L'interazione tra dipendenza dal fumo di tabacco e qualità del sonno tra adulti sani

Background scientifico Il fumo di tabacco è un grave problema di salute, che porta a una considerevole morbilità e mortalità a causa di cancro, malattie polmonari e malattie cardiovascolari (Taghizadeh, Vonk & Boezen, 2016). La principale sostanza psicoattiva e che crea dipendenza nel tabacco è la nicotina (Zaparoli & Galduroz, 2012). La dipendenza da nicotina è un fenomeno complesso che coinvolge sia la dipendenza fisica che psicologica (Cohrs et al., 2014), che provoca non solo difficoltà a smettere ma anche una forte tendenza a riprendere a fumare dopo aver smesso per lungo tempo) Zaniewska, Przegalinski & Filippo, 2009).

Un modello teorico comune di dipendenza (Koob & Volkow, 2016) sostiene che la transizione dal fumo occasionale alla dipendenza comporta una sovraregolazione dei sistemi di stress neurobiologico. Di conseguenza, anche un breve periodo di astinenza dal fumo, che porta a una ridotta concentrazione di nicotina nell'organismo, induce sia sintomi di astinenza emotiva (ansia, irrequietezza, irritabilità, anedonia) sia sintomi di astinenza cognitiva (diminuzione della memoria e dell'attenzione) che possono a loro volta produrre un bisogno compulsivo di fumare di nuovo, per alleviare le sensazioni spiacevoli (Koob & Volkow, 2016). Sebbene alcuni studi suggeriscano che anche una ridotta qualità del sonno sia tra le conseguenze del fumo e della cessazione del fumo (Cohrs et al., 2014; Colrain, Trinder & Swan, 2004), questo problema non è stato completamente esplorato e il contributo della ridotta qualità del sonno a situazioni emotive negative e alla motivazione a fumare non è chiaro.

Fumare e dormire. I fumatori riferiscono più disturbi del sonno come l'insonnia (cioè una varietà di disturbi che riflettono l'insoddisfazione per la capacità di iniziare e mantenere il sonno, insieme a una significativa riduzione del tempo totale di sonno seguito da sonnolenza diurna) (Kaneita et al., 2005; Phillips & Danner, 1995), ed è stata trovata una correlazione tra il livello di dipendenza dalle sigarette e la ridotta qualità del sonno (Palmer, Harrison & Hiorns, 1980; Patten et al., 2000). Un effetto deleterio del fumo sulla qualità del sonno potrebbe derivare in parte dalla funzione polmonare disturbata (Simon-Tuval et al., 2011). Infatti, i forti fumatori sono ad alto rischio di broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) (Tarasiuk et al., 2006), che provoca disturbi del sonno con conseguente riduzione della qualità della vita (Scharf et al., 2011; Won & Kryger, 2014). Inoltre, anche nei giovani, apparentemente sani, fumatori moderati si riscontra una netta riduzione della funzionalità polmonare, e negli adulti sani è stata riscontrata una correlazione negativa tra funzionalità polmonare e qualità del sonno (Phillips et al., 1989). Tuttavia, questo fattore non può solo spiegare la relazione tra fumo e qualità del sonno, poiché gli studi hanno mostrato un aumento del numero di risvegli nel corso della notte durante le prime fasi della cessazione del fumo (Hatsukami, Hughes & Pickens, 1985; Hatsukami et al. ., 1988).

L'affidabilità delle misurazioni soggettive del sonno non è univoca e necessita di supporto da misurazioni oggettive (Pillar, Malhotra & Lavie, 2000). Ad oggi, solo una manciata di studi ha confrontato l'architettura del sonno dei fumatori attivi e che hanno smesso di fumare con quella dei non fumatori utilizzando test polisonnografici (PSG) (costituiti da onde cerebrali, tensione muscolare, movimento degli occhi e altre misurazioni). Questi studi hanno confermato gli effetti deleteri del fumo e della cessazione del fumo sulla qualità del sonno. Zhang e colleghi (2006) hanno scoperto che, rispetto ai non fumatori, il sonno dei fumatori era caratterizzato da durata più breve, tempo più lungo per raggiungere (rapido movimento degli occhi) il sonno REM, tempo più lungo trascorso nel sonno leggero (fase 1), meno tempo trascorso nel sonno profondo sonno (fasi 3 e 4, sonno a onde lente-SWS) e minore efficienza del sonno (percentuale del tempo di sonno effettivo rispetto al tempo totale trascorso a letto). Allo stesso modo, la durata del sonno tra i fumatori era più breve che tra i non fumatori (Jaehne et al., 2012). Allo stesso modo, i test PSG condotti su individui che hanno iniziato a smettere di fumare hanno dimostrato aumenti del numero di risvegli notturni (Prosise et al., 1994), accorciamento della latenza REM, accorciamento della durata del sonno SWS ed estensione delle fasi del sonno leggero (fasi 1 e 2) (Moreno-Coutiño, Calderón-Ezquerro & Drucker-Colín, 2007; Wetter et al., 2000), tutte indicazioni di una ridotta qualità del sonno. Tuttavia, questi studi PSG presentavano anche dei limiti poiché di solito venivano condotti su un piccolo numero di pazienti in una sola notte, nelle condizioni artificiali dei laboratori del sonno.

Qualità del sonno, stress e dipendenza dal fumo. È risaputo che il sonno svolge un ruolo fondamentale per la salute e per la stabilità comportamentale ed emotiva (Scharf et al., 2010; Tarasiuk et al., 2005). Coloro che soffrono di scarsa qualità del sonno mostrano tassi più elevati di stress psicologico, depressione e vari sintomi di ansia rispetto alla popolazione generale (Fernández-Mendoza et al., 2009; Ohayon, 2005). La tendenza verso una scarsa qualità del sonno tra fumatori e chi smette, e la correlazione tra sonno adeguato e stabilità comportamentale ed emotiva sollevano l'ipotesi che la compromissione della qualità del sonno tra fumatori e chi smette influenzi il loro funzionamento psicologico e il loro comportamento al fumo. I pochi studi che hanno indagato su questo problema hanno dimostrato che l'astinenza dal fumo di sigaretta per 48 ore ha aumentato il successivo tasso di fumo (Hamidovic & de Wit, 2009) e che le interruzioni del sonno durante l'astinenza hanno un effetto negativo sul successo della cessazione del fumo (Jaehne et al. ., 2009; Persico, 1992). Questi risultati sembrano integrarsi bene nel suddetto modello teorico, che sostiene che l'esposizione alla nicotina porta allo sviluppo di sintomi psicologici avversi quando la concentrazione corporea di nicotina diminuisce, il che porta a un bisogno compulsivo di fumare per alleviare queste sensazioni spiacevoli (Cohen & George , 2013).

Una varietà di risultati suggerisce che questi sintomi psicologici avversivi sono dovuti a un aumento dell'attività dei sistemi neurobiologici che regolano le risposte allo stress (Cohen & George, 2013). Le risposte allo stress sono regolate da due sistemi neuroendocrinologici chiave: il sistema nervoso simpatico e l'asse HPA (ipotalamo-ipofisi-surrene). Il sistema simpatico è responsabile dell'aumento del livello di eccitazione in situazioni di pericolo e stress acuto. Coinvolge principalmente la secrezione di adrenalina da parte della ghiandola surrenale. Gli studi indicano che il livello dell'enzima α-amilasi nella saliva è una misura indiretta ma affidabile dell'attività simpatica (Rohleder et al., 1994). È stato dimostrato che i livelli di α-amilasi prima e dopo la cessazione del fumo hanno predetto la misura del successo nel persistere dell'astinenza dal fumo nel tempo (Duskova et al., 2010). Il sistema HPA regola le reazioni fisiologiche legate alla gestione dei fattori di stress in corso. In particolare, induce la secrezione dell'ormone di rilascio della corticotropina (CRH) dal nucleo paraventricolare, situato nell'ipotalamo, alla ghiandola pituitaria anteriore, che in risposta secerne l'ormone adrenocorticotropico (ACTH) che stimola il rilascio di cortisolo da parte della ghiandola surrenale ( Ma et al., 2011). I livelli di cortisolo nel corpo generalmente aumentano bruscamente in risposta ai fattori di stress, ma nelle persone che si trovano in situazioni di stress cronico, la regolazione del sistema HPA può essere interrotta, il che si manifesta con una ridotta secrezione di cortisolo sia nella situazione basale che in risposta allo stress (Miller, Chen & Zhou, 2007). Questa sub-regolazione può riflettere la difficoltà nel far fronte allo stress (Miller, Chen & Zhou, 2007): bassi livelli di cortisolo sono associati a un aumento del livello di depressione (Moraes et al., 2016), aggressività (Granger, 1998) e impulsività (Blomqvist et al., 2007). Si noti che mentre l'esposizione acuta alla nicotina aumenta temporaneamente i livelli di cortisolo (Newhouse et al., 1990; Winternitz & Quillen, 1977), la secrezione di cortisolo nei fumatori cronici in risposta allo stress è ridotta rispetto a quella dei non fumatori (Kirschbaum, Strasburger & Langkrär , 1993; Rohleder & Kirschbaum, 2006). Inoltre, gli studi indicano una diminuzione dei livelli di cortisolo durante la cessazione del fumo (Steptoe & Ussher, 2006; Targovnik, 1989), che si correla con l'intensità dei sintomi somatici ed emotivi di astinenza e con il livello della voglia di fumare (Cohen, al' Absi & Collins, 2004, Targovnik, 1989); correla anche con il livello di successo nel persistere della cessazione del fumo nel tempo (al'Absi et al.,2004; Frederick et al., 1998). Ciò può essere dovuto allo sviluppo della sub-regolazione da parte del sistema HPA, analogamente alla situazione di coloro che soffrono di stress cronico (Richardson et al., 2008), che a sua volta porta alla sensibilizzazione dei meccanismi dello stress nel cervello , come aumentare l'attività di CRH nel sistema limbico (Vendruscolo et al., 2012). La letteratura supporta parzialmente la possibilità che un aumento dell'attività dei meccanismi di stress neurobiologico (dovuto all'esposizione cronica alla nicotina) contribuisca alla perturbazione della qualità del sonno. Ad esempio, l'aumento dell'attività simpatica durante il giorno, che si riflette in alti livelli di α-amilasi, è altamente correlato con l'insonnia (Nater et al., 2007). Tuttavia, vari studi che hanno esaminato la relazione tra diverse misure della secrezione di cortisolo durante il giorno e la notte, e vari indici del sonno, hanno prodotto risultati contrastanti (Elder et al., 2014). Studi recenti indicano che il cortisolo viene prodotto a una velocità maggiore durante il sonno REM; pertanto, il sonno prolungato, che include il sonno REM più lungo, produce livelli di cortisolo più elevati (Van Lenten & Doane, 2016). Si noti che mentre un aumento dei livelli di stress può disturbare il sonno, la scarsa qualità del sonno può di per sé causare stress (Fernández-Mendoza et al., 2009; Ohayon, 2005).

In sintesi, diversi studi suggeriscono che il fumo e, ancor di più la cessazione del fumo, interrompono il sonno e che la ridotta qualità del sonno può contribuire alla motivazione a fumare e ridurre le prospettive di smettere. Tuttavia, il numero di questi studi è relativamente piccolo e molti di essi si basano su rapporti soggettivi, la cui affidabilità non è inequivocabile. La minoranza di studi che utilizzava misurazioni oggettive di solito testava un piccolo numero di partecipanti, nelle condizioni artificiali del laboratorio del sonno. In particolare, la qualità del sonno può essere misurata oggettivamente e in modo affidabile per lunghi periodi di tempo nell'ambiente naturale dei partecipanti utilizzando un dispositivo attigrafo che viene indossato al polso e analizza il movimento (Ancoli-Israel et al., 2015; Sadeh et al. , 1989). Tuttavia, finora l'actigrafia non è stata utilizzata per valutare la qualità del sonno dei fumatori. Inoltre, fino ad oggi non c'è stato uno studio sistematico delle complesse relazioni tra sonno, funzione polmonare, funzionamento dei sistemi di stress e fumo in relazione allo sviluppo e alla persistenza della dipendenza dal fumo di tabacco.

Ipotizziamo che il fumo cronico di tabacco comprometta la qualità del sonno, che a sua volta migliora l'attività dei meccanismi di stress e quindi induce stati emotivi negativi. I processi che danneggiano la qualità del sonno ei processi che aumentano la reattività allo stress e ai sintomi emotivi negativi si alimentano reciprocamente e alla fine aumentano la voglia di fumare come mezzo per alleviare lo stress. I nostri risultati preliminari supportano questa ipotesi dimostrando che i fumatori attivi soffrono di una ridotta qualità del sonno (valutata mediante actigrafia e questionari), rispetto ai non fumatori, un effetto che è stato correlato con marcatori di attivazione dello stress, vale a dire i livelli di cortisolo e α-amilasi nel saliva dei partecipanti.

Obiettivi della ricerca e significato atteso

La nostra ricerca esplorerà il ruolo dei disturbi del sonno nella dipendenza dal fumo di tabacco. Sulla base dei nostri risultati preliminari e della letteratura disponibile, l'ipotesi principale di questa proposta è che il fumo, e in misura maggiore le prime fasi della cessazione del fumo, sarà associato a una ridotta qualità del sonno. La ridotta qualità del sonno, a sua volta, predirà la gravità dei sintomi negativi e l'entità della difficoltà ad astenersi dal fumo. L'astinenza riuscita dal fumo porterà alla normalizzazione del sonno. Gli esperimenti per indagare su questa ipotesi mireranno ai seguenti obiettivi specifici:

1. Per esaminare i fattori fisiologici e psicologici che prevedono una ridotta qualità del sonno tra i fumatori. L'obiettivo è esplorare gli effetti deleteri del fumo sulla qualità del sonno e verificare se la riduzione della qualità del sonno è prevista dai seguenti fattori: scarsa funzionalità polmonare (FEV1, FEF), grado di dipendenza dalla nicotina, sintomi emotivi (ansia e depressione), e regolazione alterata dei sistemi di stress (asse HPA e sistema nervoso simpatico). Ci aspettiamo che, rispetto ai non fumatori, i fumatori mostrino una qualità del sonno peggiore. Il livello di interruzione della qualità del sonno sarà correlato all'intensità della dipendenza da nicotina, al cattivo funzionamento polmonare, ai livelli di emotività negativa, all'attivazione simpatica e alla deregolazione dell'asse HPA.
2. Per esplorare l'impatto della cessazione del fumo sulla qualità del sonno e sui sintomi correlati. Esamineremo se i fumatori che tentano di smettere sperimentano un peggioramento della qualità del sonno e se questa scarsa qualità del sonno può prevedere l'entità della loro risposta allo stress (livello di cortisolo e α-amilasi) e la gravità dei sintomi emotivi e cognitivi misurati dal test psicometrici.
3. Esplorare il ruolo della qualità del sonno sulla motivazione al fumo e sulla ricaduta al fumo. Gli esperimenti determineranno se il sonno può prevedere la voglia di fumare (nei fumatori attuali) e la probabilità che i fumatori astinenti abbiano una ricaduta.
4. Per esplorare se l'astinenza prolungata dalla nicotina migliora la qualità del sonno. Lo scopo qui è esaminare se la cessazione del fumo induce alla fine la normalizzazione del sonno e dei fattori correlati, tra cui il funzionamento polmonare, la risposta allo stress (livello di cortisolo e α-amilasi) e il funzionamento emotivo e cognitivo. L'astinenza dal fumo sarà verificata mediante misurazione della cotinina nella saliva del partecipante.

Significato previsto. Gli esperimenti mostreranno come una ridotta qualità del sonno può derivare dal fumo cronico e interferire con i tentativi di smettere di fumare. Questo studio farà luce sui meccanismi fisiologici e psicologici correlati che mediano l'interazione tra la dipendenza dal fumo e il sonno, compreso il disagio psicologico, i meccanismi di stress disfunzionali e il ridotto funzionamento polmonare.

Lo studio proposto utilizzerà una varietà di potenti metodi e una collaborazione interdisciplinare di esperti nei campi del sonno, della dipendenza e della medicina respiratoria per esplorare l'interazione tra sonno e fumo di tabacco. I risultati di questo studio forniranno nuove informazioni sul ruolo del sonno nella dipendenza da nicotina. Si prevede che i risultati della ricerca proposta promuovano l'uso di tecniche di miglioramento della qualità del sonno negli interventi per smettere di fumare. Metodologia Partecipanti. Parteciperanno allo studio 150 volontari sani, uomini e donne, di età compresa tra 18 e 30 anni, senza storia di malattie mentali o abuso di droghe. Il numero di partecipanti è stato stabilito mediante analisi di potenza, sulla base dei nostri risultati preliminari, con l'aggiunta del 20% per compensare eventuali abbandoni durante lo studio. Cinquanta partecipanti saranno non fumatori e il resto fumatori abituali. La metà dei fumatori avrà un interesse dichiarato a smettere e l'altra metà senza tale interesse (controllo di non smettere). I partecipanti riceveranno un compenso di 400 NIS (circa 100 dollari USA). Tutte le procedure utilizzate in questo studio sono state approvate dall'Institutional Review Board dello Yezreel Valley College (YVC).

Procedura di ricerca. I partecipanti saranno reclutati dal corpo studentesco del college e, tramite pubblicità, dalle comunità circostanti. Tutte le sessioni di studio inizieranno tra le 7:00 e le 9:00 (fino a 30 minuti dopo il risveglio) presso il Laboratorio di Psicobiologia YVC oa casa del partecipante.

Lo studio includerà 3 gruppi (N=50): fumatori che tentano di smettere (gruppo per smettere di fumare, SCG), gruppo di non fumatori (NSG) e un gruppo di fumatori che non tentano di smettere (SNCG). Quest'ultimo gruppo è necessario per garantire che i cambiamenti in alcune misure dopo la cessazione del fumo non siano dovuti a eventi temporali che non sono correlati all'astinenza dal tabacco. Il disegno dello studio comprende 4 fasi: A) Linea di base. B) Prima settimana di cessazione della nicotina. C +D) Test di follow-up tre mesi e sei mesi dopo l'inizio della cessazione del fumo. Si noti che sebbene i 2 gruppi di controllo (ovvero il gruppo dei non fumatori (NSG) e il gruppo dei fumatori che non tentano di smettere (SNCG)) non saranno sottoposti alla cessazione del fumo, saranno valutati con gli stessi test e negli stessi punti temporali di il gruppo per smettere di fumare.

Fase di riferimento: alla prima sessione, a tutti i partecipanti verrà chiesto di firmare un modulo di consenso e fornire informazioni di base. Dopo aver valutato il loro stato di fumo controllando il livello di monossido di carbonio (CO) nel respiro, verrà chiesto loro di fornire un campione di saliva (per testare i livelli di cortisolo e α-amilasi) sputando in una provetta (minimo 1,5 ml ). Per convalidare ulteriormente lo stato di fumo dei partecipanti, i campioni di saliva verranno utilizzati anche per rilevare i livelli di cotinina, il principale metabolita della nicotina. Ai partecipanti verrà chiesto di completare un ampio spettro di questionari, valutando il loro livello di ansia, depressione, qualità del sonno e dipendenza dal fumo (i questionari sono descritti in dettaglio di seguito), oltre a completare la batteria di valutazione cognitiva (CAB), una batteria computerizzata test neurocognitivo progettato per valutare una vasta gamma di abilità cognitive legate alle funzioni esecutive. Inoltre, il loro funzionamento polmonare sarà valutato tramite spirometria. Infine, il sonno dei partecipanti sarà continuamente monitorato per un periodo di 1 settimana da un attigrafo da polso in miniatura e sarà registrato durante le ultime due notti di questa settimana dal PSG.

Fase di cessazione del fumo: alla fine della settimana di riferimento, i partecipanti al gruppo di studio sulla cessazione del fumo inizieranno ad astenersi dal fumo, mentre i partecipanti ai 2 gruppi di controllo (ovvero il gruppo dei non fumatori (NSG) e il gruppo dei fumatori che non tentano di smettere (SNCG) proseguiranno con la loro normale routine. La mattina del primo giorno di cessazione del fumo, tutti i partecipanti forniranno campioni di saliva e completeranno la stessa serie di questionari della fase basale. A tutti i partecipanti verrà quindi chiesto di indossare il dispositivo di attigrafia anche durante la seconda settimana e di tornare al laboratorio per sessioni aggiuntive dopo 48 ore, 72 ore, 5 giorni e una settimana (in tutto quattro volte). In ciascuna di queste sessioni, lo stato di fumo dei partecipanti verrà valutato mediante il test di espirazione e ai partecipanti verrà nuovamente chiesto di fornire un campione di saliva e completare la stessa serie di questionari. Nelle ultime due notti di questa settimana, anche il sonno dei partecipanti verrà registrato dal PSG. La mattina del settimo giorno di astinenza, tutti i partecipanti completeranno anche (di nuovo) il test neurocognitivo CAB. Fase di follow-up: sarà condotto su tutti i partecipanti tre mesi e sei mesi nel processo di cessazione dal fumo del gruppo di astinenza dal fumo. In ciascuno di questi punti temporali, tutti i partecipanti saranno convocati per un'ulteriore sessione di raccolta dati in cui sarà determinato quale dei partecipanti all'astinenza dal fumo è ricaduto di nuovo al fumo. Inoltre, a tutti i partecipanti verrà nuovamente chiesto di completare la serie di questionari e il test neurocognitivo CAB. Il funzionamento polmonare dei partecipanti sarà nuovamente misurato mediante spirometria e verrà chiesto loro di indossare il dispositivo actigrafo per una settimana. Inoltre, il loro sonno verrà registrato per due notti consecutive dal PSG. I campioni di saliva raccolti durante lo studio verranno distrutti in seguito all'analisi ELISA. A tutti i partecipanti sarà garantita la riservatezza e l'anonimato e tutto il personale coinvolto nello studio manterrà la riservatezza dello studio. Tutto il materiale raccolto verrà conservato chiuso in un apposito armadio.