Il legame tra sonno e salute intestinale
Investigare come la salute dell'intestino influisca sui modelli di sonno e sulla ripresa durante la malattia.
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Indice
- Come vengono controllati i pattern del sonno
- Il ruolo delle Citochine
- L'intestino e la sua connessione con il sonno
- Ormoni e pattern del sonno
- L'impatto dell'infiammazione sul sonno
- Sperimentare con il sonno e i segnali intestinali
- Comunicazione cervello-intestino
- Sonno e la sua connessione con la salute intestinale
- Il ruolo dell'Allatostatina A (AstA)
- Sonno di Recupero dopo lo stress
- Come la malattia influisce sul sonno
- Conclusione
- Fonte originale
- Link di riferimento
Il sonno è fondamentale sia per la nostra salute fisica che per il benessere mentale. Aiuta il corpo a mantenere l'equilibrio, a riprendersi dalle malattie e a gestire lo stress. Gli animali di solito hanno cicli di veglia e sonno, ma quando sono malati tendono a dormire di più. Questo comportamento aiuta il corpo a risparmiare energia e a concentrarsi nel combattere le infezioni e a guarire eventuali danni.
Come vengono controllati i pattern del sonno
Il sonno è regolato da reti complesse nel cervello. Diverse parti del cervello, insieme a varie sostanze chimiche e segnali, lavorano insieme per controllare quando ci svegliamo e quando dormiamo. Per cambiare i pattern del sonno durante la malattia, gli organi del corpo e i sistemi di regolazione del sonno del cervello devono comunicare. Tuttavia, come funzionano questi segnali e come influenzano il sonno durante la salute e la malattia non è ancora ben compreso.
Citochine
Il ruolo delleLe citochine sono proteine di segnalazione che giocano un ruolo importante nel sistema immunitario e nell'Infiammazione. Alcune citochine, come l'Interleuchina 1 (IL-1) e il fattore di necrosi tumorale alfa (TNFα), si trovano nei cervelli degli animali sani in aree che controllano il sonno. I loro livelli cambiano a seconda che l'animale sia sveglio o dorma, generalmente raggiungendo picchi durante i periodi di sonno. Interessante notare che la quantità di queste citochine può influenzare il sonno in modi diversi; livelli bassi possono incoraggiare il sonno, mentre livelli alti possono ridurlo. Questo suggerisce che durante la malattia, il sistema immunitario può rilasciare citochine che aiutano a indurre il sonno per favorire la guarigione.
L'intestino e la sua connessione con il sonno
L'intestino gioca anche un ruolo significativo nei pattern di sonno. I disturbi nel tratto gastrointestinale possono portare a difficoltà nel sonno, e molti problemi di salute mentale sono collegati a questi problemi intestinali. Malattie come depressione e ansia si vedono spesso in chi ha infiammazioni intestinali. Il microbioma intestinale, che consiste nei migliaia di batteri che vivono nei nostri intestini, è stato anche collegato alla qualità del sonno e alla salute mentale. Affinché l'intestino influenzi il sonno, deve percepire la sua condizione e inviare segnali che possano cambiare il modo in cui funzionano le cellule del cervello.
Ormoni e pattern del sonno
Negli insetti, come negli esseri umani, l'intestino produce vari ormoni che possono influenzare il sonno. Durante periodi di infezione o danno intestinale, l'intestino rilascia sostanze che possono segnalare al cervello e aiutare a controllare i pattern del sonno. Ad esempio, quando l'intestino è sotto stress, produce specie reattive dell'ossigeno (ROS) e altre citochine infiammatorie che possono aiutare a riparare l'intestino ma influenzare anche il sonno. Questi segnali comunicati al cervello possono promuovere la veglia o il sonno, a seconda della situazione.
L'impatto dell'infiammazione sul sonno
Quando l'intestino è infiammato o infetto, può alterare significativamente i pattern del sonno. Aumenti nei segnali infiammatori possono portare a una maggiore necessità di sonno mentre il corpo cerca di riprendersi. La ricerca ha mostrato un forte legame tra salute intestinale e sonno; cambiamenti nelle condizioni intestinali possono portare a cambiamenti evidenti nel comportamento del sonno.
Sperimentare con il sonno e i segnali intestinali
Per studiare come i segnali intestinali influenzano il sonno, gli scienziati hanno esaminato il ruolo di due importanti citochine, Upd2 e Upd3, nelle mosche della frutta. Queste citochine sono prodotte in cellule speciali dell'intestino chiamate cellule enteroendocrine (EEC). Silenziando i geni che producono queste citochine, i ricercatori hanno scoperto che le mosche dormivano di più, specialmente nei momenti in cui di solito sono attive. Questo suggerisce che questi segnali derivati dall'intestino hanno un impatto diretto sulla regolazione del sonno.
Comunicazione cervello-intestino
Ulteriori studi mostrano che la segnalazione dall'intestino al cervello coinvolge altri fattori importanti. Uno di questi fattori è la via di segnalazione JAK-STAT, che viene attivata nelle cellule gliali (cellule di supporto nel cervello) in risposta ai segnali intestinali. Quando questa via è attiva, influenza il sonno. Se questa segnalazione è compromessa nelle cellule gliali, porta a un aumento della durata del sonno.
Sonno e la sua connessione con la salute intestinale
Mantenere un intestino sano è importante per regolare il sonno. Quando l'intestino è sano, può comunicare efficacemente con il cervello per promuovere i giusti pattern di sonno. Tuttavia, se l'intestino è infiammato o compromesso, questa segnalazione può essere interrotta, portando a disturbi del sonno. La relazione tra salute intestinale e sonno è complessa e coinvolge molti fattori diversi, compresi ormoni e varie vie di segnalazione.
Il ruolo dell'Allatostatina A (AstA)
L'AstA è un altro ormone importante che gioca un ruolo nella regolazione del sonno. Viene prodotto sia nell'intestino che nel cervello ed è noto per promuovere la veglia. In situazioni in cui l'intestino è sotto stress, la segnalazione dall'intestino può inibire la segnalazione dell'AstA nel cervello, promuovendo quindi il sonno. Questo dimostra come diversi segnali possano interagire e influenzare i pattern del sonno.
Recupero dopo lo stress
Sonno diDopo un periodo di stress, il corpo spesso richiede sonno aggiuntivo per recuperare. Questo sonno di recupero è cruciale per ripristinare la salute. I segni di recupero possono essere osservati dopo che lo stress è diminuito, spesso indicati da periodi di sonno più lunghi. Le vie di segnalazione dall'intestino al cervello svolgono un ruolo vitale in questo processo di recupero.
Come la malattia influisce sul sonno
Varie malattie che colpiscono l'intestino possono portare a problemi di sonno. Le connessioni tra intestino, sistema immunitario e sistema nervoso sono essenziali per comprendere come la salute intestinale possa influenzare il sonno. Condizioni come la malattia infiammatoria intestinale, che causano infiammazione nell'intestino, sono spesso collegate a disturbi del sonno. Questo evidenzia l'importanza di mantenere la salute intestinale per il benessere generale.
Conclusione
Il sonno è un comportamento complesso influenzato da molti fattori, compresa la salute intestinale. I segnali derivati dall'intestino, in particolare le citochine, giocano un ruolo critico nella regolazione del sonno, specialmente durante la malattia. Comprendere queste connessioni può aiutare a sviluppare strategie migliori per gestire i disturbi del sonno legati a problemi di salute intestinale. L'intricata comunicazione tra intestino e cervello sottolinea la necessità di ulteriori ricerche in quest'area per scoprire il pieno impatto delle condizioni intestinali sul sonno e sulla salute complessiva.
Titolo: Glia-mediated gut-brain cytokine signaling couples sleep to intestinal inflammation
Estratto: Sickness-induced sleep is a behavior conserved across species that promotes recovery from illness, yet the underlying mechanisms are poorly understood. Here, we show that interleukin-6-like cytokine signaling from the Drosophila gut to brain glial cells regulates sleep. Under healthy conditions, this pathway promotes wakefulness. However, elevated gut cytokine signaling in response to oxidative stress - triggered by immune and inflammatory responses in the intestine - induces sleep. The cytokines Unpaired 2 and -3 are upregulated by oxidative stress in enteroendocrine cells and activate JAK-STAT signaling in glial cells, including those of the blood-brain barrier (BBB). This activity maintains elevated sleep during oxidative-stress-induced intestinal disturbances, suggesting that the JAK-STAT pathway in glia inhibits wake-promoting signaling to facilitate sleep-dependent restoration under these conditions. We find that the enteric peptide Allatostatin A (AstA) enhances wakefulness, and during intestinal oxidative stress, gut-derived Unpaired 2/3 inhibits AstA receptor expression in BBB glia, thereby sustaining an elevated sleep state during gut inflammation or illness. Taken together, our work identifies a gut-to-glial communication pathway that couples sleep with intestinal homeostasis and disease, enhancing sleep during intestinal sickness, and contributes to our understanding of how sleep disturbances arise from gastrointestinal disturbances.
Autori: Alina Malita, Olga Kubrak, Xiaokang Chen, Takashi Koyama, Elizabeth C. Connolly, Nadja Ahrentløv, Ditte S. Andersen, Michael J. Texada, Kenneth V. Halberg, Kim Rewitz
Ultimo aggiornamento: 2024-06-30 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.25.600726
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.25.600726.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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