ai muscoli interessati dal serramento, dolori all'articolazione temporo-mandibolare e a volte cefalea.

35 Sonnambulismo Il sonnambulismo è un disturbo del sonno caratterizzato da attività motorie automatiche che, solitamente, sono semplici e fatte quotidianamente. La fascia di età compresa tra 5 e 12 anni è quella maggiormente colpita (quasi un bambino su tre) e l'incidenza tende a scomparire dopo l'adolescenza. Nel caso il disturbo insorga in un adulto gli specialisti associano il sonnambulismo ad aspetti neurotici, psicotici o nevrotici (isterismo). Il sonnambulismo avviene nella fase 3, o 4, del sonno NREM e quindi i casi di sonnambulismo si verificano nelle prime due, tre ore del sonno. La durata dei movimenti, raramente supera i cinque minuti. I sonnambuli possono arrivare a uscire dal letto mentre stanno ancora dormendo, e camminare, uscire di casa, mantenendosi in stato di incoscienza, però nonostante le convinzioni popolari, la maggior parte dei sonnambuli non cammina, ma si limita a sedersi sul letto ed esegue gesti ripetitivi come l'atto di lavarsi e vestirsi (occhi aperti). Sulle cause le opinioni sono discordanti, anche se tecnicamente vi è una ipereccitabilità della corteccia cerebrale che da un lato impedisce il sonno profondo e dall'altro mantiene attivi i meccanismi di veglia e di sonno.

36 Si pensa che svegliare i sonnambuli sia assai pericoloso perchè questo potrebbe causargli un infarto, dei danni di cervello, o un qualcos’altro: in realtà il vero pericolo non è tanto nell'interruzione improvvisa del sonno quanto nello shock che può provocare il disorientamento. Su Journal Of Neurological Sciences nel 2007 è stato pubblicato un lavoro su uno studio fatto sul sonnambulismo. E’ stato dimostrato che svegliare un sonnambulo, potrebbe confonderlo temporaneamente. Disorientato, il sonnambulo potrebbe colpire chiunque gli sia accanto.

37 Russamento All'origine del russamento c'è un'ostruzione delle alte vie respiratorie. Quando si dorme succede che i muscoli della parte superiore e interna della gola si rilassano. Questo rilassamento muscolare determina un rilasciamento dei tessuti del palato molle nella parte posteriore della gola che, di conseguenza a ciò, vibrano a ogni respiro e al passaggio dell'aria determinando così il russamento.

38 Apnea notturna L'apnea notturna è un problema più serio ed è caratterizzato da un russare in modo molto rumoroso con attacchi di soffocamento. Succede talvolta che si blocchino, per un tempo limitato, le vie aeree, perché il palato molle viene risucchiato durante l'inspirazione e questo evento interrompe la normale respirazione creando nel soggetto addormentato la sensazione di soffocare. Nei casi gravi di apnea il sonno REM è ridotto, il sonno profondo è insufficiente, l'apporto di ossigeno al cervello è scarso e tutto ciò può creare anche disturbi a livello intellettuale. Quando si ostruiscono le vie respiratorie e si verifica l'apnea, la carenza di ossigeno conseguente stimola il cervello che invia segnali di pericolo ai muscoli che riprendono la normale attività. Il problema è più grave se l'apnea si manifesta nella fase di sonno REM, perché la paralisi muscolare che si verifica in questo momento trova il corpo più rilassato e il suo tempo di reazione alla scarsa ossigenazione è più lento. L'apnea notturna fortunatamente interessa maggiormente il sonno leggero e raramente colpisce durante il sonno REM.

39 Insonnia Classificazione in base alla durata:
Sensazione di sonno insufficiente, disturbato o poco ristoratore. Inadeguato a mantenere le comuni attività quotidiane Classificazione in base al periodo di comparsa durante la notte: Iniziale: difficoltà nell’addormentamento (maggiore di 30’) Centrale: risveglio prolungato o frequenti risvegli nel corso della notte Terminale: risveglio mattutino precoce Classificazione in base alla durata: Transitoria: alcuni giorni A breve termine: meno di 4 settimane Cronica: più di 4 settimane

40 Effetti dell’insonnia
Uno dei motivi che più di frequente determina l'insonnia, in tutte le sue forme, è sicuramente la condizione psicologica e mentale della persona. Stanchezza Difficoltà di concentrazione Tensione, irritabilità Riduzione dell’efficienza lavorativa Cefalea, nausea, dolori muscolari Disturbi della memoria Sonnolenza diurna

41 Narcolessia La narcolessia è un disordine neurologico caratterizzato da una incontrollabile ed improvvisa sonnolenza diurna. Gli episodi durano 5-30 minuti. I narcolettici entrano direttamente nel sonno paradosso. La patofisiologia della narcolessia è basata su alterazione del sistema nervoso centrale ed in particolare dei centri per la regolazione del ritmo sonno-veglia. Probabile coinvolgimento dell’oressina.