Todos hemos experimentado el dolor de cabeza y la miseria física que sentimos después de un par de noches sin haber dormido suficiente. Pero, ¿por qué la falta de sueño provoca tal alteración en el cuerpo? Una nueva investigación, publicada en Science, explica por qué dormir cumple una función vital. De hecho, no hacerlo correctamente puede tener consecuencias mucho más graves de lo que pensamos.
El resumen: el nuevo estudio ofrece pruebas de que cada noche necesitamos una cierta cantidad de sueño porque es el tiempo que el cerebro utiliza para desechar sustancias metabólicas tóxicas. Si estas sustancias se acumularan en el cerebro, destruirían neuronas, causando potencialmente desórdenes neurodegenerativos.
Una de las muchas funciones del sistema linfático es eliminar residuos del cuerpo. Un fluido llamado linfa recorre los vasos linfáticos, cubre las células y tejidos del cuerpo, recolecta desechos celulares y los devuelve al flujo sanguíneo para que el cuerpo los filtre y elimine.
Pero el cerebro no tiene vasos linfáticos. Tiene su propio ecosistema interno y está rodeado por la llamada barrera hematoencefálica, que controla qué entra y sale del órgano. Este funcionamiento ha sido siempre un misterio para los científicos.
"Dado que el cerebro tiene una actividad metabólica alta, ¿cómo hace para eliminar desechos metabólicos de forma efectiva producidos entre las células?", se pregunta Rashid Deane, investigadora en el University of Rochester Medical Center.
El sistema glinfático
Deane y sus colegas descubrieron el año pasado que el cerebro tiene de hecho su propio sistema de gestión de desechos. Lo bautizaron con el nombre de sistema glinfático, en referencia a las células gliales que están involucradas en este funcionamiento y en el sistema linfático. El sistema glinfático está hecho de células gliales con forma de estrella llamadas astrocitos, que forman una red de conductos de agua que rodean los vasos sanguíneos del cerebro.
El líquido cerebroespinal llega al cerebro en los conductos que rodean las arterias. Este fluido atraviesa luego sus tejidos y se mezcla con el líquido intersticial (lleno de residuos) que rodea las células del cerebro. Finalmente, el líquido cerebroespinal recoge las sustancias en los conductos alrededor de las venas y sale del cerebro, llevándose consigo los desechos metabólicos.
La parte importante es que ahora estos investigadores han descubierto que el sistema glinfático es responsable de limpiar el cerebro de beta-amiloide, una molécula que muchos investigadores creen que puede llevar a causar Alzheimer si se acumula. Es decir, la nueva investigación sugiere que el Alzheimer puede llegar a producirse si el sistema glinfático no funciona bien.
De hecho, los investigadores demostraron que si se eliminan esos conductos de agua en ratones, el resultado es que la beta-amiloide se acumula en el cerebro. ¿Cómo lo hicieron?
Dormir para eliminar los residuos
Con la anterior investigación completa, Deane y sus colegas se preguntaron si había diferencias en el sistema glinfático cuando estás dormido y despierto. "Mientras estás despierto, las células cerebrales están en funcionamiento produciendo desechos, pero luego también necesitan eliminarlos", nos explica Deane. Esta eliminación puede ser dificultosa o ineficiente si el cerebro está recibiendo información.
Adicionalmente, los científicos habían descubierto antes que los niveles de beta-amiloide son más altos cuando estamos despiertos que dormidos. Por un lado, este cambio puede significar que la producción de beta-amiloide es diferente a otras sustancias mientras dormimos. Por otro, podría significar que el cerebro simplemente se deshace de los residuos mejor mientras dormimos.
Para demostrar estas ideas, los investigadores entrenaron a ratones para relajarse y quedarse dormidos en un aparato llamado microscopio de dos fotones, que puede rastrear en alta resolución el movimiento de tintes a través del organismo. Una vez los ratones se dormían - algo que los investigadores sabían por su actividad cerebral - inyectaban una tinta verde en su líquido cerebroespinal. Después de hora y media, despertaron a los ratones e inyectaron una tinta roja en el líquido cerebroespinal. Rastreando los movimientos de ambas tintas, descubrieron que los flujos de líquido cerebroespinal a través del fluido intersticial - el espacio entre las células - era solo un 5% cuando estaban despiertos de lo que era cuando estaban dormidos.
Lo siguiente: los investigadores decidieron probar si el espacio o líquido intersticial aumenta durante el sueño, algo que podría explicar el aumento en el flujo de fluido cerebro espinal. "Si el hueco entre las células es mayor, entonces habría más espacio que fluyera el líquido", explica Deane.
Su descubrimiento: en el ratón despierto, el espacio intersticial supone entre un 13 y un 15% del volumen del cerebro. Pero cuando el ratón está durmiendo, este espacio se incrementa a entre un 22 y un 24%. Los investigadores no están seguros por qué se incrementa el espacio durante el sueño, pero su teoría es que las células cerebrales en realidad se encojen.
Por tanto, el líquido cerebro espinal y el tamaño del espacio intersticial se incrementan durante el sueño. ¿Significa esto que el cerebro es capaz de eliminar más desechos mientras dormimos? Para comprobarlo, inyectaron beta-amiloide en los cerebros de ratones despiertos y dormidos. Su sistema glinfático eliminó los residuos el doble de rápido en los cerebros de los ratones dormidos que despiertos.
La relación con enfermedades neurodegenerativas
El Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas están asociadas no solo con la acumulación de residuos en el cerebro, pero también con la falta de sueño. Mientras que las investigaciones anteriores de estos científicos habían sugerido que fallos en el sistema glinfático podrían ser responsables de enfermedades neurodegenerativas, el estudio actual sugiere que la falta de sueño es un riesgo adicional. Específicamente, si alguien no duerme lo suficiente de forma reiterada, la beta-amiloide y otros residuos podrían acumularse en el cerebro y destruir neuronas, algo que podría acabar resultando en demencia.
"Tanto los fallos en el sistema glinfático como una falta de sueño pueden llevar a un aumento en los residuos en el cerebro", dice Deane.
Las implicaciones de este nuevo estudio son inmensas, especialmente si se tiene en cuenta que millones de personas en todo el mundo sufren problemas de sueño. Hay varios medicamentos que ayudan a dormir, pero según Deane, nuevos tratamientos podrían ayudar también al cerebro a eliminar los desechos.
Puedes leer el estudio completo en Science. Foto de apertura: vía bark/Flickr. Gráfico: vía Suzana Herculano-Houzel/Science.
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