La quantità di sonno che otteniamo è da tempo considerata un fattore importante per la nostra salute. Ma una notte di sonno non è semplicemente una questione di un certo numero di ore. Mentre dormiamo, il nostro cervello attraversa varie fasi del sonno che si alternano più volte nel corso della notte. Un nuovo ampio studio dimostra ora che anche questa “architettura del sonno” sembra essere collegata alla salute futura.

I ricercatori della Capital Medical University in Cina hanno analizzato i dati sul sonno di 95.559 persone presenti nella UK Biobank. I partecipanti hanno indossato un sensore di movimento al polso per sette giorni e sette notti. I dati sono stati poi analizzati utilizzando un metodo di deep learning per stimare le diverse fasi del sonno e altre caratteristiche del sonno.

I risultati sono notevoli: una maggiore quantità di sonno REM è risultata statisticamente associata a un minor rischio di 83 diverse patologie. Anche una maggiore quantità di sonno profondo è stata collegata a un minor rischio di diverse malattie. Allo stesso tempo, una durata del sonno molto breve, modelli di sonno irregolari e periodi più lunghi di veglia durante la notte sono stati associati a esiti di salute peggiori. Ma cosa si nasconde dietro queste correlazioni?

Il sonno è molto più che il semplice scorrere del tempo

Chiunque risponda «sette ore» alla domanda mattutina «Quanto hai dormito?» descrive solo una parte di ciò che è accaduto durante la notte. Questo perché il sonno è costituito da diverse fasi. In termini semplici, si distinguono tre categorie principali: sonno leggero, sonno profondo e sonno REM. Queste fasi si alternano durante la notte in cicli ricorrenti. Il sonno REM è la fase in cui si verificano con particolare frequenza sogni vividi. REM sta per «Rapid Eye Movement» (movimento rapido degli occhi). Allo stesso tempo, il cervello è insolitamente attivo durante questa fase.

Il sonno profondo, invece, fa parte di quello che viene chiamato sonno non REM ed è spesso descritto come una fase del sonno particolarmente rigenerante. Durante questo periodo, l’attività cerebrale subisce cambiamenti significativi mentre avvengono vari processi di recupero fisico. Ciò significa che due persone possono trascorrere entrambe sette ore a letto e avere comunque architetture del sonno leggermente diverse. Erano proprio queste differenze che i ricercatori volevano esaminare più da vicino.

Quasi 100.000 persone osservate nel corso di diversi anni

Per lo studio, il team di ricerca ha attinto ai dati della UK Biobank, un ampio studio longitudinale britannico. L’analisi finale ha coinvolto 95.559 individui. L’età media era di circa 56 anni. I partecipanti sono stati poi seguiti per una mediana di 8,9 anni. Durante questo periodo, i ricercatori hanno potuto utilizzare i dati sanitari per identificare quali malattie fossero state diagnosticate di recente.

Il numero di caratteristiche di salute esaminate è stato particolarmente ampio. Gli scienziati hanno preso in considerazione 1.049 diversi fenotipi patologici e hanno indagato se determinate caratteristiche del sonno fossero statisticamente associate alla loro successiva insorgenza. In questo modo, lo studio è andato ben oltre molti studi tradizionali sul sonno, che, ad esempio, si concentrano solo sulle malattie cardiovascolari, sul diabete o sulla depressione.

Come è stato misurato il sonno?

Una differenza importante rispetto a molti studi precedenti risiede nel metodo di raccolta dei dati. I partecipanti non dovevano riferire ogni mattina per quanto tempo avessero dormito. Indossavano invece un accelerometro al polso. Questi dispositivi registrano il movimento. Utilizzando un algoritmo di deep learning appositamente sviluppato, denominato SleepNet, dai dati relativi al movimento sono stati poi ricavati vari parametri del sonno. Tra questi figuravano il sonno REM, il sonno profondo, il sonno leggero, la durata totale del sonno, i periodi di veglia notturna e la regolarità del sonno. Ciò presenta un vantaggio: i ricercatori non hanno dovuto fare affidamento esclusivamente sulla memoria dei partecipanti.

Tuttavia, esiste anche un limite importante. Un sensore di movimento al polso non equivale alla misurazione del sonno in un laboratorio del sonno. In una polisonnografia tradizionale, vengono registrate direttamente, tra le altre cose, le onde cerebrali, i movimenti oculari e l’attività muscolare. Al contrario, in questo studio le fasi del sonno sono state stimate algoritmicamente a partire dai dati di accelerazione. I risultati sono quindi interessanti, ma vanno interpretati di conseguenza.

Un aumento del sonno REM è stato associato a un minor rischio di malattie

L’associazione era particolarmente evidente per il sonno REM. I ricercatori hanno scoperto che un aumento della durata del sonno REM pari a un intervallo interquartile – equivalente a 47,6 minuti – era associato a un rischio inferiore di 83 malattie. Tra queste figuravano patologie di varie categorie, quali malattie cardiovascolari, disturbi neurologici e altre condizioni di salute. Per alcune malattie, le associazioni statistiche erano particolarmente marcate.

Ad esempio, l’hazard ratio per l’insufficienza cardiaca era pari a 0,74. Per la demenza era pari a 0,54. Per il morbo di Parkinson è stato osservato un hazard ratio pari a 0,20. Tuttavia, queste cifre non devono essere interpretate nel senso che, ad esempio, 47 minuti di sonno REM in più dimezzino automaticamente il rischio di demenza. I rapporti di rischio descrivono l’associazione statistica all’interno della popolazione oggetto di questo studio. Non dimostrano che un maggiore sonno REM prevenga la rispettiva patologia.

Il sonno REM riveste particolare interesse scientifico poiché il cervello è molto attivo durante questa fase. Sotto certi aspetti, l’attività neurale assomiglia maggiormente allo stato di veglia rispetto a quanto avvenga durante altre fasi del sonno. Il sonno REM è associato, tra l’altro, al consolidamento della memoria, all’elaborazione delle emozioni e a determinati processi di apprendimento. Ciò non significa che il sonno REM sia da solo responsabile di queste funzioni. Il sonno è un’interazione complessa di diverse fasi. Il nuovo studio fornisce quindi ulteriori prove del fatto che un’architettura del sonno equilibrata possa essere rilevante per la salute.

Anche il sonno profondo ha mostrato correlazioni interessanti

Non è stato solo il sonno REM a distinguersi. Una maggiore durata del sonno profondo è stata associata a un minor rischio di sette malattie. Tra queste figuravano, tra le altre, il diabete di tipo 2 e i disturbi depressivi maggiori. È stata osservata una correlazione anche per il morbo di Parkinson. Ad esempio, con un aumento interquartile di 47,5 minuti nel sonno profondo, l’hazard ratio era pari a 0,89 per il diabete di tipo 2 e a 0,86 per il disturbo depressivo maggiore.

Ancora una volta, è importante sottolineare che lo studio evidenzia delle associazioni e non dimostra un effetto protettivo. Tuttavia, i risultati sottolineano che quando ci si chiede: «Sto dormendo abbastanza?», la risposta potrebbe non dipendere solo dal numero totale di ore.

Il sonno insufficiente si è distinto in modo particolare

I risultati relativi alle persone con una durata del sonno molto breve sono stati particolarmente sorprendenti. I ricercatori hanno esaminato la relazione tra la durata del sonno e 86 diversi fenotipi di malattia. Per 69 di questi, l’intervallo con il rischio più basso osservato era prevalentemente compreso tra le sei e le otto ore di sonno. Le persone che dormivano meno di cinque ore, invece, mostravano un numero particolarmente elevato di associazioni sfavorevoli.

In questo gruppo sono state riscontrate associazioni sfavorevoli significative per 37 malattie rispetto al gruppo di riferimento delle sei-otto ore. Tuttavia, ciò non significa che tutti abbiano bisogno esattamente di sette ore di sonno. Le esigenze individuali di sonno variano. Età, fattori genetici, stile di vita, stato di salute e molti altri fattori giocano un ruolo importante. Lo studio dimostra piuttosto che, in questa popolazione, una durata del sonno molto breve era associata a un ampio spettro di rischi per la salute.

Anche il ritmo del sonno sembra avere un ruolo

Un altro aspetto interessante dello studio riguardava la regolarità del sonno. I risultati hanno mostrato che maggiori fluttuazioni da una notte all’altra erano associate a un rischio più elevato di diverse malattie. Una maggiore irregolarità del sonno era collegata, tra l’altro, a un rischio più elevato di disturbi d’ansia e disturbi depressivi maggiori. Anche il tempo trascorso da svegli dopo essersi addormentati ha avuto un ruolo.

Questo cosiddetto tempo di veglia dopo l’addormentamento — noto in gergo tecnico come WASO, “wake after sleep onset” — era associato a un aumento del rischio di sei patologie. Tra queste figuravano, tra le altre, l’abuso di alcol, la dipendenza da sostanze psicoattive e l’osteoartrite. Ciò dimostra chiaramente che la qualità del sonno non dipende solo dalla rapidità con cui ci si addormenta. Anche la stabilità e la continuità del sonno durante la notte potrebbero essere rilevanti per la salute a lungo termine.

Un ritmo regolare potrebbe essere più importante di quanto si pensasse

Questo aspetto è particolarmente interessante dal punto di vista cronobiologico. Il nostro corpo non funziona indipendentemente da un orologio interno. Il cosiddetto ritmo circadiano controlla, tra le altre cose, il sonno e la veglia, la temperatura corporea, il rilascio di ormoni e numerosi processi metabolici. Questo ritmo viene sincronizzato quotidianamente da segnali esterni. La luce è il segnale temporale più importante.

Se gli orari di coricarsi variano notevolmente, ciò può portare a uno sfasamento tra il sonno e l’orologio interno dell’organismo. Sebbene il nuovo studio non dimostri che un ritmo del sonno irregolare causi malattie, fornisce ulteriori prove del fatto che la regolarità in sé possa essere una componente importante di un sonno sano. Una delle scoperte più interessanti riguarda la relazione tra la durata del sonno e la salute. Il rischio di malattia non aumentava semplicemente secondo il principio «più si dorme, meglio è» o «meno si dorme, peggio è». Al contrario, i ricercatori hanno riscontrato una relazione non lineare per molti fenotipi di malattia.

Ciò significa che esisteva un intervallo all’interno del quale il rischio osservato era più basso, mentre sia una durata del sonno molto breve che una più lunga potevano essere associate a determinate malattie in modo più sfavorevole. Per la maggior parte delle malattie esaminate che presentavano tale relazione, l’intervallo con il rischio più basso era compreso tra le sei e le otto ore. Ciò è in linea con l’idea che il sonno non possa essere arbitrariamente ridotto o prolungato all’infinito senza alterare le associazioni relative alla salute.

I ricercatori hanno individuato un totale di 156 associazioni significative

Considerando complessivamente tutte le caratteristiche del sonno esaminate, la cosiddetta analisi di associazione a livello fenotipico — dopo una rigorosa correzione per i test multipli — ha identificato un totale di 156 associazioni statisticamente significative tra le caratteristiche del sonno e le malattie di nuova insorgenza.

Tra queste figuravano, tra le altre:

• 83 associazioni con la durata del sonno REM,
• 7 con il sonno profondo,
• 7 con il sonno leggero,
• 50 con la durata totale del sonno,
• 6 relative al tempo trascorso in veglia dopo essersi addormentati,
• 3 con l’irregolarità del sonno.

Questa ampia distribuzione illustra quanto sia complesso il rapporto tra sonno e salute. A quanto pare, non esiste un unico parametro del sonno in grado di spiegare tutti gli esiti sulla salute.

Cosa succede effettivamente durante la notte?

Per comprendere meglio i risultati, vale la pena dare un’occhiata al normale ciclo del sonno. Dopo essersi addormentati, inizia prima il sonno non REM. A questo seguono fasi di sonno più profonde. Più avanti nella notte, la percentuale di sonno REM in genere aumenta. Questa sequenza si ripete più volte.

Tuttavia, i singoli cicli del sonno non sono identici. Il sonno profondo è in genere più diffuso nella prima metà della notte, mentre le fasi REM possono diventare più lunghe verso mattina. Le persone che si alzano regolarmente molto presto – e quindi perdono parte della seconda metà della notte – potrebbero quindi sperimentare una proporzione diversa di determinate fasi del sonno. Questo è uno dei motivi per cui la durata del sonno da sola non basta a fornire un quadro completo.

Ciò che lo studio non può dimostrare

Per quanto interessanti siano i risultati, lo studio presenta un limite fondamentale: si tratta di uno studio osservazionale. In altre parole, i ricercatori hanno osservato i modelli di sonno delle persone e quali malattie si sono manifestate in seguito. Non hanno alterato sperimentalmente il sonno dei partecipanti. Pertanto, non si può affermare che «un maggiore sonno REM prevenga la demenza». Né i dati possono essere utilizzati per concludere che «le persone che dormono meno di cinque ore si ammaleranno».

Potrebbe essere, ad esempio, che determinati fattori sanitari o sociali influenzino sia il sonno che il successivo rischio di malattia. Sebbene i ricercatori abbiano effettuato numerose correzioni statistiche e analisi di sensibilità — e anche dopo un periodo di follow-up di due anni che non ha tenuto conto delle malattie di nuova insorgenza — molte correlazioni sono rimaste, ma permane la possibilità di cosiddetti fattori di confondimento residui.

Occorre tenere conto di un altro aspetto. Lo studio si basa sulla UK Biobank. I partecipanti avevano in media 56 anni e provenivano prevalentemente dalla popolazione britannica. Nel gruppo analizzato, il 96,9% si identificava come bianco. I risultati non possono quindi essere automaticamente generalizzati a ogni fascia d’età e a ogni popolazione a livello mondiale. Ciò è particolarmente rilevante poiché le abitudini di sonno, gli orari di lavoro, le condizioni di illuminazione, la cultura e lo stile di vita possono variare notevolmente tra i diversi gruppi di popolazione.

Cosa possiamo trarre dallo studio

Lo studio amplia la nostra comprensione di cosa sia un sonno sano. Sembra che non si tratti esclusivamente di raggiungere un determinato numero di ore. Tra i fattori importanti possono figurare l’interazione tra le diverse fasi del sonno, la regolarità del sonno, i periodi più lunghi di veglia durante la notte e la durata totale del sonno.

È risultato particolarmente sorprendente che una durata del sonno compresa tra le sei e le otto ore fosse associata al rischio più basso per numerose malattie oggetto dello studio, mentre durate del sonno molto brevi, inferiori alle cinque ore, erano collegate a un numero particolarmente elevato di associazioni negative. Per la cronobiologia, tuttavia, la combinazione tra durata del sonno e ritmo del sonno riveste particolare interesse.

Una persona può trascorrere una quantità sufficiente di tempo a letto e avere comunque un ritmo altamente irregolare. Al contrario, un ritmo regolare non può compensare appieno un sonno cronicamente insufficiente.

La qualità del sonno non inizia solo quando ci si addormenta

Il nuovo studio dimostra in modo impressionante che il sonno è un modello biologico complesso. Il sonno REM, il sonno profondo, il sonno leggero, la durata del sonno, i risvegli notturni e la regolarità da una notte all’altra sono tutti associati a diversi esiti sulla salute.

Il sonno REM, in particolare, ha avuto un ruolo di primo piano in questo studio: una maggiore durata del sonno REM è risultata associata a un rischio inferiore di 83 malattie. Un maggiore sonno profondo è risultato associato a un rischio inferiore di sette malattie. Allo stesso tempo, una durata del sonno molto breve, un sonno irregolare e risvegli notturni più frequenti sono stati collegati a vari esiti negativi per la salute. Tuttavia, i risultati non dimostrano che le malattie possano essere prevenute prolungando specificamente le singole fasi del sonno.

Piuttosto, dimostrano che la qualità e la struttura del nostro sonno possono essere importanti per la salute a lungo termine tanto quanto il numero di ore che dormiamo. Ciò apre una interessante strada alla ricerca: in futuro, l’attenzione potrebbe non concentrarsi più esclusivamente sulla durata del sonno, ma anche su come il sonno si articola nel corso della notte e su quanto sia in sintonia con il nostro orologio biologico interno.