El sueño saludable puede depender de células cerebrales que se han pasado por alto durante mucho tiempo
Este es un astrocito, etiquetado con GFAP (rojo), Focal Adhesion Kinase (FAK) verde y tinción nuclear To-Pro (azul). Crédito: Nathan S. Ivey en TNPRC. Vía Wikipedia.
Para algo en lo que pasamos un tercio de nuestras vidas, todavía entendemos muy poco sobre cómo funciona el sueño, por ejemplo, ¿por qué algunas personas pueden dormir profundamente a pesar de cualquier perturbación, mientras que otras dan vueltas y vueltas regularmente durante horas cada noche? ¿Y por qué todos parecemos necesitar una cantidad diferente de horas de sueño para sentirnos descansados?
Durante décadas, los científicos han observado el comportamiento de las neuronas del cerebro para comprender la naturaleza del sueño. Ahora, sin embargo, los investigadores de la Universidad de California en San Francisco han confirmado que un tipo diferente de célula cerebral que ha recibido mucho menos estudio, los astrocitos, llamados así por su forma de estrella, puede influir en la duración y la profundidad del sueño de los animales. Los hallazgos podrían abrir nuevas vías para explorar las terapias de los trastornos del sueño y ayudar a los científicos a comprender mejor las enfermedades cerebrales relacionadas con los trastornos del sueño, como el Alzheimer y otras demencias, dicen los autores.
«Este es el primer ejemplo en el que alguien hizo un manipulación aguda y rápida de los astrocitos y demostró que realmente podía afectar el sueño», dijo Trisha Vaidyanathan, primera autora del estudio y estudiante de posgrado en neurociencia en la UCSF. «Eso posiciona a los astrocitos como un jugador activo en el sueño. Es realmente emocionante».
Cuando estamos despiertos, nuestros cerebros son una Babel de voces neuronales inconexas que parlotean entre sí para permitirnos trabajar en las tareas diarias de la vida. . Pero cuando dormimos, las voces de las neuronas de señalización se fusionan en un coro unificado de ráfagas, que los neurocientíficos llaman actividad de onda lenta. Investigaciones recientes han sugerido que los astrocitos, no solo las neuronas, pueden ayudar a desencadenar este cambio.
Los astrocitos, que comprenden aproximadamente del 25 al 30 por ciento de las células cerebrales, son un tipo de las llamadas células gliales que cubren el cerebro con innumerables zarcillos tupidos. Esta cobertura permite que cada astrocito individual escuche decenas de miles de sinapsis, los sitios de comunicación entre las neuronas. Las células abundantes se conectan entre sí a través de canales especializados, que los investigadores creen que pueden permitir que los astrocitos ubicados en todo el cerebro funcionen como una red unificada. Los astrocitos hiperconectados y ubicuos podrían impulsar la señalización sincronizada en las neuronas, como sugiere el nuevo estudio, publicado el 17 de marzo de 2021 en eLife.
«Esto podría brindarnos nuevos conocimientos no solo sobre el sueño sino en enfermedades en las que la desregulación del sueño es un síntoma», dijo la autora principal del estudio, Kira Poskanzer, Ph.D., profesora asistente en el Departamento de Bioquímica y Biofísica de la UCSF. «Tal vez algunas enfermedades están afectando a los astrocitos de una manera en la que no habíamos pensado antes».
Poskanzer y su equipo rastrearon los cambios en la actividad de ondas lentas en el cerebro de los ratones mientras manipulaban los astrocitos usando un fármaco que puede encender las células en animales modificados genéticamente. La actividad de ondas lentas se puede representar de la misma manera que las vibraciones de un terremoto se rayan en un sismógrafo. Cuando el cerebro está despierto, las huellas resultantes suelen ser un denso garabato de movimientos cortos y espasmódicos. Pero cuando la actividad de ondas lentas se activa durante ciertas etapas del sueño, la señal se ralentiza, subiendo y bajando perezosamente para crear un rastro con valles profundos y picos altos. Los investigadores descubrieron que activar los astrocitos condujo a una mayor actividad de ondas lentas y, por lo tanto, a dormir en los ratones.
Pero el equipo quería examinar el papel de los astrocitos con mayor detalle, preguntándose cómo estas células ejercen su influencia y qué aspectos de logran dormir.
Además de las uniones especializadas que unen a los astrocitos vecinos, estas células están repletas de una variedad de moléculas receptoras que les permiten responder a las señales provenientes de las neuronas y otros tipos de células a su alrededor. En el estudio, el equipo secuestró dos de estas moléculas, llamadas receptores Gi y Gq, y descubrió que cada una parecía controlar un aspecto distinto del sueño. La activación de los receptores Gq hizo que los animales durmieran más tiempo, pero no más profundamente, según las mediciones de ondas lentas, mientras que la activación de los receptores Gi los llevó a un sueño mucho más profundo sin afectar la duración del sueño.
«La profundidad y la duración son aspectos del sueño que a menudo se pasan por alto y se agrupan incluso en neurociencia», dijo Vaidyanathan. «Pero separar estos diferentes aspectos y cómo se regulan será importante en el futuro para crear tratamientos de sueño más específicos».
El equipo también descubrió que la actividad de los astrocitos tiene un largo alcance en el cerebro: desencadenar astrocitos en una parte de la corteza podría afectar el comportamiento neuronal en un punto distante. Los investigadores están ansiosos por profundizar en el alcance de esta influencia y continuar estudiando cómo los diferentes receptores astrocíticos trabajan juntos para afectar el sueño, dice Poskanzer.
«¿Qué se ha estado perdiendo la gente porque está ignorando esto?» grupo de células?» Ella se preguntó. «Las preguntas que no han sido respondidas hasta ahora en neurobiología del sueño tal vez no hayan sido respondidas porque no hemos estado buscando en los lugares correctos».
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Las células que detectan la actividad cerebral impulsan la necesidad de dormir en las moscas de la fruta Más información: Trisha V Vaidyanathan et al. Los astrocitos corticales regulan de forma independiente la profundidad y la duración del sueño a través de vías GPCR separadas, eLife (2021). DOI: 10.7554/eLife.63329 Información del diario: eLife
Proporcionado por la Universidad de California, San Francisco Cita: El sueño saludable puede depender de células cerebrales que se han pasado por alto durante mucho tiempo ( 2021, 22 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-healthy-long-overlooked-brain-cells.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.