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La nuova funzione del sonno

Fonte: Le Scienze

Il sonno ha una funzione specifica e importantissima

all'interno di ciascun neurone: permette la riparazione

dei danni al DNA che si accumulano durante la veglia.

La scoperta, ottenuta studiando i cromosomi di un

piccolo pesce, potrebbe spiegare come mai il sonno

è così essenziale per tutti gli organismi con un

sistema nervoso - compresi noi esseri umani

sonnoneuroscienzebiologia

Dai vermi alle meduse, dalle mosche agli esseri umani.

Tutti gli organismi con un sistema nervoso dormono,

compresi noi, che dedichiamo al sonno circa un terzo

della nostra vita.

Ma a cosa serve esattamente un comportamento che

si è conservato così stabilmente nel corso dell'evoluzione,

nonostante abbia alcuni svantaggi, come essere esposti

all'attacco dei predatori?

In un nuovo studio pubblicato su "Nature Communications" 

e condotto su Danio rerio, o pesce zebra, un modello

animale molto usato in biologia, ricercatori dell'Università

Bar-Ilan, in Israele, rivelano ora una funzione essenziale

del sonno, che si svolge al livello dei singoli neuroni.

Utilizzando tecniche di imaging 3D con una risoluzione

di un cromosoma, gli autori sono infatti riusciti a dimostrare

per la prima volta che i neuroni hanno bisogno del sonno

per eseguire la "manutenzione" del DNA che si trova

nel loro nucleo.

Il DNA può essere danneggiato sia da processi chimico

-fisici, come radiazioni e stress ossidativo, sia processi

biologici, come l'attività del neurone stesso.

All'interno di ogni cellula, tuttavia, ci sono sistemi

specificamente dedicati alla correzione di questi danni.

Nell'immagine, dinamica dei cromosomi (in verde) in un

singolo neurone  (in rosso, nella casella tratteggiata) di

una larva di pesce zebra (David Zada/ Bar-Ilan University)

Gli autori hanno osservato il movimento del cromosoma -

l'insieme di DNA e proteine visibili in alcune fasi del

nucleo cellulare - all'interno dei nuclei dei neuroni di alcuni

esemplari di Danio rerio mentre i pesci erano svegli o

addormentati.

Hanno così rilevato che i cromosomi sono meno attivi

di giorno, quando il danno al DNA si accumula

costantemente e può raggiungere livelli pericolosi.

Viceversa, sono più attivi di notte, quando il corpo

riposa, e questa maggiore attività si associa a una

maggiore efficienza della riparazione dei danno al DNA.

Il processo di manutenzione del DNA, quindi, durante

la veglia non è abbastanza efficiente e ha bisogno di

un periodo di sonno, durante il quale il cervello riceve

un numero di stimoli limitato. "È un po' come una

strada piena di buche", ha spiegato Lior Appelbaum,

che ha guidato lo studio. "Le strade accumulano 

segni di usura, specialmente durante il giorno nelle

ore di punta, ed è più comodo ed efficiente sistemarle

di notte, quando c'è poco traffico".

Appelbaum chiama l'accumulo di danni al DNA il "

prezzo della veglia", ipotizzando, insieme a David Zada,

primo autore dello studio, che il sonno consolidi e sincronizzi

la manutenzione del nucleo all'interno dei singoli neuroni.

"Nonostante il rischio di una ridotta consapevolezza

ambientale, gli animali devono dormire per permettere

ai loro neuroni di eseguire una manutenzione efficiente

del DNA, e questo è probabilmente il motivo per cui 

il sonno si è evoluto ed è così conservato nel regno

animale ", ha concluso. (red)