Sonno e sistema immunitario

di Lucia Gasparini

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La registrazione dell’ECG durante il sonno evidenzia diversi stadi che corrispondono al sonno lento (o NREM) e al sonno paradosso (o REM).
In corso di infezioni è soppresso il sonno REM. La somministrazione intracerebroventricolare di citochine (IL-1) nei ratti incrementa la durata del sonno NREM e sopprime il sonno REM. Il muramil-peptide induce il sonno ed è stato dimostrato che, oltre a coinvolgere il sistema serotoninergico, induce la sintesi di IL-1 (interleuchina 1).
Gli studi sull’IL-1β, il TNF-α (fattore di necrosi tumorale α) e l’IL-6 hanno evidenziato il loro ruolo nella regolazione e/o nella modulazione del sonno.
L’IL-1β e il TNF-α sono coinvolti nella regolazione fisiologica del sonno, incrementano il sonno NREM e riducono il sonno REM. Neuroni immunoreattivi per l’IL-1 e il TNF-α e il loro recettori sono localizzati in regioni cerebrali implicate nella regolazione del sonno. Inoltre, l’IL-1 e il TNF-α aumentano durante prolungate privazioni di sonno e in risposta a lievi aumenti della temperatura.
L’IL-6 interviene nella regolazione del sonno durante i processi infiammatori e febbrili. Si ritiene infatti che sia un modulatore del sonno in alcune circostanze patologiche che sono caratterizzate da eccessiva sonnolenza diurna. Nei ratti, la somministrazione intracerebroventricolare di IL-6 incrementa il sonno NREM e induce febbre ma, in contrasto con l’IL-1 e il TNF-α, non altera il sonno REM. L’IL-10 (interleuchina antinfiammatoria), somministrata a livello centrale nei ratti, ha effetti opposti, in quanto riduce la durata del sonno NREM.
Diversi meccanismi, che regolano il controllo delle azioni delle citochine, possono indirettamente modulare il comportamento sonno-veglia. Ad esempio l’asse HPA (asse ipotalamo-ipofisi-surrene), attraverso l’azione dei glucocorticoidi, inibisce la sintesi di molte citochine cerebrali. IL CRH (ormone liberante la corticotropina) e l’α-MSH (ormone melanocita stimolante α), somministrati in animali di laboratorio, incrementano la veglia e riducono il sonno NREM spontaneo. Inoltre, antagonizzano gli effetti dell’IL-1 sul sonno e sulla regolazione della temperatura.
Studi sull’uomo hanno indicato che, in corso di risposta immunitaria innata e dopo somministrazione di citochine proinfiammatorie a concentrazioni che inducono febbre, si osservano alterazioni del sonno, che risulta complessivamente non riposante, e una sensazione generale di stanchezza.
Sono state osservate variazioni circadiane delle risposte immunitarie: si ha una diminuzione dei linfociti durante la notte, mentre le cellule NK (linfociti natural killer) raggiungono un minimo durante la prima parte della notte per poi aumentare progressivamente fino al mattino. Inoltre, il sonno notturno favorisce il viraggio della risposta TH1 con prevalenza di IFN-γ (interferon γ).
Si ritiene che il sonno abbia un’influenza sulla risposta immunitaria acquisita e che privazioni del sonno comportino granulocitosi e diminuzioni del numero e dell’attività delle cellule NK. Inoltre, durante le infezioni la prognosi è più favorevole se si associa ad un aumento del sonno, mentre diventa molto sfavorevole se si associa a soppressione del sonno.
Il sonno notturno nell’uomo è caratterizzato da un distinto profilo di ormoni con proprietà immunomodulatorie. Nella prima parte del sonno predomina il sonno ad onde lente (stadio 3 e 4), si ha un picco di GH (ormone della crescita) e livelli minimi di cortisolo. Nell’ultima parte del sonno, quando predomina la fase REM, la secrezione di GH diminuisce.
L’innalzamento di GH, nel primo periodo del sonno, si verifica anche durante il sonno diurno ed è indipendente dagli oscillatori circadiani. Durante il picco di GH si ha anche un incremento di prolattina.
L’attività dell’asse HPA ha un ritmo temporale invertito. Il rilascio di CRH, ACTH (ormone adrenocorticotropo) e di corticosteroidi raggiunge livelli minimi durante la prima fase del sonno notturno e aumenta nella fase tardiva (REM), raggiungendo i valori massimi al risveglio.
L’attività dell’asse HPA durante il sonno notturno è determinata sia da meccanismi circadiani, sia dai meccanismi che regolano il sonno. Normalmente il sonno e gli oscillatori circadiani agiscono sinergicamente, in modo tale che la privazione di una notte di sonno non induca sostanziali incrementi nel rilascio di cortisolo durante la prima fase del sonno.
Il rilascio di catecolamine è ridotto durante il sonno, in particolare durante il sonno REM. Il TSH (ormone tiroidostimolante) aumenta la sera e diminuisce durante il sonno. La melatonina, che ha un forte ritmo circadiano con picchi notturni, facilita il sonno ed è responsabile del picco notturno di timosina-α1 e timulina.
Generalmente il GH, la prolattina e la melatonina sono considerati ormoni immunoprotettivi, mentre ACTH, cortisolo e catecolamine sono immunosoppressivi.
Durante il sonno notturno, il ridotto livello di glucocorticoidi, associato all’incremento di melatonina, comportano la prevalenza della risposta TH1 con predomino dell’IFN-γ e incremento dell’attività citotossica delle NK. Anche il GH potrebbe intervenire nell’incremento dell’attività delle cellule NK e nell’aumento della risposta TH1.
L’attività simpatica è controllata in modo sinergico dagli oscillatori circadiani e dal sonno, mentre quella parasimpatica è controllata principalmente da fattori circadiani. Infatti, il sonno notturno nell’uomo è caratterizzato da una riduzione dell’attività simpatica e da un relativo incremento di quella parasimpatica. L’attività parasimpatica globalmente riduce la risposta proinfiammatoria sistemica dell’immunità innata e supporta alcune funzioni cellulo-mediate della risposta immunitaria acquisita. Durante il sonno l’aumentato tono parasimpatico aumenta la risposta TH1 e diminuisce alcuni aspetti della risposta immunitaria innata.
Nell’insonnia, i pazienti presentano una diminuzione dei linfociti CD4+ e dei CD8+ e una diminuzione dell’attività delle cellule NK. L’attivazione β-adrenergica notturna modula la soppressione dell’attività delle cellule NK, che rivestono un importante ruolo di difesa contro i tumori. Nell’insonnia cronica si osservano anche anomalie nelle citochine con viraggio dalla risposta TH1 a quella TH2 e bassi livelli di IFN-γ. Sono stati rilevati anche incrementi diurni dei livelli di IL-6, una citochina che normalmente è a livelli più elevati durante la notte ed è negativamente correlata con la percezione soggettiva di qualità del sonno.
Per ulteriori opprofondimenti di questo argomento si rinvia al testo Multidisciplinarietà in Medicina.
Bibliografia
- Gasparini L. Multidisciplinarietà in Medicina. Metodologia, Scienze biomediche, Posizione dell’omeopatia in ambito scientifico. Edizioni Salus Infirmorum, Padova, 2011