Cada noche, mientras el cuerpo descansa, el cerebro organiza una operación de limpieza vital. El líquido cefalorraquídeo, que baña el cerebro, fluye a través de sus tejidos, eliminando los desechos químicos del día. Pero lo que sucede exactamente durante el turno de limpieza del cerebro ha desconcertado a los científicos durante años.
En un nuevo estudio, los investigadores revelan que durante el sueño no REM, el cerebro utiliza contracciones rítmicas de los vasos sanguíneos, impulsadas por el neurotransmisor norepinefrina, para impulsar el líquido cefalorraquídeo a través de sus tejidos. Este mecanismo podría ser la respuesta del cerebro al sistema linfático, que mueve líquidos y desechos en el resto del cuerpo, pero está ausente en el cerebro.
Cómo el cerebro bombea los desechos
El descubrimiento se basa en un hallazgo de 2012 de la neurocientífica Maiken Nedergaard en el Centro Médico de la Universidad de Rochester y sus colegas. Identificaron un sistema de drenaje llamado sistema glinfático, donde el líquido cefalorraquídeo fluye junto a los vasos sanguíneos para limpiar los desechos metabólicos. Desde entonces, los estudios han sugerido que este proceso es fundamental para la salud cerebral, y que la disminución del flujo está relacionada con el Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas.
Sin embargo, determinar qué impulsa el sistema glinfático ha sido un desafío. Para investigarlo, el equipo de Nedergaard tuvo que pensar de manera innovadora. Implantaron quirúrgicamente electrodos y fibra óptica en ratones, lo que les permitió observar el sueño natural sin anestesia, que puede distorsionar la actividad cerebral.
Sus observaciones revelaron que los niveles de noradrenalina en el cerebro fluctúan aproximadamente cada 50 segundos durante el sueño no REM. Estas oscilaciones hacen que los vasos sanguíneos se contraigan y se relajen, creando un efecto pulsante que impulsa el líquido cefalorraquídeo hacia el interior del cerebro.
“Cuando los vasos se contraen después de un pulso de noradrenalina, el líquido cefalorraquídeo se mueve para llenar el vacío”, explicó Nedergaard en una entrevista con Science. “Y cuando los vasos sanguíneos se relajan, empujan el líquido cefalorraquídeo”.
Para confirmarlo, el equipo utilizó un trazador fluorescente para visualizar el flujo del líquido. Cuando aceleraron artificialmente los pulsos de norepinefrina, descubrieron que el líquido penetraba más profundamente en el tejido cerebral, lo que refuerza la idea de que estas contracciones de los vasos sanguíneos actúan como una bomba.
“Por lo tanto, la organización microarquitectónica del sueño no REM, impulsada por las fluctuaciones de la norepinefrina y la dinámica vascular, es un determinante clave para la depuración glinfática”, escribieron los autores en su estudio.
El papel de las ayudas para dormir
El estudio plantea preguntas sobre las ayudas para dormir comunes como el zolpidem, conocido por su nombre comercial Ambien. Los investigadores descubrieron que el zolpidem disminuía las oscilaciones de norepinefrina en ratones, reduciendo el flujo de líquido cefalorraquídeo.
Esto sugiere que el fármaco podría interferir con el proceso de limpieza de desechos del cerebro, aunque las implicaciones para los humanos siguen sin estar claras. A la luz de estos hallazgos recientes, ahora es una prioridad investigar cómo este tipo de medicamento afecta la función de limpieza del cerebro. Es importante destacar que el estudio sugiere que los humanos comparten patrones oscilatorios similares, lo que sugiere que este mecanismo puede ser universal.
Sin embargo, esta no es, ni de lejos, la última palabra sobre el tema. Un estudio anterior de 2024 dirigido por los profesores Nick Franks y Bill Wisden del Imperial College de Londres encontró evidencia de que el sistema de limpieza de desechos del cerebro puede funcionar de manera más eficiente durante la vigilia. Descubrieron que la eliminación de líquido en el cerebro disminuye significativamente durante el sueño y la anestesia.
Cada vez más complejo
“Parecía una idea ganadora del premio Nobel”, dijo Franks, reflexionando sobre el atractivo inicial de la teoría. “Si estás privado de sueño, innumerables cosas salen mal: no recuerdas las cosas con claridad, la coordinación mano-ojo es deficiente. La idea de que tu cerebro está haciendo esta limpieza básica durante el sueño parece tener sentido”.
“Por supuesto, nos sorprendió mucho observar lo contrario en nuestros resultados”, dijo Franks. Sus hallazgos sugieren que la vigilia podría ser en realidad un momento más eficaz para limpiar las toxinas del cerebro.
Este segundo estudio no descarta la importancia del sueño. En cambio, desvía la atención hacia otras posibles explicaciones de sus efectos restauradores. Los investigadores especulan que la conexión entre la alteración del sueño y la demencia puede deberse a factores no relacionados con la eliminación de desechos, como el papel del sueño en la consolidación de la memoria y la reparación celular. Estos resultados diferentes subrayan la complejidad de los mecanismos de eliminación de desechos del cerebro y señalan la necesidad de más investigaciones.
Ambas perspectivas coinciden en una cosa: el sueño es vital para la salud, aunque sus funciones sigan siendo esquivas. Como dijo Wisden, “dormir bien ayuda a reducir el riesgo de demencia por razones distintas a la eliminación de toxinas”.
El estudio apareció en la revista Cell.
Fuente: ZME Science.