Un sonno profondo e riposante favorisce il rilascio degli ormoni della crescita, che aiutano a costruire muscoli e ossa forti e a bruciare i grassi. Gli adolescenti non possono raggiungere la loro piena altezza senza una quantità sufficiente di ormoni della crescita, che vengono prodotti attraverso il sonno ristoratore. Tuttavia, il motivo per cui la mancanza di sonno – in particolare la fase iniziale e profonda nota come sonno non-REM – riduce il rilascio di ormoni della crescita è stato finora un mistero.
Un sonno insufficiente aumenta il rischio di obesità, diabete e malattie cardiovascolari
In uno studio pubblicato sul numero attuale della rivista Cell, i ricercatori dell’Università della California, Berkeley, hanno analizzato i circuiti cerebrali che controllano il rilascio dell’ormone della crescita durante il sonno e hanno scoperto un nuovo meccanismo di feedback nel cervello che mantiene i livelli dell’ormone della crescita finemente equilibrati. I risultati forniscono una guida alla comprensione delle interazioni tra sonno e regolazione ormonale. Il nuovo meccanismo di feedback potrebbe aprire nuove strade per il trattamento di persone con disturbi del sonno associati a malattie metaboliche come il diabete e a malattie degenerative come il Parkinson e l’Alzheimer.
“È noto che il rilascio dell’ormone della crescita è strettamente legato al sonno, ma finora questo poteva essere dimostrato solo prelevando campioni di sangue e controllando i livelli dell’ormone della crescita durante il sonno”, ha detto il primo autore dello studio, Xinlu Ding, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Neuroscienze e l’Helen Wills Neuroscience Institute della UC Berkeley. “Registriamo direttamente l’attività neuronale nei topi per vedere cosa succede. Questo ci fornisce un circuito di base che può essere utilizzato per sviluppare diversi trattamenti in futuro”. Poiché gli ormoni della crescita regolano il metabolismo del glucosio e dei grassi, un sonno insufficiente può aumentare il rischio di obesità, diabete e malattie cardiovascolari.
Il ciclo sonno-veglia
I neuroni che controllano il rilascio dell ‘ormone della crescita durante il ciclo sonno-veglia – l’ormone di rilascio dell’ormone della crescita (GHRH) e due tipi di neuroni della somatostatina – si trovano in profondità nell’ipotalamo, un antico centro cerebrale che si è conservato in tutti i mammiferi. Una volta rilasciato, l’ormone della crescita aumenta l’attività dei neuroni del locus coeruleus, un’area del tronco encefalico responsabile dell’eccitazione, dell’attenzione, della cognizione e della curiosità. La disregolazione dei neuroni del locus coeruleus è coinvolta in numerosi disturbi psichiatrici e neurologici.
“Comprendere i circuiti neurali che regolano il rilascio dell’ormone della crescita potrebbe portare a nuove terapie ormonali che migliorino la qualità del sonno o ripristinino il normale equilibrio dell’ormone della crescita”, ha dichiarato Daniel Silverman, ricercatore post-dottorato presso la UC Berkeley e coautore dello studio. Esistono terapie geniche sperimentali che mirano a un tipo specifico di cellula. Questo circuito potrebbe essere un approccio nuovo per ridurre l’eccitabilità del locus coeruleus, di cui non si è mai parlato prima.
I ricercatori, che lavorano nel laboratorio di Yang Dan, professore di Neuroscienze e Biologia Molecolare e Cellulare, hanno studiato il circuito neuroendocrino inserendo elettrodi nel cervello dei topi e misurando i cambiamenti di attività dopo aver stimolato con la luce i neuroni dell’ipotalamo. I topi dormono di giorno e di notte in brevi intervalli di alcuni minuti ciascuno, il che offre numerose opportunità di studiare i cambiamenti dell’ormone della crescita durante il ciclo sonno-veglia. Utilizzando tracciatori circuitali 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 lo inibisce – agiscono in modo diverso durante il sonno REM e non-REM. La somatostatina e il GHRH aumentano fortemente durante il sonno REM per promuovere l’ormone della crescita, ma la somatostatina diminuisce e il GHRH aumenta solo moderatamente durante il sonno non-REM per promuovere l’ormone della crescita.
Gli ormoni della crescita hanno anche benefici cognitivi
L’ormone della crescita rilasciato regola l’attività del locus coeruleus come meccanismo di feedback per creare un effetto omeostatico yin-yang. Durante il sonno, l’ormone della crescita si accumula lentamente per stimolare il locus coeruleus e promuovere la veglia, secondo il nuovo studio. Tuttavia, quando il locus coeruleus è sovrastimolato, paradossalmente favorisce la sonnolenza, ha dimostrato Silverman in uno studio pubblicato all’inizio di quest’anno. “Questo suggerisce che il sonno e l’ormone della crescita formano un sistema strettamente bilanciato: Troppo poco sonno riduce il rilascio dell’ormone della crescita, e troppo ormone della crescita può a sua volta spingere il cervello verso la veglia”, ha detto Silverman. Il sonno stimola il rilascio dell’ormone della crescita, che a sua volta regola la veglia. 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 controlla l’eccitazione generale del cervello durante la veglia, un corretto equilibrio potrebbe avere un impatto più ampio sulla vigilanza e sul pensiero. Secondo i ricercatori, gli ormoni della crescita non solo aiutano a costruire muscoli e ossa e a ridurre il tessuto adiposo, ma possono anche avere benefici cognitivi e promuovere i livelli di eccitazione generale al risveglio.