Todos hemos experimentado el dolor de cabeza y la miseria f√≠sica que sentimos despu√©s de un par de noches sin haber dormido suficiente. Pero, ¬Ņpor qu√© la falta de sue√Īo provoca tal alteraci√≥n en el cuerpo? Una nueva investigaci√≥n, publicada en Science, explica por qu√© dormir cumple una funci√≥n vital. De hecho, no hacerlo correctamente puede tener consecuencias mucho m√°s graves de lo que pensamos.

El resumen: el nuevo estudio ofrece pruebas de que cada noche necesitamos una cierta cantidad de sue√Īo porque es el tiempo que el cerebro utiliza para desechar sustancias metab√≥licas t√≥xicas. Si estas sustancias se acumularan en el cerebro, destruir√≠an neuronas, causando potencialmente des√≥rdenes neurodegenerativos.

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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.

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"Dado que el cerebro tiene una actividad metab√≥lica alta, ¬Ņc√≥mo hace para eliminar desechos metab√≥licos de forma efectiva producidos entre las c√©lulas?", se pregunta Rashid Deane, investigadora en el University of Rochester Medical Center.

El sistema glinf√°tico

Deane y sus colegas descubrieron el a√Īo pasado que el cerebro tiene de hecho su propio sistema de gesti√≥n de desechos. Lo bautizaron con el nombre de sistema glinf√°tico, en referencia a las c√©lulas gliales que est√°n involucradas en este funcionamiento y en el sistema linf√°tico. El sistema glinf√°tico est√° hecho de c√©lulas gliales con forma de estrella llamadas astrocitos, que forman una red de conductos de agua que rodean los vasos sangu√≠neos del cerebro.

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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.

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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. ¬ŅC√≥mo 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.

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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.

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Lo siguiente: los investigadores decidieron probar si el espacio o l√≠quido intersticial aumenta durante el sue√Īo, algo que podr√≠a explicar el aumento en el flujo de fluido cerebro espinal. "Si el hueco entre las c√©lulas es mayor, entonces habr√≠a m√°s espacio que fluyera el l√≠quido", explica Deane.

Su descubrimiento: en el rat√≥n despierto, el espacio intersticial supone entre un 13 y un 15% del volumen del cerebro. Pero cuando el rat√≥n est√° durmiendo, este espacio se incrementa a entre un 22 y un 24%. Los investigadores no est√°n seguros por qu√© se incrementa el espacio durante el sue√Īo, pero su teor√≠a es que las c√©lulas cerebrales en realidad se encojen.

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Por tanto, el l√≠quido cerebro espinal y el tama√Īo del espacio intersticial se incrementan durante el sue√Īo. ¬ŅSignifica esto que el cerebro es capaz de eliminar m√°s desechos mientras dormimos? Para comprobarlo, inyectaron beta-amiloide en los cerebros de ratones despiertos y dormidos. Su sistema glinf√°tico elimin√≥ los residuos el doble de r√°pido en los cerebros de los ratones dormidos que despiertos.

La relación con enfermedades neurodegenerativas

El Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas est√°n asociadas no solo con la acumulaci√≥n de residuos en el cerebro, pero tambi√©n con la falta de sue√Īo. Mientras que las investigaciones anteriores de estos cient√≠ficos hab√≠an sugerido que fallos en el sistema glinf√°tico podr√≠an ser responsables de enfermedades neurodegenerativas, el estudio actual sugiere que la falta de sue√Īo es un riesgo adicional. Espec√≠ficamente, si alguien no duerme lo suficiente de forma reiterada, la beta-amiloide y otros residuos podr√≠an acumularse en el cerebro y destruir neuronas, algo que podr√≠a acabar resultando en demencia.

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"Tanto los fallos en el sistema glinf√°tico como una falta de sue√Īo 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 sue√Īo. Hay varios medicamentos que ayudan a dormir, pero seg√ļn Deane, nuevos tratamientos podr√≠an ayudar tambi√©n al cerebro a eliminar los desechos.

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Puedes leer el estudio completo en Science. Foto de apertura: vía bark/Flickr. Gráfico: vía Suzana Herculano-Houzel/Science.

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