Se sabe que dormir es esencial para la supervivencia, ya que permite que tanto los humanos como otros animales descansen, mientras el cerebro consolida recuerdos y elimina desechos metabólicos. Sin embargo, para muchas personas en todo el mundo, conciliar el sueño a una hora razonable cada noche y dormir las horas suficientes resulta un desafío debido a diversas afecciones como el insomnio, los trastornos del ritmo circadiano, la depresión y la ansiedad.
Si bien actualmente existen diversas opciones de tratamiento para quienes tienen dificultades para conciliar el sueño, muchos medicamentos pueden causar dependencia o efectos secundarios indeseables, como somnolencia al día siguiente e insomnio de rebote. Una mejor comprensión de los procesos neurológicos asociados al sueño podría contribuir al desarrollo de medicamentos más eficaces y no adictivos que induzcan el sueño.
Investigadores de la Academia China de Ciencias y otros institutos en China demostraron recientemente que una molécula natural llamada triptamina (TrpA) podría contribuir a un aumento gradual del impulso del cerebro hacia el sueño. Su artículo, publicado en Nature Neuroscience, informa que la activación del receptor que detecta esta molécula podría aumentar la duración y mejorar la calidad del sueño tanto en ratones como en cerdos.
“La vigilia produce sustancias que favorecen el sueño, y el líquido cefalorraquídeo contiene sustancias que reflejan la presión homeostática del sueño”, escribieron Huateng Cao, Kui Wang y sus colegas en su artículo.
Sin embargo, la identidad de dichas moléculas, así como los mecanismos neuronales para su producción y detección, siguen siendo un misterio. Demostramos que los niveles de TrpA en el líquido cefalorraquídeo reflejan la presión homeostática del sueño en ratones nocturnos y cerdos diurnos, lo que indica un historial de actividad física independiente de los ciclos de luz y oscuridad.
Cómo la triptamina indica al cerebro la necesidad de dormir
La familiar sensación de somnolencia creciente tras pasar varias horas despierto se conoce científicamente como “presión del sueño”. Este impulso a dormir es un componente clave de la homeostasis del sueño, es decir, el proceso biológico que equilibra el tiempo que los animales pasan despiertos y dormidos.
Para identificar las sustancias químicas que contribuyen al aumento gradual de la necesidad de dormir durante las horas de vigilia, los investigadores examinaron ratones nocturnos y cerdos diurnos. Más concretamente, utilizaron una herramienta molecular que desarrollaron para medir los niveles de TrpA en el líquido cefalorraquídeo de los animales en diferentes fases del ciclo sueño-vigilia.
“Desarrollamos un sensor fluorescente ratiométrico para TrpA y demostramos que TrpA es producido por núcleos monoaminérgicos activos durante la vigilia en el diencéfalo y el tronco encefálico, y que se secreta de manera dependiente de la actividad”, escribieron los autores.
Demostramos que la TrpA liberada se une al receptor 139 acoplado a proteína G (GPR139) y aumenta la excitabilidad neuronal en el área preóptica del hipotálamo para promover el sueño. La señalización TrpA-GPR139 fue necesaria para el rebote homeostático del sueño, y los agonistas de molécula pequeña de GPR139 promovieron la duración y la calidad del sueño.
En esencia, Cao, Wang y sus colegas descubrieron que los niveles de TrpA en el líquido cefalorraquídeo de ratones y cerdos aumentaban a medida que pasaban más horas despiertos, lo que refleja una creciente necesidad de sueño. Cabe destacar que los niveles de TrpA reflejaban el historial de actividad y vigilia de los animales, independientemente de la hora del día.
El equipo observó que algunas neuronas que solo se activan cuando los mamíferos están despiertos producían y liberaban de forma natural TrpA. Esta molécula, al parecer, activaba un receptor llamado GPR139, que a su vez aumentaba la actividad de las neuronas en el área preóptica del hipotálamo, una región cerebral conocida por favorecer el sueño.
Un posible objetivo para el tratamiento de los trastornos del sueño
Inspirados por sus hallazgos iniciales, los investigadores realizaron experimentos adicionales para evaluar los efectos de compuestos que activaban el receptor GPR139. Sorprendentemente, descubrieron que estos compuestos experimentales aumentaban la duración del sueño y mejoraban su calidad tanto en ratones como en cerdos.
“En conjunto, nuestro estudio revela que TrpA es una señal relacionada con la homeostasis del sueño y que GPR139 es una diana farmacológica susceptible de ser atacada contra su alteración”, escribieron Cao, Wang y sus colegas.
El hecho de que el equipo pudiera replicar sus hallazgos tanto en ratones como en cerdos sugiere que el mecanismo identificado podría conservarse en diversas especies de mamíferos. Futuros estudios que confirmen la presencia de este mismo mecanismo en humanos podrían conducir a nuevos tratamientos para el insomnio u otras afecciones relacionadas con dificultades para dormir y una mala calidad del sueño.
Fuente: Medical Xpress.
