Perché moriresti se non dormissi? Il killer mortale è nell'intestino

Uno studio sui moscerini della frutta dimostra che restare alzati fino a tardi non danneggia solo il cervello, ma anche l'intestino. Fortunatamente, tutto può essere ripristinato prima della morte.

Autore: Peng Zhiping e Chen Tianzhen

Di recente, un dipendente della Pinduoduo, nato nel 1998, è morto improvvisamente mentre tornava a casa a tarda notte, riaprendo così le discussioni sul modello lavorativo 996 delle aziende Internet. Che siamo dipendenti aziendali che lavorano 24 ore su 24 o studenti, molti di noi soffrono di una cronica mancanza di sonno.

Ciò che è ancora più spaventoso è che dopo una giornata di duro lavoro, molti giovani cadranno nella maledizione di restare alzati fino a tardi per vendetta, guardando serie TV, leggendo romanzi, giocando... come se finché non dormono, si guadagneranno del tempo libero. Non sappiamo che la vita, come la serie TV che abbiamo tra le mani, scorre a una velocità X1,5.

Molte persone sanno che la mancanza di sonno può essere fatale, ma perché? Ma è molto curioso. Tuttavia, uno studio pubblicato sulla rivista Cell nel giugno 2020 sembra aver fornito una risposta:

Attraverso ricerche sui moscerini della frutta, gli scienziati della Harvard Medical School hanno scoperto che gli effetti mortali della privazione del sonno non sono nel cervello, ma nell'accumulo di una sostanza chiamata "ossigeno reattivo" nell'intestino. Ciò che è ancora più sorprendente è che se queste sostanze vengono rimosse, ad esempio neutralizzandole con antiossidanti, i moscerini della frutta staranno bene anche se non dormono e la loro durata di vita sarà la stessa delle loro controparti normali. ——Questo inevitabilmente porta la gente a chiedersi: c'è qualche speranza per quelli di noi che restano alzati fino a tardi?

Privazione mortale del sonno

Infatti, proprio come non mangiare può ucciderti, gli effetti della mancanza di sonno sono più gravi e immediati di quanto pensi. La privazione completa del sonno in un breve lasso di tempo può essere fatale, mentre la mancanza di sonno a lungo termine può accumulare un "debito di sonno" e causare malattie cardiache, ipertensione, diabete e altre patologie.

Gli scienziati lo hanno scoperto molto tempo fa attraverso esperimenti sugli animali. Il primo esperimento fu piuttosto crudele: nel 1894, la biochimica russa Maria Manaseina fece camminare senza dormire 10 cani nel suo laboratorio per 5 giorni consecutivi e morirono tutti. Ma queste morti sono causate semplicemente dalla mancanza di sonno o anche il superlavoro è un fattore determinante? Per gli scienziati è difficile esprimere un giudizio. Hanno cercato di utilizzare esperimenti più ragionevoli per distinguere i vari fattori che influiscono sul sonno.

Negli anni '80, Allan Rechtschaffen dell'Università di Chicago progettò un esperimento più delicato: tenne coppie di topi in gabbie appositamente progettate e li svegliò proprio quando stavano per addormentarsi, per ridurre gli effetti dirompenti della sovrastimolazione. Con il passare del tempo, i topi svilupparono gradualmente una pelliccia ruvida, divennero emaciati e morirono dopo circa 15 giorni. La durata normale della vita dei topi è di 2-3 anni.

Quali sono gli effetti della privazione del sonno sugli esseri umani? Nel 2003, i ricercatori dell'Università della Pennsylvania hanno preso in esame 48 uomini e donne adulti sani e hanno condotto un esperimento di privazione del sonno della durata di 14 giorni. L'esperimento di completa privazione del sonno richiedeva che i soggetti rimanessero svegli per tre notti consecutive; gli altri sono stati divisi in tre gruppi, dormendo rispettivamente 4, 6 e 8 ore a notte. I risultati mostrano che il debito di sonno continua ad accumularsi:

Se dormi sei ore o meno, il tuo cervello sperimenterà gli stessi deficit cognitivi che si avrebbero se non dormissi per due notti. Vale a dire che anche una moderata riduzione delle ore di sonno può danneggiare seriamente lo stato mentale di una persona quando è sveglia. Inoltre, i soggetti erano probabilmente troppo assonnati per rendersi conto che le loro prestazioni peggioravano di giorno in giorno.

La privazione cronica del sonno può farti accumulare un debito di sonno, ma potresti non rendertene conto. |Da Internet

Non è solo il cervello ad essere danneggiato, ma anche l'intestino

Sebbene sia noto che la privazione del sonno è mortale, per molto tempo gli scienziati hanno avuto difficoltà a identificare, sulla base dei risultati delle autopsie sugli animali, gli effetti fatali che la privazione del sonno ha sull'organismo.

La maggior parte delle ricerche si è concentrata sugli effetti sul cervello. Ma vari esperimenti hanno dimostrato che quando gli animali muoiono per mancanza di sonno, si verificano cambiamenti non solo nel loro sistema nervoso, ma anche in altre parti del corpo, tra cui il sistema cardiovascolare, l'apparato digerente, il sistema immunitario e il metabolismo. Dragana Rogulja della Harvard Medical School, esperta dei neuroni che influenzano la regolazione del sonno, ipotizza che i segreti del sonno potrebbero non risiedere solo nel cervello.

Il team guidato da Rogulja ha scelto i moscerini della frutta come oggetto della ricerca perché le persone conoscono abbastanza bene i geni di questi animali e sanno facilmente regolarli. Hanno utilizzato moscerini della frutta dotati di neuroni modificati artificialmente e dotati di canali sensibili al calore. Finché si trovassero in un ambiente con temperatura superiore ai 28 gradi Celsius, questi moscerini della frutta avrebbero troppo caldo per addormentarsi. A partire da circa 10 giorni, i moscerini della frutta che non riuscivano mai a dormire cominciarono a morire uno dopo l'altro.

La dissezione dei moscerini della frutta ha rivelato che i loro tessuti corporei non erano danneggiati, con un'eccezione: l'intestino dei moscerini era pieno di ossigeno reattivo. Nelle micrografie, l'intestino del moscerino della frutta appare come un labirinto blu illuminato da un intenso viola, a indicare l'accumulo di molecole minacciose chiamate specie reattive dell'ossigeno.
Nell'intestino del moscerino della frutta si accumulano specie reattive dell'ossigeno dannose. Quanto più è luminoso, tanto più ossigeno attivo c'è. ｜Infografica 5W per Quanta Magazine

Le specie reattive dell'ossigeno non sono rare negli organismi e vengono prodotte durante processi quali la respirazione, il metabolismo e la difesa immunitaria. Ma se gli enzimi antiossidanti non rimuovono le specie reattive dell'ossigeno, la situazione può diventare davvero pericolosa, poiché possono danneggiare il DNA e causare danni cellulari. Poiché gli atomi di ossigeno che trasportano elettroni liberi spaiati nelle specie reattive dell'ossigeno hanno una forte reattività chimica, sottraggono elettroni al DNA, alle proteine ​​e ai lipidi, causando danni ossidativi.

Fortunatamente, le conseguenze dello stare alzati fino a tardi possono essere compensate

Fortunatamente, la mancanza di sonno può avere effetti mortali, ma è possibile prevenirla in tempo.
Ulteriori ricerche hanno scoperto che se ai moscerini della frutta stanchi veniva permesso di dormire il decimo giorno, questi si riprendevano gradualmente. Tuttavia, se dopo 5 o 10 giorni vengono nuovamente privati ​​del sonno, la morte non li risparmierà comunque. Ciò significa che il danno accumulato durante la privazione iniziale del sonno richiede tempo per essere riparato: per i moscerini della frutta, questo periodo equivale a 15 giorni interi di sonno normale.
È interessante notare che per riparare i danni non basta semplicemente recuperare il sonno. Quando i ricercatori hanno provato a usare antiossidanti per neutralizzare le specie reattive dell'ossigeno dannose, i moscerini della frutta sono riusciti a sopravvivere senza dormire e hanno vissuto tanto a lungo quanto le loro controparti normalmente funzionanti.

Vale la pena notare che le specie reattive dell'ossigeno uccidono i moscerini della frutta, ma non sono necessariamente responsabili dei danni ai topi o agli esseri umani, dopotutto si tratta di specie diverse.

Tuttavia, un piccolo studio condotto su soggetti privati ​​del sonno ha dimostrato che la composizione del loro microbiota intestinale cambiava, stabilendo un altro collegamento tra sonno e intestino. Questo ci dice anche che il sonno non è solo una funzione del cervello, ma un'esperienza che coinvolge tutto il corpo.
Recuperare il sonno in tempo può ridurre i danni all'organismo causati dalla mancanza di sonno. |Da Internet

Lo studio sui moscerini della frutta risolve un piccolo problema legato al sonno e ci spinge anche a immaginare un quadro più ampio del futuro. Forse un giorno riusciremo davvero a svelare il mistero del sonno e gli esseri umani potranno sopravvivere senza dormire come i moscerini della frutta, a patto che vengano iniettate loro delle sostanze chimiche.

Ma finché quel giorno non arriverà, il sonno resta fondamentale per ognuno di noi. Quando arriva la notte, è meglio sdraiarsi obbedientemente a letto. Se devi restare sveglio fino a tardi, recupera il prima possibile.

(A cura di: Gao Peiwen)

Riferimenti: [1]https://www.quantamagazine.org/why-sleep-deprivation-kills-20200604/[2] Vaccaro et al., La perdita di sonno può causare la morte attraverso l'accumulo di specie reattive dell'ossigeno nell'intestino, Cell 2020), https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.049[3] Hans PA Van Dongen , Greg Maislin, Janet M Mullington, David F Dinges. Il costo cumulativo della veglia aggiuntiva: effetti dose-risposta sulle funzioni neurocomportamentali e sulla fisiologia del sonno derivanti dalla restrizione cronica del sonno e dalla privazione totale del sonno. Sonno. 15 marzo 2003;26(2):117-26. doi: 10.1093/sleep/26.2.117. [4]Everson et al. Danni cellulari e riparazione derivanti dalla perdita del sonno e dal recupero del sonno nei ratti da laboratorio. Sleep, Volume 37, Numero 12, 1 dicembre 2014, Pagine 1929–1940, https://doi.org/10.5665/sleep.4244

L'articolo è stato pubblicato dall'account pubblico "Ten Points Science" (ID: Science_10). In caso di ristampa, si prega di indicare la fonte.