Il sonno: regolazione e valutazione

Editrice principaleWanda van Niekerk

Collaboratori principaliWanda van Niekerk, Kim Jackson, Lucinda Hampton e Admin

Introduzione(edit | edit source)

Il modo in cui dormiamo è regolato da due meccanismi biologici interni. Questi due sistemi lavorano insieme per regolare quando siamo svegli e quando dormiamo. Gli studi sul sonno e le misurazioni specifiche, oggettive e soggettive, del sonno possono fornire informazioni importanti sul sonno nei soggetti con problemi correlati al sonno o con privazione del sonno.

Regolazione del sonno( modifica | fonte edit )

Il sonno è regolato da due processi indipendenti, ma interrelati.(1) Questi due processi sono:

  • Impulso omeostatico del sonno
  • Ritmo circadiano

Questi processi svolgono un ruolo nella regolazione del sonno per quanto riguarda(2):

  • tempistica del sonno
  • intensità del sonno
  • durata del sonno

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Impulso omeostatico del sonno( modifica | fonte di modifica )

Modello a due processi della regolazione del sonno.jpg
  • Conosciuto anche come processo S(1)
  • Rappresenta il debito di sonno
  • L’impulso del sonno, o il bisogno di dormire, aumenta durante la veglia e diminuisce durante il sonno
  • Regolato dalla durata di tempo in cui siamo stati svegli precedentemente
  • Il risultato dell’accumulo di sostanze che inducono il sonno nel cervello – aumento dei livelli dell’ormone adenosina(4)
    • L’adenosina inizia ad accumularsi dal momento della veglia e si riduce solo nel momento in cui ci si addormenta
    • L’adenosina aumenta la propensione al sonno (la tendenza naturale a desiderare di addormentarsi)
    • La caffeina è uno stimolante che si lega al recettore dell’adenosina e blocca l’impatto del desiderio di propensione al sonno, ma la pressione per il sonno si accumulerà comunque(5)
  • In uno stato di privazione del sonno, l’impulso omeostatico del sonno aumenterà e il sonno si verificherà molto probabilmente in orari inappropriati o insoliti(6)
    • Un fenomeno tipico in chi ha una privazione del sonno è il “micro-sonno” (quando una persona si disimpegna dall’ambiente fisico circostante a causa di una momentanea interruzione dell’elaborazione visiva). Il debito di sonno può essere recuperato, ma gli effetti a lungo termine della privazione del sonno possono essere dannosi per la salute fisica, mentale ed emotiva. Per saperne di più, si prega di consultare la pagina privazione del sonno.
  • Il sonno a onde lente (SWS) è il principale marcatore dell’impulso omeostatico del sonno o processo S(1)
    • Sonno a onde lente – maggiore durante i periodi iniziali di sonno, quando il desiderio di dormire è molto elevato; diminuisce man mano che il sonno viene avviato. Ad esempio, fare un pisolino durante il giorno potrebbe ridurre il livello di sonno profondo
    • Pertanto, l’attività del sonno a onde lente e la sua misurazione rappresentano un importante marcatore del processo omeostatico

Ritmo circadiano( modifica | fonte edit )

Ritmo circadiano etichettato.jpg

Conosciuto anche come processo C o ciclo sonno/veglia(1) – Cicli tra sonnolenza e allerta a intervalli regolari

  • La più importante delle funzioni biologiche coinvolte nel normale ciclo di sonno e veglia
  • Dipende dal sistema che oscilla in un periodo di circa 24 ore, con alterazioni giornaliere tra luminosità e oscurità
  • Il ritmo circadiano umano è in realtà più lungo di 24 ore, ma la luce contribuisce a regolarlo in un modello di 24 ore(7)

Il nucleo soprachiasmatico (SNC) è il pacemaker circadiano o orologio biologico dell’uomo(8)

  • Il SNC è situato nell’ipotalamo
  • Il SNC è sincronizzato da segnali ambientali esogeni, noti come “zeitgeber” (datori di tempo)(9)
  • Il zeitgeber più potente è la luce, che attiva i fotorecettori della retina e inibisce la secrezione di melatonina da parte della ghiandola pineale

La propensione al sonno degli esseri umani corrisponde alla temperatura corporea e in particolare al nadir(10)

  • Il nadir è il punto in cui viene registrata la temperatura interna più bassa
  • I cicli della temperatura corporea sono controllati anche dall’ipotalamo
  • La temperatura corporea aumenta durante il giorno e diminuisce durante la notte

Si ipotizza che questi picchi positivi e negativi di temperatura rispecchino il ritmo del sonno

  • La massima vigilanza si avrà in prossimità del picco di temperatura corporea (11)(12)
  • La sonnolenza aumenta con la diminuzione della temperatura

Il nadir circadiano è il momento in cui la sonnolenza diventa opprimente (in genere intorno alle 2-3 del mattino – le persone che fanno un lavoro a turni hanno difficoltà a rimanere sveglie a quest’ora)(6)

(13)

Modello a due processi del sonno( modifica | modifica fonte )

Il modello a due processi della regolazione del sonno. Una rappresentazione semplificata del modello a due processi di regolazione del sonno, simile alla versione del modello contenuta nella pubblicazione iniziale (Borbely, 1982). Simulazione del processo omeostatico S in base a diverse condizioni sperimentali nell’arco di due giorni. I tempi normali di sonno e veglia sono indicati rispettivamente dalle barre nere e bianche. La linea blu indica la condizione di base con 8 ore di sonno e 16 ore di veglia. Durante il periodo in cui la linea blu aumenta, il modello è sveglio. Quando raggiunge la soglia superiore (la linea nera sinusoidale superiore), il modello si addormenta e la linea diminuisce. Questo processo continua finché non raggiunge la soglia inferiore e il modello si risveglia di nuovo. La linea verde indica gli effetti di un pisolino di 2 ore a partire dalle 18:00 circa, seguito da una normale notte di sonno. La linea rossa indica la privazione del sonno (40 ore di veglia continua saltando una notte) e il recupero del sonno durante la notte successiva. Si noti che il modello presuppone che i sonnellini e le privazioni del sonno non abbiano alcun effetto sulla regolazione circadiana del giorno successivo.

Il modello proposto da Borbely(1) sostiene che la capacità di iniziare il sonno è determinata sia dall’impulso omeostatico del sonno sia dal processo circadiano. Il processo omeostatico, che deriva dall’andamento temporale dell’attività a onde lente, è rappresentato da un aumento lineare durante la veglia e da un calo lineare durante il sonno. In scenari ideali, senza privazione del sonno, l’interazione tra l’impulso omeostatico del sonno e il processo circadiano è relativamente sincrona.

Daan et al(14) (1984) hanno studiato la tempistica del sonno (inizio e durata) e hanno determinato e sviluppato soglie superiori e inferiori per prevedere la tempistica del sonno. Fare un sonnellino durante il giorno influisce sulla coerenza degli schemi del sonno e provoca una depressione transitoria della soglia superiore del processo omeostatico. La zona di mantenimento della veglia serale si riferisce all’aumento del livello di vigilanza prima di addormentarsi.(15) Ciò indica l’impatto circadiano sulla propensione al sonno. In prima serata, prima di andare a letto, l’impulso circadiano per il sonno è molto basso, poco prima dell’inizio della secrezione di melatonina. Sebbene ciò potrebbe sembrare controintuitivo, in quanto implica un elevato impulso circadiano alla vigilanza di sera, è stato dimostrato che il segnale di eccitazione circadiana nelle prime ore della sera causa una maggiore vigilanza soggettiva e oggettiva e in realtà si oppone all’impulso omeostatico del nonno accumulato.(15) Questa interazione dinamica tra questi due processi nella regolazione del sonno/veglia consente un periodo di veglia di circa 16 ore durante il giorno e un periodo di sonno consolidato di circa 8 ore durante la notte, nell’uomo.(16)

Condizioni esterne che influenzano i livelli di soglia( modifica | modifica sorgente )

  • Le condizioni di privazione del sonno creano una sospensione delle soglie superiori, consentendo quindi al processo S o all’impulso omeostatico del sonno di aumentare ulteriormente.
  • Altri fattori come il riposo a letto, il calore, l’oscurità o l’assenza di stimoli sociali abbassano la soglia superiore e fanno accelerare il sonno.(14)

Il ritmo circadiano modula queste due soglie e determina l’inizio e la fine degli episodi di sonno.(14)

(17)

Impulso secondario del sonno( modifica | modifica sorgente )

Johns(18) ha sviluppato un ulteriore processo affermando che il sonno e la veglia in un determinato momento dipendono dalla forza relativa di entrambi i processi, ma non dalla loro forza assoluta. Si ipotizza che l’impulso secondario del sonno sia influenzato da fattori quali(6):

  • Postura
  • Comportamento
  • Attività fisica
  • Sentimenti
  • Attività mentale

Questo quindi supporta gli approcci psicologici che si sono dimostrati efficaci nel trattamento dei disturbi legati alla privazione del sonno, come l’insonnia.

L’entità dell’impulso secondario del sonno potrebbe essere il determinante più importante della propensione al sonno, in quanto le variazioni di questo possono essere controllate dagli individui stessi. Questo sottolinea che le persone devono prendersi cura della propria salute fisica e mentale e che il sonno svolge un ruolo fondamentale nella gestione del dolore cronico.(6)

Fattori implicati nella propensione al sonno( modifica | modifica fonte )

  • Ora del giorno
  • Precedente privazione del sonno
  • I farmaci e il loro effetto sul SNC
  • Età
  • Stato fisico di un individuo
  • Stato cognitivo di un individuo
  • Orari di lavoro irregolari, lavoro a turni
  • Presenza di un disturbo del sonno(6)

Privazione del sonno e appetito( modifica | modifica fonte )

Durante le fasi di privazione del sonno, si nota un aumento dell’appetito durante l’aumento dei livelli di sonnolenza. Ciò è dovuto a cambiamenti in due dei principali ormoni che regolano il livello di fame. Questi ormoni sono(19):

  • Leptina – ormone che riduce la fame
  • Ghrelina – ormone che aumenta la fame

Gli studi hanno dimostrato che gli individui che lavorano contro il proprio ritmo circadiano naturale sono a maggior rischio di obesità, malattie cardiovascolari, etc.(20)

Schemi del sonno( modifica | modifica fonte )

Inizialmente il sonno era considerato di natura monofasica, ma antropologicamente è visto come un sistema polifasico con almeno due fasi di posizione per il verificarsi del sonno in un ciclo di 24 ore. La fase meno conosciuta è quella che riguarda il calo glicemico postprandiale (termine usato per indicare una lieve ipoglicemia che si verifica dopo l’ingestione di un pasto pesante) dopo l’ora di pranzo.(6)

Nei paesi mediterranei la siesta o un breve periodo di sonno durante il giorno è ancora una pratica comune e i benefici per la salute della loro dieta e del loro stile di vita possono insegnarci molto.

Sonno monofasico( modifica | modifica fonte )

  • Periodo di sonno “normale” nella società odierna
  • L’individuo dorme una volta al giorno, in genere tra le 7 e le 9 ore a notte
  • Questo schema del sonno è stato influenzato dagli orari di lavoro più lunghi del normale della rivoluzione industriale. Altre teorie sostengono che l’arrivo dell’elettricità e la maggiore esposizione alle luci intense abbiano provocato un calo dei livelli di melatonina e che questo potrebbe avere un impatto negativo sulla durata del sonno.(21)

Sonno bifasico( modifica | fonte di modifica )

  • In genere, le persone dormono a lungo di notte (5-6 ore) con un periodo più breve di sonno o siesta durante il giorno (questo periodo dura in genere circa 30 minuti ed è visto come un booster di energia).
  • La siesta, comunque, può durare più a lungo, fino a 90 minuti, e questo permette a un individuo di avere un ciclo del sonno completo.
  • Un’altra forma di sonno bifasico è il sonno segmentato. Questo comprende due periodi di sonno, entrambi notturni.(21)

Sonno polifasico( modifica | modifica fonte )

  • Gli sleeper (dormienti) polifasici riposano tra le 4 e le 6 volte al giorno.(21)
  • Esistono diverse categorie di combinazioni di sonno. Queste sono(21):
    • Everyman – sonno lungo di circa 3 ore con circa tre sonnellini di 20 minuti nel corso della giornata
    • Uberman – solo 3 ore di sonno al giorno sotto forma di sei sonnellini di 30 minuti durante la giornata
    • Dymaxion – solo 2 ore di sonno al giorno sotto forma di sonnellini di 30 minuti ogni 6 ore

(22)

Valutazione del sonno( modifica | fonte di modifica )

Per promuovere un efficace cambiamento comportamentale negli schemi del sonno in noi stessi e nei nostri pazienti, è importante avere una buona consapevolezza del livello di sonnolenza. L’insonnia è probabilmente prevalente in molti operatori sanitari e pazienti. L’insonnia non riguarda solo l’incapacità di dormire, ma anche l’incapacità di rimanere addormentati o un’aumentata incidenza di risvegli precoci.(6). Il sonno può essere misurato in modo oggettivo e soggettivo.

Misure oggettive( modifica | modifica fonte )

Le misure oggettive forniscono una misura della latenza del sonno nei laboratori del sonno durante il giorno. Questi tipi di test sono considerati il gold standard nella valutazione di specifiche misure di outcome legate alla privazione del sonno. Un test comunemente utilizzato è il test di latenza del sonno multiplo (Multiple Sleep Latency Test, MSLT). Un altro test meno utilizzato è il test di mantenimento della veglia (Maintenance of Wakefulness Test, MWT).

Test di latenza del sonno multiplo( modifica | modifica fonte )

I seguenti fatti si applicano al test di latenza del sonno multiplo:(23)

  • Test per identificare l’eccessiva sonnolenza durante il giorno (come la sensazione di sonnolenza in situazioni in cui si dovrebbe essere svegli o vigili, per esempio alla guida di un camion)
  • Determina il tempo impiegato da un individuo per addormentarsi
  • Identifica le fasi del sonno (la velocità e la frequenza con cui un individuo entra nel sonno REM)
  • Fornisce un’indicazione della propensione al sonno rispetto al polisonnogramma
  • Test standard per la diagnosi di ipersonnia e narcolessia idiopatiche
  • Misura la velocità con cui un individuo si addormenta durante il giorno in un ambiente tranquillo o non stimolante
  • Spesso il test di latenza del sonno multiplo inizia la mattina dopo un polisonnogramma (PSG) e dura un giorno intero
  • Con questo test l’individuo cerca di dormire in cinque sonnellini programmati, separati da pause di due ore
  • Il test è spesso chiamato anche “nap study” (“studio del pisolino”)
  • Ogni prova è effettuata in una camera/zona tranquilla
  • L’individuo è collegato a un dispositivo che rileva gli stadi del sonno e la procedura comprende EEG, EOG, EMG ed ECG
  • Il test di latenza del sonno multiplo è in grado di identificare esattamente il momento in cui un individuo si è addormentato e se è entrato nel sonno REM
  • Se un individuo si addormenta, viene svegliato dopo 15 minuti
  • La prova del pisolino termina anche se l’individuo non si addormenta entro 20 minuti
  • Individui con narcolessia – spesso hanno due o più periodi REM durante il test di latenza del sonno multiplo
  • Individui con ipersonnia idiopatica – si addormentano facilmente, ma non raggiungono il sonno REM durante la prova del sonnellino

Test di mantenimento della veglia (MWT)( modifica | modifica fonte )

Il test di mantenimento della veglia comporta quanto segue:(23)

  • Il test viene eseguito nell’arco di un’intera giornata
  • Il test viene condotto mentre l’individuo è sveglio
  • Istruisce le persone a rimanere sveglie piuttosto che addormentarsi durante i test periodici
  • Il test di mantenimento della veglia è utile nella gestione dei pazienti sonnolenti, soprattutto per questioni legate alla guida
  • Misura il grado di vigilanza di un individuo durante il giorno
  • Determina se un individuo può rimanere sveglio per un certo periodo in un ambiente tranquillo, rilassante e non stimolante
  • Durante il test – 4 o 5 periodi di circa 40 minuti ciascuno, con pause di 2 ore tra l’uno e l’altro – viene chiesto all’individuo di rimanere rilassato in una camera da letto tranquilla e debolmente illuminata
  • La prima prova inizia solitamente da 1,5 a 3 ore dopo il normale orario di sveglia dell’individuo
  • L’individuo fa colazione un’ora prima del primo periodo di relax e pranza dopo il secondo periodo
  • Tra un periodo e l’altro del test, l’individuo può leggere, guardare la TV, consumare un pasto e muoversi liberamente all’interno dell’edificio
  • L’individuo non può uscire all’aperto durante il test, poiché la luce del giorno è un fattore che deve essere eliminato durante il test
  • Durante i periodi di relax – gli individui sono collegati a una serie di cavi che monitorano
    • Attività cardiaca (2-3 derivazioni ECG)
    • Attività cerebrale (4 derivazioni EEG)
    • Attività muscolare del mento (3 derivazioni)
    • Movimenti oculari a destra e a sinistra
  • Il test viene interrotto se un individuo si addormenta per 90 secondi in qualsiasi momento durante il periodo di relax
  • Lo specialista del sonno analizza i dati per determinare il livello di sonnolenza dell’individuo durante il giorno

Compito di vigilanza psicomotoria( modifica | modifica fonte )

Il compito di vigilanza psicomotoria (PVT) prevede:(24)

  • Un altro modo per valutare oggettivamente il livello di sonnolenza
  • Misura ben validata della vigilanza neurocomportamentale nella ricerca sul sonno
  • Utilizzato per quantificare la risposta alla perdita di sonno attraverso la misurazione della capacità di sostenere l’attenzione e di rispondere prontamente ai segnali salienti
  • Il PVT richiede una risposta a uno stimolo (contatore digitale) premendo un pulsante non appena lo stimolo appare; in questo modo si arresta il contatore dello stimolo e viene visualizzato il tempo di reazione
  • Misura accurata della performance neurocomportamentale in quanto è
  • Indicativo di un aspetto fondamentale della funzione cognitiva di veglia
  • Facilmente eseguibile e somministrabile
  • Minimamente influenzato dall’apprendimento/attitudine
  • Breve
  • Valido, affidabile e sensibile

Vantaggi e svantaggi delle misurazioni oggettive del sonno( modifica | modifica fonte )

I vantaggi di questi metodi includono(23):

  • L’uso di tecnologie avanzate che non possono essere utilizzate a casa
  • Metodi precisi e discreti – possono distinguere le diverse fasi del sonno
  • Gold standard per la valutazione del sonno

Gli svantaggi sono(23):

  • Metodi costosi
  • Metodi che richiedono tempo
  • Misure che richiedono molto lavoro
  • Necessità di assistenza professionale
  • Possono essere effettuati solo per un breve periodo di tempo (uno o due giorni)
  • Un altro importante svantaggio funzionale è che la valutazione in un laboratorio del sonno non viene effettuata nel contesto abituale del paziente a casa, quindi non misura realmente una situazione di sonno normale

Sonnolenza e sicurezza( modifica | modifica fonte )

Gli ambienti simulati sono buoni predittori dei livelli di sonnolenza. La valutazione delle prestazioni di un individuo (quantità e qualità delle prestazioni) in uno stato di non privazione del sonno rispetto a uno stato di privazione del sonno fornirà informazioni sull’impatto della privazione del sonno sulle prestazioni. Tenete presente che in alcune valutazioni delle prestazioni c’è un significativo effetto di curva di apprendimento e questo deve essere considerato quando si fa ricerca nel campo della privazione del sonno e delle prestazioni.(6)

La valutazione della sonnolenza negli incidenti stradali e nell’industria aeronautica causati dalla fatica ha dimostrato l’efficacia dei test di simulazione. Un modo per valutare fisicamente la sonnolenza è il monitoraggio delle misure di chiusura degli occhi, che è stato dimostrato essere un indicatore di fatica. La posizione delle palpebre potrebbe essere una misura fisiologica stabile della sonnolenza/sonno.(25) Altre misurazioni fisiologiche, come il metabolita della melatonina, potrebbero fornire opportunità per valutare il processo circadiano, ma sono necessarie ulteriori ricerche.(6)

Misurazione soggettiva del sonno( modifica | fonte edit )

Le misure soggettive del sonno comprendono questionari sul sonno, diari/registri del sonno, scale di valutazione del livello stimato di sonnolenza e dispositivi hardware. Queste misure possono fornire un’ampia panoramica del livello di ore di sonno, della costanza del sonno, della propensione al sonno e dell’insonnia. Sono anche un metodo rapido ed economico per stimare la sonnolenza.(26)

Scala della sonnolenza di Epworth( modifica | fonte edit )

La scala della sonnolenza di Epworth:(27)

  • Una delle misure più utilizzate
  • Questionario autosomministrato semplice e ampiamente utilizzato
  • Misura i livelli di sonnolenza diurna
  • Alle persone è stato chiesto di valutare la loro probabilità abituale di appisolarsi in otto situazioni tipiche della vita quotidiana (come stare seduti a leggere, guardare la tv, essere passeggeri di un’auto, etc.)
  • Punteggi più alti indicano una maggiore propensione all’addormentamento
  • Il punteggio alla scala della sonnolenza di Epworth è elevato nei soggetti con apnea ostruttiva del sonno (OSA) e narcolessia e basso nei soggetti con insonnia
  • Gli studi di convalida indicano una correlazione significativa tra il punteggio nella scala della sonnolenza di Epworth e la latenza del sonno utilizzando la polisonnografia

Scala della sonnolenza di Karolinska( modifica | fonte edit )

  • Scala di valutazione soggettiva che valuta la sonnolenza utilizzando i cambiamenti fisiologici e comportamentali quando la valutazione della sonnolenza è relativamente alta(26)
  • Consiste in una scala Likert a 9 punti
  • Valutazione auto-riferita e soggettiva del livello di sonnolenza di un individuo al momento della somministrazione
  • Spesso utilizzata in studi di ricerca sul lavoro a turni, sulla privazione del sonno e sulla guida
  • Buona correlazione con le misure della polisonnografia e le misure basate sulle prestazioni (il peggioramento delle prestazioni è associato all’aumento dei valori nella scala della sonnolenza di Karolinska)

Contattare i dispositivi hardware per valutare il sonno( modifica | modifica fonte )

La diffusione del monitoraggio del sonno è aumentata negli ultimi anni. La modellazione predittiva basata sulla valutazione della frequenza cardiaca, della frequenza respiratoria e del movimento consente ad alcuni dispositivi di stimare i livelli di sonno e di fornire previsioni sulle interruzioni dei tipi di sonno. Esistono diversi dispositivi in grado di farlo, come l’iWatch, i dispositivi ad anello e i tracker indossabili. Un confronto delle prestazioni e dell’affidabilità di alcuni di questi dispositivi hardware è disponibile qui.

Tuttavia, alcune ricerche indicano che i fitness tracker e le applicazioni mobili tendono a sottostimare i disturbi del sonno e a sovrastimare il tempo totale di sonno e l’efficienza del sonno.(23)

Sebbene le misurazioni soggettive del sonno siano utili per evidenziare la consapevolezza del deficit di sonno, abbiamo bisogno anche di misure oggettive. Molti operatori sanitari e popolazioni cliniche riferiscono un aumento del livello di restrizione del sonno. Questo porta molti professionisti ad accettare una nuova linea di base di diminuzione della vigilanza e delle prestazioni, nonché cambiamenti di umore. I danni di questa situazione possono essere annullati, ma possono anche avere ramificazioni a lungo termine sulla salute fisica, mentale ed emotiva. Non è possibile ripagare il debito di sonno e l’impatto della restrizione del sonno è costante e molto probabilmente rimarrà.(6)

Conclusioni(edit | edit source)

Esistono due processi distinti, ma interconnessi, che regolano il sonno: l’impulso omeostatico del sonno e il ritmo circadiano. Questi processi possono essere influenzati da fattori esterni come le condizioni fisiche, mentali e fisiologiche, il livello di illuminazione e persino gli schemi di lavoro della propria professione. La misurazione del sonno, sia oggettiva che soggettiva, ha un ruolo ed è necessaria per apportare cambiamenti comportamentali.(6)

Citazioni(edit | edit source)

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  2. Borbély AA, Daan S, Wirz‐Justice A, Deboer T. The two‐process model of sleep regulation: a reappraisal. Journal of sleep research. 2016 Apr;25(2):131-43.
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