Studio: Melanina-concentrando i neuroni dell'ormone nell'aumento rem dell'ipotalamo dorma

Ogni notte mentre dormiamo, cicliamo fra due stati di sonno molto differenti. Sopra la caduta addormentata, entriamo nel sonno del movimento di occhio della non rapida (non REM) dove la nostra respirazione è lenta ed il regular ed il movimento dei nostri arti o occhi sono minimi. Circa 90 minuti più successivamente, tuttavia, entriamo nel sonno del movimento di occhio (REM) rapido. Ciò è uno stato paradossale in cui la nostra respirazione diventa veloce ed irregolare, i nostri arti tira ed i nostri occhi si muovono rapido. In rem il sonno, il nostro cervello è altamente attivo, ma egualmente siamo paralizzati e perdiamo l'abilità a thermoregulate o manteniamo la nostra temperatura corporea costante. “Questa perdita di sonno della termoregolazione in rem è uno degli aspetti più peculiari di sonno, specialmente poiché fine-abbiamo sintonizzato i meccanismi che gestiscono la nostra temperatura corporea mentre svegli o nel sonno non-REM„, dice Markus Schmidt del dipartimento per la ricerca biomedica (DBMR) dell'università di Berna ed il dipartimento della neurologia, Inselspital, ospedale universitario di Berna. Da un lato, i risultati confermano un'ipotesi proposta più presto da Schmidt, autore senior dello studio e d'altra parte rappresentano un'innovazione per la medicina di sonno. Il documento è stato pubblicato “nella biologia corrente„ ed è stato evidenziato dagli editori con un commento.

Un'energia di risparmio del meccanismo di controllo

La necessità di mantenere una temperatura corporea costante è la nostra funzione biologica più costosa. Ansimare, il piloerection, sudando, o tremando sono tutto le reazioni consumarici di energia dell'organismo. Nella sua ipotesi, Markus Schmidt ha suggerito che il sonno di rem fosse una strategia comportamentistica cui sposta le risorse energetiche a partire da difesa termoregolatoria costosa verso, invece, il cervello per migliorare molte funzioni del cervello. Secondo questa ipotesi di allocazione di energia di sonno, i mammiferi hanno evoluto i meccanismi per aumentare il sonno di rem quando l'esigenza della difesa della nostra temperatura corporea è minimizzata o, piuttosto, per sacrificare il sonno di rem quando siamo freddi. “La mia ipotesi predice che dovremmo avere meccanismi neurali per modulare dinamicamente l'espressione di sonno di rem in funzione della nostra temperatura ambiente„, dice Schmidt. I neuroscenziati al DBMR all'università di Berna ed al dipartimento della neurologia a Inselspital, ospedale universitario di Berna, ora hanno confermato la sua ipotesi ed hanno trovato i neuroni nell'ipotalamo che specificamente aumentano il sonno di rem quando la temperatura ambiente è “solo giusta„.

Sonno di rem che promuove i neuroni

I ricercatori hanno scoperto che una piccola popolazione dei neuroni all'interno dell'ipotalamo, chiamata melanina-concentrare i neuroni (MCH) dell'ormone, gioco un ruolo critico in come moduliamo l'espressione di sonno di rem in funzione (o stanza) della temperatura ambientale. I ricercatori hanno indicato che i mouse aumenteranno dinamicamente il sonno di rem quando la temperatura ambiente è riscaldata alla parte alta di loro zona di comodità, simile a che cosa è stato indicato per sonno umano. Tuttavia, i mouse geneticamente costruiti che mancano del ricevitore per il MCH non possono più aumentare il sonno di rem durante il riscaldamento, come se siano ciechi alla temperatura di riscaldamento. Le tecniche di optogenetics usate autori specificamente per girare i neuroni inserita/disinserita di MCH facendo uso di un tempo di luce laser bloccati nei periodi di riscaldamento di temperatura. Il loro lavoro conferma la necessità del sistema di MCH per aumentare il sonno di rem quando l'esigenza del controllo della temperatura dell'organismo è minimizzata.

Innovazione per la medicina di sonno

Ciò è la prima volta che un'area del cervello è stata trovata per gestire il sonno di rem in funzione della temperatura ambiente.

La nostra scoperta di questi neuroni ha implicazioni importanti per il controllo di sonno di rem. Indica che la quantità e la sincronizzazione di sonno di rem sono sintonizzate con precisione con il nostro ambiente immediato quando non abbiamo bisogno del thermoregulate. Egualmente conferma come il sonno di sogno e la perdita di termoregolazione sono integrati strettamente„.

Markus Schmidt, autore senior dello studio

Il sonno di rem è conosciuto per svolgere un ruolo importante in molte funzioni del cervello quale consolidamento di memoria. Il sonno di rem comprende circa un quarto il nostro tempo di sonno totale. “Questi nuovi dati suggeriscono che la funzione di sonno di rem sia di attivare specificamente a volte le funzioni importanti del cervello quando non dobbiamo spendere l'energia nella termoregolazione, così ottimizzando l'uso delle risorse energetiche„, dice Schmidt.

Source:
Journal reference:

Komagata, N. et al. (2019) Dynamic REM Sleep Modulation by Ambient Temperature and the Critical Role of the Melanin-Concentrating Hormone System. Current Biology. doi.org/10.1016/j.cub.2019.05.009