Durante il sonno il nostro corpo va per così dire in "standby" e si riposa. C'è tuttavia una parte del nostro corpo che non dorme mai, il cervello. Di notte continua a essere attivo ed elabora le esperienze della giornata trascorsa. Eventi e informazioni importanti vengono suddivisi in determinate categorie, mentre le cose non importanti vengono eliminate. Quando siamo svegli, il cervello non può dedicarsi a questo compito in quanto altrimenti non saremmo in grado di registrare le informazioni acquisite durante la giornata, l'elaborazione di tali stimoli sarebbe disturbata con possibili allucinazioni. Le informazioni memorizzate appena prima di addormentarsi vengono elaborate in modo particolarmente efficace. Ciò va a vantaggio soprattutto degli studenti.
Il nostro cervello influisce in modo determinante sull'adattamento del corpo all'alternanza fra giorno e notte e fa sì che durante il giorno siamo svegli e attivi e ci fa sentire stanchi la sera. In questo processo le cellule nervose, che creano il collegamento con il nervo ottico e con altri nervi del cervello, rivestono un ruolo importante. I segnali attivati dall'alternanza fra luce e buio, quindi fra giorno e notte, influiscono sul sistema immunitario e sugli ormoni. Durante la notte ad esempio entra in circolo la melatonina, un ormone che viene secreto solo in presenza del buio e ci fa sentire stanchi. Inoltre durante la notte vengono rilasciati gli ormoni della crescita, che fanno crescere i bambini durante il sonno. Tali ormoni consentono anche una migliore guarigione delle ferite. Il tessuto danneggiato si rimargina quindi più velocemente durante la notte. Di mattina, con l'aumentare della luminosità, il rilascio di melatonina si riduce e subentra il cortisolo, un ormone che ci fa sentire svegli. Il mattino presto, la temperatura corporea che era scesa durante la notte, aumenta nuovamente. Anche la pressione sanguigna, il battito cardiaco e la respirazione aumentano al mattino e stimolano il corpo ad affrontare la giornata.
Durante il sonno viene anche rilasciata la leptina, un ormone che ci consente di resistere senza cibo per otto ore o più. Non appena siamo svegli subentra la grelina, un ormone che invia lo stimolo della fame al cervello. In presenza di disturbi del sonno cronici, l'equilibrio fra questi due ormoni antagonisti è spesso alterato, il che porta a un possibile sovrappeso. Chi vuole tenere sotto controllo il peso, deve quindi anche prestare attenzione a un sonno equilibrato.
Durante il sonno il sistema immunitario funziona a pieno regime. Le difese immunitarie si rafforzano grazie al maggiore rilascio di sostanze immunoattive durante il sonno consentendo in questo modo di combattere meglio le infezioni. Non appena sentiamo i sintomi dell'influenza, ci sentiamo stanchi e abbiamo bisogno di dormire tanto. Le "sostanze killer" naturali attivate durante il sonno influiscono positivamente sulla risposta immunitaria. Il nostro corpo segnala stanchezza al fine di ripristinare il sistema immunitario durante il sonno accelerando in questo modo il processo di guarigione durante il decorso della malattia. Chi dorme poco aumenta il rischio di indebolire il sistema immunitario favorendo quindi le malattie. La carenza di sonno protratta nel tempo può inoltre aggravare disturbi come ipertensione o problemi gastrointestinali.
Il sonno regola anche il metabolismo di tutte le sostanze assunte durante la giornata. La carenza di sonno può impedire la metabolizzazione completa con conseguente possibile insorgenza di diabete di tipo II e obesità. La carenza di sonno può impedire il rilascio di insulina che porta a una possibile insulinoresistenza. Anche l'ormone antagonista, il glucagone, che fa aumentare nuovamente il tasso glicemico, viene secreto in quantità minore. Secondo uno studio, il rischio di sviluppare il diabete di tipo II aumenta in caso di una durata del sonno inferiore a cinque ore, ma anche se si dorme più di nove ore per notte per un periodo prolungato.
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