
Todos hemos experimentado el dolor de cabeza y la miseria fĂsica que sentimos despuĂ©s de un par de noches sin haber dormido suficiente. Pero, Âżpor quĂ© la falta de sueño provoca tal alteraciĂłn en el cuerpo? Una nueva investigaciĂłn, publicada en Science, explica por quĂ© dormir cumple una funciĂłn vital. De hecho, no hacerlo correctamente puede tener consecuencias mucho mĂĄs 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 metabĂłlicas tĂłxicas. Si estas sustancias se acumularan en el cerebro, destruirĂan neuronas, causando potencialmente desĂłrdenes neurodegenerativos.
Una de las muchas funciones del sistema linfĂĄtico es eliminar residuos del cuerpo. Un fluido llamado linfa recorre los vasos linfĂĄticos, cubre las cĂ©lulas y tejidos del cuerpo, recolecta desechos celulares y los devuelve al flujo sanguĂneo para que el cuerpo los filtre y elimine.
Pero el cerebro no tiene vasos linfĂĄticos. Tiene su propio ecosistema interno y estĂĄ rodeado por la llamada barrera hematoencefĂĄlica, que controla quĂ© entra y sale del Ăłrgano. Este funcionamiento ha sido siempre un misterio para los cientĂficos.
"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 glinfĂĄtico
Deane y sus colegas descubrieron el año pasado que el cerebro tiene de hecho su propio sistema de gestiĂłn de desechos. Lo bautizaron con el nombre de sistema glinfĂĄtico, en referencia a las cĂ©lulas gliales que estĂĄn involucradas en este funcionamiento y en el sistema linfĂĄtico. El sistema glinfĂĄtico estĂĄ hecho de cĂ©lulas gliales con forma de estrella llamadas astrocitos, que forman una red de conductos de agua que rodean los vasos sanguĂneos del cerebro.
El lĂquido cerebroespinal llega al cerebro en los conductos que rodean las arterias. Este fluido atraviesa luego sus tejidos y se mezcla con el lĂquido intersticial (lleno de residuos) que rodea las cĂ©lulas del cerebro. Finalmente, el lĂquido cerebroespinal recoge las sustancias en los conductos alrededor de las venas y sale del cerebro, llevĂĄndose consigo los desechos metabĂłlicos.
La parte importante es que ahora estos investigadores han descubierto que el sistema glinfåtico 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 glinfåtico 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. ÂżCĂłmo lo hicieron?
Dormir para eliminar los residuos
Con la anterior investigaciĂłn completa, Deane y sus colegas se preguntaron si habĂa diferencias en el sistema glinfĂĄtico cuando estĂĄs dormido y despierto. "Mientras estĂĄs despierto, las cĂ©lulas cerebrales estĂĄn en funcionamiento produciendo desechos, pero luego tambiĂ©n necesitan eliminarlos", nos explica Deane. Esta eliminaciĂłn puede ser dificultosa o ineficiente si el cerebro estĂĄ recibiendo informaciĂłn.
Adicionalmente, los cientĂficos habĂan descubierto antes que los niveles de beta-amiloide son mĂĄs altos cuando estamos despiertos que dormidos. Por un lado, este cambio puede significar que la producciĂłn de beta-amiloide es diferente a otras sustancias mientras dormimos. Por otro, podrĂa 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 resoluciĂłn el movimiento de tintes a travĂ©s del organismo. Una vez los ratones se dormĂan - algo que los investigadores sabĂan por su actividad cerebral - inyectaban una tinta verde en su lĂquido cerebroespinal. DespuĂ©s de hora y media, despertaron a los ratones e inyectaron una tinta roja en el lĂquido cerebroespinal. Rastreando los movimientos de ambas tintas, descubrieron que los flujos de lĂquido cerebroespinal a travĂ©s del fluido intersticial - el espacio entre las cĂ©lulas - era solo un 5% cuando estaban despiertos de lo que era cuando estaban dormidos.
Lo siguiente: los investigadores decidieron probar si el espacio o lĂquido intersticial aumenta durante el sueño, algo que podrĂa explicar el aumento en el flujo de fluido cerebro espinal. "Si el hueco entre las cĂ©lulas es mayor, entonces habrĂa mĂĄs espacio que fluyera el lĂquido", explica Deane.
Su descubrimiento: en el ratĂłn despierto, el espacio intersticial supone entre un 13 y un 15% del volumen del cerebro. Pero cuando el ratĂłn estĂĄ durmiendo, este espacio se incrementa a entre un 22 y un 24%. Los investigadores no estĂĄn seguros por quĂ© se incrementa el espacio durante el sueño, pero su teorĂa es que las cĂ©lulas cerebrales en realidad se encojen.
Por tanto, el lĂquido cerebro espinal y el tamaño del espacio intersticial se incrementan durante el sueño. ÂżSignifica esto que el cerebro es capaz de eliminar mĂĄs desechos mientras dormimos? Para comprobarlo, inyectaron beta-amiloide en los cerebros de ratones despiertos y dormidos. Su sistema glinfĂĄtico eliminĂł los residuos el doble de rĂĄpido en los cerebros de los ratones dormidos que despiertos.
La relaciĂłn con enfermedades neurodegenerativas
El Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas estĂĄn asociadas no solo con la acumulaciĂłn de residuos en el cerebro, pero tambiĂ©n con la falta de sueño. Mientras que las investigaciones anteriores de estos cientĂficos habĂan sugerido que fallos en el sistema glinfĂĄtico podrĂan ser responsables de enfermedades neurodegenerativas, el estudio actual sugiere que la falta de sueño es un riesgo adicional. EspecĂficamente, si alguien no duerme lo suficiente de forma reiterada, la beta-amiloide y otros residuos podrĂan acumularse en el cerebro y destruir neuronas, algo que podrĂa acabar resultando en demencia.
"Tanto los fallos en el sistema glinfåtico 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 segĂșn Deane, nuevos tratamientos podrĂan ayudar tambiĂ©n al cerebro a eliminar los desechos.
Puedes leer el estudio completo en Science. Foto de apertura: vĂa bark/Flickr. GrĂĄfico: vĂa Suzana Herculano-Houzel/Science.
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