Effetti dell’attività fisica sulla qualità del sonno

Questo articolo dimostra come l'attività fisica possa migliorare la qualità del sonno e avere effetti positivi su malattie croniche degenerative. L'associazione tra esercizio fisico e sonno di qualità può influire positivamente su condizioni come il cancro al seno, la demenza senile, il morbo di Parkinson e le patologie cardiovascolari.

1.1) IL SONNO, UNA FUNZIONE FISIOLOGICA

Secondo quanto riportato all’interno delle ricerche effettuate da Hussain e colleghi (2022), il sonno è un'attività biologica che si verifica spontaneamente negli esseri umani e ha un'influenza sulle differenti attività che l’individuo svolge nel corso della propria quotidianità, sulla salute fisica e mentale e sulla qualità generale della vita. L’essere umano trascorre quasi un terzo della propria esistenza dormendo ed il sonno è presente in tutte le specie animali studiate, dagli insetti ai mammiferi; risulta probabile, quindi, che svolga una funzione essenziale, anche se non è ancora chiaro di che tipo di funzione si tratti. (Conti F., et al. 2020)

Esso si configura come una particolare condizione fisiologica dove corpo e mente sono meno responsivi; inoltre, il sistema attentivo tende ad abbassarsi (in maniera naturale), per poi riprendersi nella fase di veglia. Il sonno non è un annullamento delle funzioni vitali quanto piuttosto un’alterazione di quest’ultime, infatti, nonostante ci sia una riduzione della percezione di ciò che ci circonda, un suono forte, un odore intenso, piuttosto che una variazione di temperatura, pongono in stato di veglia nuovamente il soggetto. A differenza di quello che si pensi, il sonno è uno stato attivo, cioè, nonostante alcune funzioni vengano rallentate o inibite, altre, invece, esprimono il loro massimo potenziale. Qual ora il sonno fosse perturbato o alterato, questo si ripercuoterebbe sullo stato di salute del soggetto (Carskadon & Dement, 1982). Secondo quanto appurato dalla letteratura scientifica, la privazione del sonno è la causa principale di insonnia, ansia, schizofrenia e altre malattie mentali, inoltre, la sonnolenza, una conseguenza della privazione del sonno, è una delle cause di circa un quinto degli incidenti stradali e degli infortuni. (Hussain et al., 2022).

2.1) STADI DEL SONNO E CICLO NREM-REM

Secondo quanto riportato dalle ricerche effettuate da diversi autori, il sonno si manifesta come una successione ciclica di fasi; infatti, si passa dallo stadio di veglia ad una prima fase di sonno non-REM; si definisce una fase non-REM quando l’elettrooculogramma (altresì, E.O.G.) non nota movimenti oculari rapidi; rappresenta quella fase di sonno tranquillo o profondo.

Passato tale periodo subentra la fase di REM; si definisce una fase REM quel periodo di sonno attivo dove sono presenti i movimenti oculari rapidi. Questi tre principali stadi sono differenti non solo per l’ovvia mobilità muscolare e per lo stato di coscienza più o meno alterata, ma anche perché, a livello encefalico, le onde cerebrali sono maggiori durante la fase di veglia per poi diminuire durante il sonno non-REM ed aumentare nuovamente nella fase REM.

In sintesi, il sonno è un fenomeno dinamico che include una varietà di fasi, veglia (W), sonno con movimenti oculari non rapidi (NREM) e sonno con movimenti oculari rapidi (REM), inoltre, la fase del sonno NREM è ulteriormente suddivisibile in: NREM-1 (N1), NREM-2 (N2) e NREM-3 (N3). La sequenza stadiale delle fasi del sonno è così composta:

1. Veglia: L’E.E.G. (altresì, elettroencefalogramma) evidenzia onde irregolari di bassa ampiezza e alta frequenza (low voltage fast activity), l’E.O.G. rileva frequenti movimenti oculari volontari e ammiccamenti e l’elettromiogramma (E.M.G.) mostra un’attività muscolare tonica con sovrapposti episodi fasici associati ai movimenti volontari. Prima di addormentarsi, nel momento in cui il soggetto si rilassa e chiude gli occhi, l’E.E.G. mostra un’attività a (8-13 cicli/s) che predomina a livello delle regioni occipitali e si pensa sia associata ad un ritmo a riposo (idling) delle aree visive. Nel caso in cui il soggetto aprisse gli occhi o venisse stimolato, il ritmo a scompare e l’E.E.G. torna ad essere dominato da un’attività rapida ed irregolare di nassa ampiezza. La scomparsa del ritmo a, descritta per la prima volta da H. Berger, si chiama “reazione di arresto”.
2. Sonno NREM: costituisce il 75% del tempo totale del sonno. Sulla base dell’elettroencefalogramma esso è suddiviso in quattro stadi:
   • Stadio 1 (N1): il passaggio dalla veglia al sonno avviene attraverso uno stadio di transizione, lo stadio 1 per l’appunto, in cui l’attività a scompare e il tracciato dell’E.E.G. è dominato da onde di basso voltaggio e frequenza mista, con predominanza di attività ? (3-7 cicli/s). I movimenti oculari rallentano e il tono muscolare si riduce. In questo stadio, la capacità di rispondere a stimoli sensoriali è ridotta, ma un soggetto risvegliato da questa fase di sonno è spesso convinto di non essersi addormentato. In sintesi, in questa fase si assiste all’avvio del sonno, dove la persona ha ancora coscienza di ciò che le avviene intorno (sonnolenza, rilassamento); in proporzioni rappresenterebbe il 5% del sonno.
   • Stadio 2 (N2): Lo stadio 1 è seguito dopo alcuni minuti dallo stadio 2, che si annuncia sul tracciato E.E.G. con la comparsa dei complessi K e di fusi del sonno, definiti da Rodríguez-Labrada, e colleghi (2019) come segni distintivi elettroencefalografici del sonno non-REM che forniscono informazioni preziose sul funzionamento cerebrale, sulla plasticità e sulle funzioni del sonno in condizioni normali e patologiche. I complessi K altro non sono che complessi formati da un’onda acuta negativa di grande ampiezza seguita da un’onda lenta positiva. Quando parliamo di fusi del sonno, invece, intendiamo oscillazioni di ampiezza crescente o decrescente con una frequenza di 12-14 cicli al secondo. La soglia per il risveglio è nettamente aumentata, inoltre, i soggetti risvegliati in questa fase di sonno, in genere, confermano che stavano dormendo; riferiscono, in alcuni casi, anche la presenza di piccoli sogni. In sintesi, in questa fase la persona perde lo sato di coscienza di ciò che lo circonda, ma può svegliarsi facilmente, rappresenta il 50/55% del sonno totale.
   • Stadio 3 (N3): Lo stadio 2 è seguito, soprattutto nella prima parte della notte, da un periodo di sonno durante il quale il tracciato E.E.G. è dominato da onde lente (dette anche onde d) che nell’uomo hanno una frequenza inferiore ai due cicli al secondo. All’interno di questa fase la persona è profondamente addormentata e dove la facilità di svegliarsi è improbabile; rappresenta il 10% del sonno totale.
   • Stadio 4 (N4): una volta si distinguevano gli stadi 3 e 4 in base alla percentuale di onde lente (rispettivamente meno o più del 50% per un intervallo di 30 s.). Più di recente però, si è riconosciuto che questa divisione è arbitraria e gli stadi 3 e 4 sono stati raggruppati nella fase N3; infatti, i complessi K dello stadio 2, le onde lente più frequenti dello stadio 3 e le onde lente ininterrotte dello stadio 4 sono correlati macroscopici (ossia visibili con l’E.E.G.) di un fenomeno chiamato “oscillazione lenta” (slow oscillation) che interessa il potenziale di membrana delle cellule corticali. Più il sonno è profondo e più l’oscillazione lenta aumenta di ampiezza e diventa frequente. In questo periodo, la persona è addormentata molto profondamente (rappresenterebbe il 10% del sonno totale).
3. Sonno REM: dopo un progressivo approfondirsi dallo stadio 2 allo stadio 4, il sonno NREM torna ad alleggerirsi per poi lasciare spazio allo stadio REM; esso costituisce circa il 25% del tempo totale del sonno ed è suddiviso in due stadi, tonico e fasico, caratterizzate da onde a basso voltaggio con ampiezza diversa e dalla presenza del sogno. Una volta terminato il sonno REM, il ciclo riparte con lo stadio 2 del sonno NREM.

Capiamo adesso come mai il sonno viene definito ciclico, proprio per via dell’alternanza di fasi NREM e REM, infatti:

Nella prima ora, abbiamo tutte le fasi NREM (4 stadi); la mezz’ora successiva, invece, è dedicata alla fase REM. Questo primo ciclo di alternanza dura circa 90 minuti e contiene 60 minuti di NREM e 20/30 di fase REM. Tra un ciclo di sonno e l’altro ci possono essere dei risvegli molto brevi; non capitano sempre e di solito sono risvegli incoscienti che durano molto poco e dove il soggetto è in grado di riaddormentarsi.

Più si progredisce nelle ore di sonno, più queste fasi non REM si accorciano e diventano maggiori quelle REM. Intorno alle 5/6-8 ore di sonno, la fase NREM si riduce, per quanto riguarda durata e intensità, a favore della fase REM, per poi giungere alla veglia. Sembra che la maggior parte dei sogni si ricordi al risveglio, questo perché, nella fase REM, l’attività cerebrale, essendo molto più simile alla fase di veglia, ha una capacità di percepire e registrare determinati stimoli. Questo non vuol dire che ne

In totale, il sonno è caratterizzato da 4-6 cicli di fasi NREM e REM (Chokroverty, 2010; Carskadon & Dement, 1982; Rodríguez-Labrada, et al., 2019; Conti F. et al., 2020).

3.1) STRUMENTI DI INDAGINE DEL SONNO: POLISONNOGRAFIA

Secondo quanto riportato dalle ricerche di James e colleghi (2014), la polisonnografia si configura come quella tecnica, successivamente diventato esame clinico, con la quale si riesce a distinguere ed indagare la fase REM e la fase non REM del sonno. Attualmente è un esame che viene prescritto per indagare eventuali patologie del sonno (insonnia, apnee notturne, ecc.). La polisonnografia richiede l’ospedalizzazione per il monitoraggio di diversi parametri. La persona viene collegato a diversi macchinari e attraverso la polisonnografia è possibile monitorare in maniera simultanea:

• L’attività cerebrale attraverso elettroencefalogramma (E.E.G), collocando 4 o 5 elettrodi sul cranio.
• L’attività cardiaca attraverso elettrocardiogramma (E.C.G.).
• Il tono muscolare attraverso elettromiogramma (E.M.G.), tramite elettrodi posti a livello del collo.
• I movimenti oculari attraverso elettroculogramma (E.O.G.), sempre tramite elettrodi posti sugli occhi.
• Flusso di aria, tramite sonda posta sotto le narici.
• Rumori, attraverso microfono situato a livello del collo.
• Escursioni respiratorie a livello toracico e addominale, mediante sensori di movimento.
• Ossigenazione dei tessuti tramite saturimetro.
• Movimento durante la notte utilizzando elettrodi allocati sulle gambe o sulle braccia.

Dopo un’intera notte in ospedale vengono presi tutte queste misurazioni.

3.2) STRUMENTI DI INDAGINE DEL SONNO: ACTIGRAFIA

Secondo quanto riportato da Ancoli-Israel e colleghi (2003), la polisonnografia non è l’unico mezzo su cui è possibile indagare il sonno, infatti, tale tecnica è molto dispendiosa e molto spesso non si può applicare a tutti, per questo motivo sono stati validati altri metodi come l’actigrafia.

L’actigrafo è uno strumento molto sensibile nel rilevare i movimenti del corpo (in quanto contiene un accelerometro) e quindi a rilevare anche i momenti in cui il soggetto è meno attivo, ovvero quando dorme.

L’actigrafo rilascia molte meno informazioni rispetto al polisonnografo (non comunica niente sul sonno REM e NREM, per esempio), tuttavia, attraverso formule matematiche è possibile calcolare il tempo di durata del sonno, la qualità del sonno, la latenza di insorgenza del sonno, le tempistiche del risveglio, eventuali risvegli notturni (durante il sonno un risveglio anche non percepito dal soggetto viene captato dall’actigrafo perché si è attivato l’accelerometro) e naturalmente il movimento.

La sua forza come strumento di indagine sta proprio nel fatto che è utilizzabile da tutti e anche a più persone contemporaneamente.

Tuttavia, non è uno strumento interamente oggettivo perché si avvale anche di misurazioni prese soggettivamente dal soggetto, per esempio, quando il soggetto è andato a letto.

L’actigrafo è in grado di calcolare la sleep efficiency, cioè il rapporto tra il tempo speso a letto, indipendentemente che si stia dormendo o meno, e il tempo trascorso dormendo, espresso in percentuale. È il parametro più importante per capire la qualità del sonno.

3.3) STRUMENTI DI INDAGINE DEL SONNO: QUESTIONARI

I metodi clinici come la polisonnografia, l'actigrafia e le interviste con gli specialisti del sonno possono fornire informazioni diagnostiche ottimali da un punto di vista qualitativo, ma richiedono molto tempo e risorse. I questionari, al contrario, forniscono un modo più efficiente ed economico per valutare la qualità del sonno, i modelli e i comportamenti, in diversi soggetti contestualmente (Rabin et al., 2020). Tuttavia, la maggior parte dei questionari riportati in letteratura, non si configurano come un mezzo clinicamente valido per ottenere informazioni diagnostiche di alta qualità.

Questionari, come il Morning-Evening Questionnaire (M.E.Q.) e la sua forma ridotta (rM.E.Q.) sono spesso utilizzati per ottenere informazioni sulla qualità del sonno in diverse popolazioni di soggetti contestualmente. Tuttavia, tali metodi constano di due problematiche importanti: la prima è che valutano solo il parametro dell’acrofase, la seconda è che sono valori prettamente soggettivi, cioè non vi è una misurazione oggettiva. (Horne & Ostberg, 1976).

Sono stati creati ulteriori tipologie di questionari sul sonno applicati questa volta alla popolazione degli atleti, come il Pittsburgh Sleep Quality Index (P.S.Q.I.). Sebbene quest’ultimo sia più comunemente utilizzato per valutare il sonno negli atleti, è difficile da valutare, non fornisce informazioni specifiche per gli atleti e ha dimostrato una scarsa concordanza con la valutazione clinica condotta da uno specialista del sonno. (Mah et al.,2018; Rabin et al., 2020).

Più recentemente è stato sviluppato l'Athletic Sleep Behavior Questionnaire (A.S.B.Q.) per valutare i comportamenti disadattivi del sonno negli atleti. Tuttavia, l'A.S.B.Q. non è destinato ad essere utilizzato come strumento di screening clinico del sonno, pertanto, ha un'utilità alquanto limitata come strumento diagnostico. (Bender et al., 2018).

Al contrario, l'Athletic Sleep Screening Questionnaire (A.S.S.Q.) è uno strumento clinicamente validato sviluppato di recente, progettato per esaminare gli atleti per problemi clinicamente rilevanti relativi alla propria qualità del sonno. In breve, l'A.S.S.Q. è un questionario a scelta multipla di 16 domande che può essere completato e valutato in meno di 15 minuti. Cinque domande vengono utilizzate per calcolare un "punteggio di difficoltà del sonno" (Sleep Difficulty Score, S.D.S.), basato sul tempo totale di sonno, sulla soddisfazione del sonno e sulla presenza di sintomi di insonnia. Insieme al punteggio di molte altre domande che valutano il cronotipo e i disturbi respiratori durante il sonno, vengono quindi tradotti in raccomandazioni interventistiche specifiche. L'A.S.S.Q. si è dimostrato valido e affidabile nelle popolazioni atletiche come descritto da Bender e colleghi (2018).

Sulla base di queste informazioni, è chiaro che tra i questionari sul sonno, l'A.S.S.Q. fornisce senza dubbio la valutazione più accurata della salute e della qualità del sonno di un’atleta e della necessità di un intervento sulla salute del sonno. Tuttavia, i risultati dell'A.S.S.Q. non sono stati riportati in una popolazione atletica ampia e diversificata. (Rabin et al., 2020).

4.1) MELATONINA E CORTISOLO: GLI ORMONI DEL SONNO

Il sonno presenta un ritmo circadiano, cioè una ripetizione regolare durante le 24 ore. Questa sua costante presenza all’interno della vita dell’individuo è estremamente importante perché è proprio il sonno a permettere il corretto funzionamento di alcuni processi fisiologici quali, ad esempio, il rilascio di alcuni ormoni essenziali; in particolare la melatonina e il cortisolo.

La melatonina è un ormone sintetizzato e secreto dalla ghiandola pineale in profondità all'interno del cervello, fondamentale per l’avvio del sonno; essa agisce attraverso recettori ad alta affinità localizzati centralmente e in numerosi organi periferici. La melatonina viene secreta in risposta a segnali trasmessi dalla retina tramite un oscillatore circadiano endogeno all'interno del nucleo soprachiasmatico nell'ipotalamo. Più specificatamente, tra i fattori ambientali che influenzano gli oscillatori interni vi è il ciclo luce-buio che gioca un ruolo determinante. Il buio stimola il rilascio di melatonina dalla ghiandola pineale che è in contatto con i nuclei soprachiasmatici dell’ipotalamo, piccoli conglomerati di neuroni che si trovano sopra al chiasmo ottico (lesioni di tali nuclei aboliscono il ciclo sonno-veglia). I nuclei soprachiasmatici ricevono l’input dal nervo ottico (attraverso il tratto retino-talamico) della retina che comunica a tali centri che è buio oppure è giorno. (Pévet, 2002).

Una volta rilasciata, la melatonina induce il sonno tramite stimolazione della vasodilatazione periferica con conseguente abbassamento di calore; se vi è un abbassamento di temperatura il cuore batte più lentamente inducendo l’avvio del sonno. Nel momento in cui il sonno insorge, la melatonina diminuisce in quanto ha adempiuto al suo compito. Successivamente verrà sintetizzato il cortisolo, l’ormone del risveglio.

Il processo che porta al rilascio del cortisolo sono è ben più complesso, di fatto, esso è il prodotto finale dell'attivazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene (H.P.A.), importante sistema endocrino che adatta l'organismo alle sfide corporee e ambientali inducendo cambiamenti a livello comportamentale e fisiologico, migliorando così la capacità dell'organismo di regolare l'omeostasi, e svolge un ruolo verosimilmente essenziale negli sforzi dell'organismo per adattarsi a determinate condizioni ambientali. Il cortisolo, da un punto di vista funzionale, si lega ai recettori dei glucocorticoidi presenti a livello di quasi tutti i tessuti del corpo; di conseguenza, il cortisolo media molti processi metabolici che vanno dall'induzione della mobilizzazione dell'energia, all'aumento dei tassi di perfusione cerebrale e all'utilizzo locale del glucosio, al miglioramento della funzionalità cardiovascolare e della respirazione, alla ridistribuzione del flusso sanguigno, all'aumento del substrato e dell'erogazione di energia al cervello e ai muscoli (Tsigos & Chrousos, 2002; Fries et al., 2009).

Il cortisolo viene rilasciato all’interno del flusso sanguigno come risultato di una cascata ormonale che viene avviata nell'ipotalamo. Il tutto parte dal nucleo paraventricolare (P.V.N.) dell'ipotalamo, che sintetizza e rilascia nella circolazione sanguigna l'ormone di rilascio della corticotropina (C.R.H.). Oltre al C.R.H., la vasopressina viene co-secreta nel sangue; entrambi stimolano sinergicamente la secrezione dell'ormone adrenocorticotropo (A.C.T.H.

L'A.C.T.H. raggiunge la corteccia surrenale attraverso il flusso sanguigno sistemico e stimola la sintesi e la secrezione di glucocorticoidi, come il cortisolo, il principale glucocorticoide nell'uomo¹. L'attività dell'asse H.P.A. segue un ritmo diurno, con la massima produzione di cortisolo nella seconda metà della notte e picchi nelle prime ore del mattino. Successivamente, i livelli di cortisolo diminuiscono costantemente durante il giorno².

LE FUNZIONI DEL SONNO

Le funzioni del sonno sono:

• Risparmiare energie³.
• Sintetizzare nuove proteine: per il muscolo è molto importante il sonno poiché è proprio in questa fase che esso viene rigenerato³.
• Migliorare il sistema immunitario: durante la prima fase del sonno, vi è un aumento dell’attività pro-infiammatoria; nella seconda fase vi è un aumento della fase antinfiammatoria³.
• Consolidare nuove memorie: il cervello può dedicarsi al consolidamento delle tracce mnestiche³.
• Aumentare il numero delle sinapsi³.
• Migliora la plasticità neurale³.
• Aiuta nella solidificazione del sistema neuromuscolare³.
• Migliorare le performance cognitive e motorie³.

Inoltre, si è visto che il SNC presenta una sorta di sistema linfatico che elimina le sostanze dannose in eccesso durante la notte.

IPOTESI SU COME L’ATTIVITA’ FISICA INFLUENZI IL SONNO

Diverse sono le ipotesi che spiegano come l’attività fisica abbia un effetto benefico sul sonno:

• Ipotesi termogenica: l’attività fisica riproduce condizioni simili a quelle indotte dalla melatonina, inducendo uno stato di sonno⁴.
• Ipotesi della conservazione dell’energia: il sonno ripristina le riserve energetiche e mantiene quelle già presenti⁴.
• Sollievo da ansia, stress e depressione: l’attività fisica secerne endorfine e sintetizza il BDNF⁵.
• Riduzione dell'infiammazione di basso grado: l’attività fisica abbassa la proteina C reattiva, migliorando il sonno⁵.
• Un'ulteriore ipotesi riguarda l’attività del parasimpatico⁶.

Il miglioramento del sonno comporta un migliore utilizzo delle energie, potenziando l’attività fisica e creando un circolo virtuoso.

ATTIVITA’ FISICA E SONNO PER LA GESTIONE DELLE MALATTIE

Le ricerche scientifiche hanno iniziato a interessarsi alla relazione tra sonno e attività fisica con patologie croniche degenerative. Gli studi confermano che sia l’attività fisica che il sonno possono avere ripercussioni positive su alcune malattie. Quando prese in associazione, risultano essere potenti modulatori sulla qualità di vita dei pazienti.

ATTIVITA’ FISICA, SONNO E MALATTIE: TUMORE AL SENO

Una donna affetta da tumore al seno ha ripercussioni negative sulla qualità e quantità del sonno⁷. Il tumore provoca dolore, aumenta lo stress e può portare a dormire in ambienti non familiari⁸. Avere un sonno pessimo è un fattore di rischio per la cancerogenesi. La privazione del sonno può interferire con la regolazione del sistema immunitario, favorendo la proliferazione cellulare incontrollata⁹. L’attività fisica agisce su numerosi fattori, intervenendo sia sulla prevenzione che sul rallentamento della patologia¹⁰. Essa è sicura e ben tollerata in pazienti sia sotto trattamento che guariti dal cancro¹¹.

ATTIVITA’ FISICA, SONNO E MALATTIE: DEMENZA SENILE/ALZHEIMER

La demenza senile e l’Alzheimer sono patologie neurodegenerative legate all’età. L’aumento dei problemi legati al sonno può incrementare il rischio di sviluppare o peggiorare la demenza senile¹². L’Alzheimer è provocato da un’inefficienza dei sistemi di rimozione di cataboliti cerebrali¹³. L’attività fisica è importante per queste persone poiché riduce il rischio di disabilità, migliora l’umore e preserva l’aspetto cognitivo globale¹⁴. Essa migliora anche il sonno in soggetti affetti da Alzheimer¹⁵.