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Un experimento en ratones revela que las oscilaciones lentas de la norepinefrina durante el sueño no REM actúan como una bomba para eliminar del cerebro los desechos acumulados durante la vigilia. Estas oscilaciones provocarían pulsaciones en los vasos sanguíneos del cerebro, generando un flujo rítmico de líquido cefalorraquídeo para evacuar los desechos. Estos resultados podrían conducir potencialmente a nuevas vías de tratamiento temprano de enfermedades neurodegenerativas.
El cerebro tiene incorporado un sistema de eliminación de desechos llamado sistema linfático, una red altamente organizada que regula el transporte de líquido cefalorraquídeo (LCR). Además de la eliminación de desechos, el sistema linfático también es responsable de la homeostasis del agua, la presentación de antígenos y el transporte de células inmunitarias al cerebro, así como del transporte de moléculas útiles, como la glucosa.
Como no hay vasos linfáticos, el sistema linfático utiliza el espacio intersticial tisular o los espacios perivasculares para la circulación del LCR. Por lo tanto, factores como la rigidez vascular y la lesión cerebral pueden impedir la circulación linfática y perjudicar su función de purificación (aclaramiento linfático), predisponiendo a las personas a enfermedades neurodegenerativas.
Sin embargo, todavía no hay consenso sobre los mecanismos que subyacen a esta función depurativa. En 2013, los investigadores sugirieron que la eliminación linfática se produce principalmente durante el sueño. Esta hipótesis ha sido cuestionada por trabajos recientes que sugieren que la eliminación de desechos en el cerebro es mayor durante las horas de vigilia.
El nuevo estudio codirigido por la Universidad de Copenhague quizás ponga fin al debate, destacando un mecanismo que desempeña un papel clave en la regulación del sistema linfático y se activa principalmente durante el sueño no REM o NREM. ). Según la coautora principal del estudio, Maiken Nedergaard, de la Universidad de Rochester y la Universidad de Copenhague, “es como encender el lavavajillas antes de acostarse y despertarse con el cerebro limpio”. » “ Básicamente, nos preguntamos qué impulsa este proceso y tratamos de definir el sueño reparador en función del aclaramiento linfático.
», añade en referencia al estudio, detallado en la revista
Celúla.
Un sistema de bomba que se activa principalmente durante el sueño no REM
Para analizar la actividad cerebral y el aclaramiento linfático en ratones, los investigadores utilizaron una técnica llamada “fotometría de fibra de flujo”, que rastrea la actividad linfática y el flujo sanguíneo tanto durante la vigilia como durante el sueño. .
Esto permitió evitar una anestesia que habría afectado la secreción de neurotransmisores en el cerebro (y por tanto distorsionado los resultados). “ Aquí desarrollamos un método que permitió registrar la dinámica de la sangre y el LCR durante períodos prolongados e ininterrumpidos de vigilia, sueño NREM y sueño REM, evitando la necesidad de fijar la cabeza y permitiendo que los ratones se movieran libremente en su jaula durante las grabaciones. », indica el equipo en su documento. Los flujos de sangre y LCR se controlaron mediante técnicas de etiquetado de fluorescencia.
El equipo descubrió que durante el sueño NREM, el tronco del encéfalo de los ratones libera noradrenalina aproximadamente cada 50 segundos. Esto provoca una pulsación rítmica que alterna la contracción y dilatación de los vasos sanguíneos y hace que el volumen sanguíneo oscile. Este patrón de pulsación, a su vez, da como resultado un flujo rítmico de LCR, eliminando así los desechos del cerebro. Es decir, las lentas oscilaciones de la noradrenalina actúan como una bomba que regula el flujo de LCR a través del cerebro y evita que los productos de desecho se acumulen allí.
« Es posible que hayamos identificado el impulsor más importante del flujo linfático durante el sueño no REM
», afirma Nedergaard en un artículo publicado en la revista Science. Por otro lado, las oscilaciones de noradrenalina y las variaciones del volumen sanguíneo cerebral fueron mayores durante el sueño NREM que durante el sueño REM y las horas de vigilia.
Resumen gráfico del estudio. © Hauglund et al.
Una función afectada por una pastilla para dormir común
La segunda parte del experimento consistió en estudiar el efecto del zolpidiem (una pastilla para dormir común) sobre el sistema de bombeo noradrenérgico y el aclaramiento linfático. Los investigadores encontraron que las ondas de noradrenalina durante el sueño disminuyeron en un 50%, mientras que el transporte del LCR disminuyó aproximadamente un 30% en los ratones tratados.
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« Descubrimos que el nivel de noradrenalina se redujo significativamente y las ondas cerebrales lentas desaparecieron, reduciendo el efecto del sistema linfático. », explica en un comunicado de prensa la autora principal del estudio, Natalie Hauglund, de la Universidad de Copenhague. “ Esto sugiere que el sueño obtenido con este medicamento para dormir no es tan beneficioso como el sueño normal y reparador. “, dice ella. Se necesitarán más investigaciones para determinar si este efecto se aplica a todas las pastillas para dormir.
Además, estudios previos han demostrado que los trastornos del sueño están asociados con un mayor riesgo de demencia. De hecho, un deterioro del sistema linfático dificulta la eliminación de desechos del cerebro, incluidas las moléculas tóxicas comúnmente asociadas con enfermedades neurodegenerativas como las proteínas tau y beta-amiloides. Estos resultados podrían llevar a que los tratamientos se realicen incluso antes de que aparezcan los síntomas de las enfermedades neurodegenerativas.
« Si pudiéramos determinar en una etapa temprana que la función de bombeo está defectuosa y que el paciente corre riesgo de desarrollar un trastorno, podríamos tratarlo antes de que el paciente enferme. », concluye Hauglund.
