sonno indotto da una sostanza nel sangue, nel liquido cerebrospinale o nel SNC... … ma è processo PASSIVO (Bremer 30) o ATTIVO (Moruzzi 50-60) ?? BREMER:

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3 sonno indotto da una sostanza nel sangue, nel liquido cerebrospinale o nel SNC... … ma è processo PASSIVO (Bremer 30) o ATTIVO (Moruzzi 50-60) ?? BREMER: un proencefalo disconnesso da parte caudale del TE (senza afferenze sensoriali) continuerà a mostrare alternanza ciclica sonno-veglia? Cerveau isolé:sezione mesencefalica tra collicoli superiori e inferiori di gatto Proencefalo isolato: EEG di sonno ad onde lente (elevato voltaggio, miosi pupillare)

4 Encephale isolé: sezione più caudale: tra bulbo e midollo spinale Proencefalo isolato: normale EEG con alternarsi di W e S CONCLUSIONI: cerveau isolé dorme perché le afferenze sensoriali residue non sono in grado di tenerlo sveglio, mentre il preparato encephale isolé lasciando intatte afferenze sensoriali dei nervi cranici (vestibolo-cocleare e trigemino) permette una normale ciclicità S-W. A ulteriore riprova, sezionando i nervi cranici sensoriali del TE di un encephale isolé questo manifestava sonno continuo come il cerveau isolé.

5 MORUZZI e MAGOUN: lesioni parziali del TE (non complete come nel caso di Bremer). - lesioni TEGMENTO LATERALE interr. vie ascendenti sensoriali dirette NO alterazioni significative ciclo S-W - lesioni LINEA MEDIANA interr. proiezioni rostrali (form. reticolare) stupore comportamentale + permanente CONCLUSIONI:proiezioni ascendenti della formazione reticolare (tonicamente attiva) eccitano la corteccia e mantengono sveglio il proencefalo; la riduzione di questattività porta al sonno

6 di qui: SONNO PASSIVO per DEAFFERENTAZIONE FUNZIONALE, REGOLATO da SIST. RETICOLARE ATTIVANTE ASCENDENTE 50: MORUZZI: sistema reticolare attivante è ASPECIFICO?? Lesione del TE pochi mm + caudale rispetto a Bremer allora gatto non dorme più Formazione reticolare rostrale conterrebbe neuroni necessari per lo stato di VEGLIA; nella zona caudale del TE neuroni necessari al SONNO. Iniezione selettiva di anestetico in parte rostrale di ponte e di TE insorgenza di sonno in gatto sveglio Se anestesia solo parte caudale del TE W in animale addormentato (EEG desincronizzato) ZONA CAUDALE T.E. NEURONI NECESSARI a INDURRE SONNO

7 DOVE SONO LOCALIZZATI QUESTI NEURONI ? NUCLEI DEL RAFE (cellule serotoninergiche su linea mediana del bulbo) PRO:Iniezione intracerebrale di 5-HT induce sonno e distruzione 80-90% cellule rafe provoca insonnia completa in gatto (3-4 giorni). Successivamente SWS ricompare ma non REM (max 2 ore/die). Lesioni limitate permettono maggior recupero ma REM non ricompare finchè SWS non raggiunge almeno 3,5 ore/die. CONTRO: PCPA inibitore di sintesi di 5-HT: se somministrato cronicamente provoca prima insonnia ma dopo 1 settimana sia REM che SWS ricompaiono per raggiungere 70% del normale anche se 5-HT cerebrale completamente sparita. Inoltre tali cellule inibiscono gli eventi fasici dal sonno REM : lesioni rafe inibiscono inizialmente sonno perché stimoli che provocano risveglio non possono essere eliminati.

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9 NUCLEO DEL TRATTO SOLITARIO Altro sistema bulbare: se attivato insorge SONNO, se leso non provoca insonnia. Probabilmente agisce sul sonno controllando la formazione reticolare (se attivata provoca risveglio). Stimolazione elettrica sincronizzazione persistente di EEG proencefalico Altre aree ipotalamiche e del proencefalo basale necessarie a indurre sonno normale: AREA PREOTTICA NUCLEO SOPRACHIASMATICO Applicazione 5-HT in area preottica induce sonno onde lente; effetti attenuabili con PCPA. Se distrutta nel ratto si ha INSONNIA

10 QUALI REGIONI PERMETTONO INSORGENZA del SONNO REM? neuroni serotoninergici del NUCLEO DORSALE DEL RAFE scaricano fortemente in veglia e riducono attività in REM (tali cellule sopprimerebbero gli spike PGO) Jouvet: in transizione SWS-REM maggior parte neuroni del rafe smette di scaricare prima che insorgano PGO e resta silente durante periodi REM: tali neuroni inibirebbero eventi fasici del REM (infatti cessano loro attività durante il REM) Altra popolazione del TE con un ruolo nellinduzione e mantenimento del REM è quella di neuroni colinergici (Ach) o Ach-sensibili. agonisti colinergici iniettati nel tegmento pontino di gatto lunghi episodi REM

11 SONNO REM PER ATTIVAZIONE DI POPOLAZIONI DIVERSE CHE USANO NEUROTRASMETTITORI DIVERSI Forse esiste una reciprocità tra Ach e amine, implicate rispettivamente in sonno REM e SWS. Due popolazioni di neuroni, reciprocamente connesse, rispettivamente scaricano e risultano inibite durante il REM cellule colinergiche del campo tegmentale gigantocellulare scarica ad alta frequenza e fasicamente durante REM (scarica correlata a PGO, REMs e mioclonie) cellule monoaminergiche del locus coeruleus e nuclei del rafe presentano una scarica ridotta in REM

12 CONCLUSIONE: CICLO REM-NREM È INDOTTO DA ALTERNARSI DI ATTIVITÀ COLINERGICA E AMINERGICA.

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15 MECCANISMI FISIOLOGICI RESPONSABILI DEL SONNO? Pieron (1913): attività fisica e mentale diurna produce SOSTANZE CHIMICHE ipnoinducenti (distrutte dal sonno) Liquido cerebrospinale di cani deprivati trasfuso… … sono stati individuati diversi fattori capaci di indurre sonno: - Peptide inducente sonno delta; - Lipopolisaccaridi; - Prostaglandine; - Interleuchina-1 - Interferon- 2 (fattore che induce necrosi nei tumori); - Muramil-peptidi ; - Peptide intestinale vasoattivo; - Serotonina.

16 Gli stessi fattori si sono dimostrati capaci di influenzare anche : - temperatura corporea - risposta immunitaria dellorganismo Se è così allora una funzione primordiale del sonno potrebbe essere quella di ottimizzare i processi di coping nei confronti delle infezioni. Es. Peptide inducente sonno delta isolato in sangue di conigli sottoposti a stimolazione elettrica talamica se iniettato allinterno dei ventricoli induce un incremento delle onde EEG delta (sonno onde lente) e riduce attività locomotoria. ma poche capacità ipnoinducenti particolari: difficoltà a superare BEE !!!

17 Es.: muramil-peptidi - isolati da liquido cerebrospinale di capre deprivate - se iniettati provocano aumento durata del sonno ad onde lente (non REM) e riducono attività locomotoria - forse originano dai batteri del tratto gastrointestinale - necessari a organismo ma non sintetizzati (vitamine) - tutti i peptidi ipnogeni sono anche pirogeni e immunoattivi probabilmente loro azione è mediata dal SISTEMA SEROTONINERGICO a dosi in grado di indurre sonno, aumentano il turn-over della serotonina PCPA blocca sintesi 5-HT inibisce sonno tale effetto è completamente antagonizzato dai muramil-peptidi (in SNC infatti 5-HT e MP competono per gli stessi siti di legame e addirittura in deprivazione affinità dei recettori per 5-HT è ridotta)