Negli ultimi trent'anni, gli studi sugli animali hanno portato a importanti scoperte riguardo alla comprensione dei meccanismi alla base della malattia. 16,122,[135][136][137] La narcolessia è stata studiata su svariati animali, quali i gatti, i pony, i cavalli e su diverse razze di cani, e ha mostrato in essi un'ereditarietà di tipo monogenico autosomica recessiva. 16,136,137 Nel 1999, Lin e co-autori hanno dimostrato come la narcolessia nei cani fosse causata da una mutazione del gene del recettore 2 dell'ipocretina. 137 Similmente, una mutazione di tipo null nei peptidi dell'ipocretina 1 e 2 (o rispettivamente orexina A e B) è stata dimostrata nei topi narcolettici con cataplessia. 16 I neuroni ipocretinergici, come già descritto nel capitolo 1, sono localizzati primariamente nell'ipotalamo dorso-laterale, ma proiettano diffusamente fino in aree remote dell'encefalo come il proencefalo basale, l'amigdala, il nucleo mediale del talamo, il grigio periacqueduttale, la formazione reticolare, il nucleo peduncolo-pontino, il locus coeruleus, il nucleo del rafe, il tegmento pontino e il midollo spinale dorsale. 7,13,14 Le ipocretine sono peptidi sintetizzati a partire da precursori, detti preproipocretine, le quali hanno recettori corrispondenti. Nonostante il recettore di tipo 1 leghi solo l'ipocretina 1, il recettore di tipo 2 può legare entrambe le isoforme del peptide. 13 Le ipocretine svolgono un ruolo centrale nella regolazione dell'assunzione di cibo, aumentando il metabolismo basale, e nella promozione dello stato di veglia. 7,13 Una diminuita attivazione del sistema ipocretinergico si ritiene sia alla base della narcolessia canina e felina. 16,137 La down-regolazione del recettore può essere causata da mutazioni tipo exon-skipping oppure da mutazioni puntiformi nel gene del recettore, specificatamente del tipo 2, con conseguente cambio amminoacidico da acido glutammico a lisina della porzione N-terminale del recettore e diminuita funzionalità di quest'ultimo. 16 È stato inoltre riscontrato come la somministrazione endovenosa di ipocretina 1 in cani narcolettici porti ad una significativa riduzione della frammentazione del sonno e della cataplessia che si protrae per oltre tre giorni, e ad una promozione dello stato di veglia, con conseguente aumento dell'attività fisica, con effetto dose-dipendente. 137 Sugli esseri umani, i primi studi che hanno cercato di comprendere l'origine della malattia hanno riscontrato, per la prima volta in Giappone negli anni '80 del secolo scorso, un'associazione tra questa e l'antigene di istocompatibilità HLA DR2. [138][139][140][141] A seguito di questa osservazione, quindi, si è sospettato come alla base della patologia potessero esserci dei meccanismi autoimmuni. Molti studi hanno avuto questa tesi come oggetto, portando a comprendere come, in realtà, l'associazione con l'antigene HLA DR2 sia solo secondaria, mentre è molto più specifica quella con gli antigeni HLA DQ, in particolare con gli alleli HLA DQB1*0602 e DQA1*0102, presenti in oltre il 95% dei pazienti affetti da narcolessia, a fronte di una prevalenza nella popolazione generale del 12%-38%. Mignot e co-autori hanno osservato come l'omozigosi del DQB1*0602 porti ad una minore latenza di inizio del sonno REM e ad una diminuzione del tempo trascorso nello stadio NREM 1. 152 D'altro canto, Pelin e co-autori hanno dimostrato come l'omozigosità a questi due aplotipi sia associata ad un rischio più che doppio di sviluppare la malattia rispetto agli eterozigoti, ma che la presenza di questi antigeni non influisca sulla severità della malattia. 153 Le differenze di prevalenza della narcolessia si ritengono anche in parte secondarie alla presenza non uniforme dell'aplotipo HLA DQB1*0602 nelle popolazioni delle diverse aree geografiche del mondo. 17 A differenza della narcolessia animale, negli esseri umani la malattia non si ritiene associata ad anomalie riguardanti i recettori dell'ipocretina bensì ad alterazioni nel livello di ipocretina 1 nel liquor, conseguente ad una riduzione dei neuroni ipocretinergici nell'ipotalamo. 142,143,154,155 L'integrità dei neuroni contenenti melanina, i quali sono frammisti e strettamente a contatto con i neuroni ipocretinergici, ha portato a supporre che la causa di questa riduzione fosse un processo neurodegenerativo selettivo. 154 Kanbayashi e co-autori hanno dosato i livelli di ipocretina 1 nel liquor in varie categorie di pazienti (figura X). 156 I risultati dello studio hanno mostrato come, a fronte di un livello di ipocretina 1 di circa 280 ± 33 pg/mL in controlli sani, nei pazienti narcolettici l'ipocretina 1 era quasi indosabile, o presentava valori inferiori ai 100 pg/mL; i pazienti narcolettici con cataplessia ma negativi al DQB1*0602 presentavano livelli di ipocretina nella norma o lievemente inferiori rispetto ai controlli, al pari dei pazienti con narcolessia di tipo 2 e dei pazienti con ipersonnia idiopatica. Nell'insorgenza della cataplessia si ritiene siano coinvolti i recettori muscarinici tipo 2. 157 Questa manifestazione clinica, infatti, può essere indotta iniettando carbacolo, una sostanza acetilcolina-simile, all'interno della formazione reticolare pontina. 157,158 Farmaci stimolanti, come metilfenidato e altri derivati dalle amfetamine, usati nella terapia delle ipersonnie, agiscono aumentando il rilascio di dopamina dai terminali presinaptici. 143 L'attivazione selettiva degli agonisti recettoriali D2 dopaminergici, inoltre, sopprime la cataplessia: questa soppressione è probabilmente adiuvata dall'attivazione indiretta dei pathway noradrenergici. 159 Una riduzione dell'attività centrale della dopamina può inoltre essere alla base dell'insorgenza dei movimenti periodici degli arti (PLM), non di rado presenti sia nel sonno e sia nella veglia dei pazienti narcolettici, 160,161 e sono infatti alleviati dal trattamento con levodopa o altri agonisti dopaminergici. 162 Figura 19: 163 azione e interazione degli ormoni regolatori del sonno a livello ipotalamico.I pasti e il digiuno provocano variazioni dei livelli di glicemia, così come di leptina e ghrelina (o GHRH), che influenzano il ciclo sonno-veglia. La ghrelina regola direttamente la secrezione di ormone della crescita (GH) nel corso delle ore notturne; il picco di GH sembrerebbe fondamentale per l'omeostasi glicemica nel sonno. La ghrelina attiva i neuroni orexinergici-ipocretinergici nell'ipotalamo laterale, i quali a loro volta attivano il neuropeptide Y (NPY) che ha una spiccata azione oressizante. Allo stesso tempo, l'attivazione dei neuroni orexinergici porta ad un aumento della secrezione della somatostatina (SST), con inibizione della ghrelina e conseguente blocco della produzione del GH a livello ipofisario. L'effetto finale è la promozione dello stato di veglia e l'aumento del metabolismo basale. D'altro canto, disturbi del sonno notturno portano ad un aumento della ghrelina e ad una diminuzione conseguente della leptina, con aumento diretto dell'attivazione del sistema orexinergico, influenzando l'equilibrio del ciclo sonno-veglia e l'appetito dei soggetti. (3V: 3rd ventricle, ARC: arcuate nucleus of the hypothalamus, LHA: lateral hypothalamic area, PeN: periventricular nucleus of the hypothalamus, POMC/CART: proopiomelanocortin/cocaine and amphetamine-related transcripts).L'eziologia della narcolessia di tipo 1 rimane incerta. La sola presenza degli antigeni di istocompatibilità DQB1*0602 e DQA1*0102 non è sufficiente a far insorgere la patologia.Infatti, le coppie di gemelli monozigoti positivi al DQB1*0602 non risultano completamente concordanti per la narcolessia: un gemello svilupperà narcolessia in età adolescenziale, mentre l'altro solamente in età adulta, in seguito ad un periodo di stress emotivo e deprivazione di sonno. 164 Recentemente, studi effettuati con genome-wide association studies (GWAS) hanno individuato associazioni con la catena alfa del gene del T cell receptor (TCR) e con il sottotipo 2Y11 del recettore purinergico. 165 Inoltre, due nuovi geni di suscettibilità sono stati identificati con l'Immunochip: il gene della catepsina H (CTSH) e il TNFSF4 (tumour necrosis factor superfamily member). 166 Tutti questi geni hanno un ruolo nella regolazione della risposta immunitaria, ma altri potenziali effetti, ad esempio l'azione sul sistema nervoso centrale, rimangono ad oggi sconosciuti.Gli studi di sequenziamento sui rari casi di narcolessia di tipo 1 familiare non hanno mostrato l'implicazione di specifici geni potenzialmente coinvolti anche nella patogenesi dei casi idiopatici. 17,165,167 Si ritiene perciò fondamentale l'azione di trigger ambientali di natura varia, tra cui malattie sistemiche e infettive (prevalentemente causate dal virus influenzale H1N1 o da Streptococcus pyogenes), vaccinazione con Pandemrix, lutti o altri forti stress emotivi, in soggetti geneticamente predisposti, con conseguente sviluppo di una reazione immunitaria responsabile della distruzione dei neuroni ipocretinergici. 17,142,143,168 Questa distruzione, che per anni si è ritenuto fosse mediata da linfociti T CD4+, si ritiene sia in realtà legata ad una citotossicità secondaria all'azione di linfociti CD8+ diretta specificatamente contro i neuroni ipocretinergici dell'ipotalamo laterale; i linfociti CD4+ contribuirebbero invece a instaurare un microambiente infiammatorio, con conseguente promozione e amplificazione del danno. 169 Il virus H1N1 si ritiene sia coinvolto per fenomeni di mimetismo molecolare con epitopi dell'ipocretina. 168,170 Riguardo alla narcolessia di tipo 2, solo il 10-25% dei pazienti presenta bassi livelli liquorali di ipocretina 1. 6,171 I pazienti con deficit di ipocretina presentano un'età di esordio inferiore e hanno caratteristiche di malattia più severe riscontrate agli esami strumentali. 6 Si ritiene che in molti casi il fenotipo di narcolessia di tipo 2 possa svilupparsi in soggetti con deprivazione cronica di sonno (dovuta anche a lavoro a turni) o in soggetti con disturbi respiratori nel sonno. 172 Infine, nonostante la maggior parte dei casi di narcolessia sia idiopatica, lesioni strutturali del diencefalo o della corteccia cerebrale possono in rari casi far precipitare una narcolessia secondaria in soggetti biologicamente predisposti, probabilmente a seguito della distruzione delle vie di segnalazione ipocretinergiche. Emangioblastomi cerebellari, linfomi a cellule B del lobo temporale, adenomi pituitari, gliomi del terzo ventricolo, craniofaringiomi, traumi cranici, encefaliti virali, ischemie corticali, sarcoidosi e sclerosi multipla sono stati correlati con la narcolessia. In questi pazienti, il riscontro di cataplessia aumenta la probabilità che l'ipersonnia sia legata alla narcolessia. [173][174][175][176][177][178] La cataplessia isolata è stata anche osservata nella malattia di Niemann-Pick tipo C, ma questi pazienti non possono ricevere la diagnosi di narcolessia secondaria dal momento che mancano gli altri prerequisiti clinici e le caratteristiche polisonnografiche. 179 