Sebbene la melatonina sia nota come l’ormone del sonno, il suo ruolo esatto nel sonno non è ancora del tutto chiaro. Ci sono molte connessioni tra melatonina, sonno e ormoni. I livelli degli ormoni oscillano secondo gli stessi ritmi circadiani che regolano il sonno. Le interruzioni dei livelli di melatonina vanno di pari passo con i problemi di sonno. In che modo la melatonina influisce sul sonno, sui nostri cicli del sonno e sul sonno? Non sappiamo la risposta a questa domanda. Gli scienziati del Caltech hanno cercato di saperne di più sul ruolo preciso delle melatonine nel sonno e recentemente hanno condiviso i loro risultati. Le loro scoperte gettano nuova luce su quanto sia importante la melatonina per dormire e come potrebbe funzionare per provocare il sonno.
Le funzioni legate al sonno e gli effetti della melatonina sul sonno sono stati studiati in dettaglio dai ricercatori nelle larve di pesce zebra. Questi minuscoli organismi hanno un ciclo circadiano simile a quello dell’uomo. Dormono durante la notte e sono svegli durante il giorno. I ricercatori hanno confrontato i modelli sonno-veglia delle normali larve di pesce zebra con le larve di pesce zebra che non erano in grado di produrre melatonina, a causa di una mutazione genetica. Le larve di pesce carenti di melatonina dormivano la metà del tempo rispetto alle loro controparti produttrici di melatonina. Ci è voluto il doppio del tempo prima che le larve di pesce si addormentassero senza melatonina.
I ricercatori hanno fatto un ulteriore passo avanti e hanno temporaneamente impedito alle normali larve di pesce zebra di produrre melatonina, alterando le cellule nella loro ghiandola pineale. La ghiandola pineale produce anche melatonina negli esseri umani. Senza la capacità di generare melatonina, le larve di pesce zebra hanno mostrato cambiamenti drastici nei loro schemi di sonno. Hanno iniziato a dormire la stessa quantità ridotta delle larve di pesce geneticamente mutate, circa la metà di quanto avevano dormito quando erano in grado di produrre melatonina. Il loro sonno è tornato alla normalità dopo che i ricercatori hanno smesso di consentire alle larve di pesce di produrre melatonina.
Questi risultati suggeriscono fortemente che esiste un ruolo diretto della melatonina sia nell’addormentarsi che nel dormire per una durata normale e salutare per tutta la notte.
I ricercatori hanno anche esaminato il funzionamento della melatonina in relazione agli orologi circadiani delle larve di pesce zebra e ai loro cicli sonno-veglia. I ricercatori hanno prima esposto le normali larve di pesce zebra e le larve geneticamente mutate a uno schema coerente di giorno/notte, con 14 ore di luce e 10 ore di oscurità. Le larve sono state quindi dotate di orologi circadiani che funzionavano in tandem con la luce e l’oscurità. Quindi hanno spostato entrambi i tipi di larve di pesce in un ambiente di completa oscurità. I pesci che producevano melatonina mantenevano naturalmente il loro normale ciclo circadiano di sonno e veglia, anche in assenza di una normale esposizione alla luce.
Ma il pesce zebra geneticamente mutato, che era incapace di produrre melatonina, ha perso tutti i modelli circadiani o la ritmicità durante il sonno. Senza la melatonina, le larve di pesce non potrebbero mantenere i cicli circadiani di sonno e veglia. Questa è stata una sorpresa per i ricercatori e suggerisce fortemente che la melatonina non è solo utile e utile per i cicli circadiani sonno-veglia, ma è essenziale per loro.
I ricercatori hanno iniziato a capire come la melatonina esercita la sua influenza regolatoria. Hanno studiato la relazione tra melatonina e adenosina, un neurotrasmettitore che negli esseri umani si ritiene svolga un ruolo importante nel sistema del sonno omeostatico del corpo, la nostra spinta interna al sonno. I livelli di adenosina nel cervello aumentano durante il giorno negli esseri umani. L’accumulo di adenosina nel cervello può portare a una maggiore stanchezza e a un maggiore bisogno di dormire. I livelli di adenosina diminuiscono durante il sonno.
I ricercatori hanno somministrato sia alle normali larve di pesce zebra che alle larve carenti di melatonina dosi di un farmaco che stimolava l’adenosina. I due gruppi di pesci hanno reagito in modi molto diversi. L’adenosina non ha avuto alcun effetto sulle normali larve di pesce zebra. Ma tra le larve di pesce carenti di melatonina, i ricercatori hanno osservato cambiamenti significativi nel loro sonno. Le larve di pesce geneticamente modificate hanno iniziato a dormire normalmente allo stesso modo di quelle che potevano produrre melatonina.
Questa fase del loro esperimento suggerisce che una funzione della melatonina potrebbe essere quella di aiutare a innescare l’accumulo di adenosina nel cervello che a sua volta porta a sentire il bisogno di dormire.
Questi risultati indicano anche che la melatonina potrebbe essere un ponte tra due dei più potenti sistemi che regolano il sonno: il sistema omeostatico e il sistema circadiano. Sappiamo che questi due sistemi esercitano entrambi un’influenza sul sonno e insieme creano il nostro ciclo di base di 24 ore di un lungo periodo di sonno consolidato seguito da un lungo periodo di veglia. La scienza deve ancora dimostrare o scoprire un legame diretto tra i due sistemi. Questa ricerca offre molti nuovi dettagli su come la melatonina possa effettivamente agire a favore del sonno, nonché la prima prova di una connessione diretta tra i nostri due sistemi del sonno.
Successivamente, esamina bene le recenti scoperte scientifiche per comprendere come la melatonina può influenzare la salute e la malattia e le nuove possibilità terapeutiche per la melatonina.
