Sed controlada circadiana
WIKIMEDIA, TIIA MONTOEn ratones, justo antes de acostarse, las neuronas del reloj circadiano maestro liberan el neurotransmisor vasopresina para activar el centro de la sed del cerebro e incitar a los animales a beber, según un artículo publicado hoy (28 de septiembre) en Nature. El estudio representa la primera descripción mecánica de cómo este reloj impulsa el comportamiento en los mamíferos.
“El gran problema que [los autores] abordan es cómo el reloj circadiano se comunica con el resto del cerebro y el cuerpo ,” dijo el cronobiólogo Michael Antle de la Universidad de Calgary, Canadá, quien no participó en el estudio. «Sabemos que tenemos este reloj, sabemos que regula nuestro comportamiento y fisiología». . . pero no sabíamos cómo lo hacía”. añadió. «[Los autores] han hecho un trabajo fantástico en la búsqueda de este problema, y me impresionó mucho su minuciosidad».
Dormir, comer, temperatura corporal, orinar… .
Charles Bourque de la Universidad McGill en Montreal, Canadá, estudia cómo el cerebro de los mamíferos controla la homeostasis de los fluidos corporales, cómo le dice a los riñones que aumenten o disminuyan la producción de orina, induce la sensación de sed, etc. Durante el sueño, la ingesta de agua cesa, por lo que para evitar una posible deshidratación, los roedores aumentan su ingesta de líquidos inmediatamente antes de quedarse dormidos.
Bourque y sus colegas ahora han demostrado que este comportamiento de beber antes de dormir está controlado por el reloj, y han examinado cómo el SCN ejerce el control. En primer lugar, determinaron que el aumento de la ingesta de líquidos antes de dormir no estaba motivado por factores fisiológicos conocidos por inducir la sed, como el aumento de la temperatura corporal, el aumento de la osmolaridad sanguínea o la disminución del volumen sanguíneo. Luego, los investigadores descubrieron que las neuronas en el centro de la sed del cerebro, el organum vasculosum lamina terminalis (OVLT), eran más activas eléctricamente durante el período previo al sueño inmediato.
El equipo demostró que ciertas neuronas del SCN proyectaban su axones en el OVLT, y que estas neuronas del SCN mostraron un aumento de la actividad previa al sueño similar al de las células del OVLT.
Usando técnicas optogenéticas, el equipo demostró que la estimulación de las neuronas del SCN que se proyectan al OVLT en los ratones vivos impulsaron a los animales a aumentar su consumo de agua independientemente de la hora del día. La inhibición optogenética de las mismas neuronas durante la fase previa al sueño, por otro lado, impidió que los animales bebieran como lo harían normalmente.
Han hecho un excelente trabajo. . . uniendo los puntos, neuroanatómicamente, dijo el neurobiólogo Michael Hastings del MRC Laboratory of Molecular Biology en el Reino Unido que no participó en el estudio.
Las neuronas del SCN que controlan la actividad de OVLT expresaron el neurotransmisor vasopresina, y los investigadores demostraron que que este péptido era tanto necesario como solo suficiente para activar la actividad de OVLT. Queda por determinar si la vasopresina regula todas las funciones controladas por el ritmo circadiano. El SCN expresa una variedad de transmisores, por lo que es posible que ciertas funciones circadianas requieran otras moléculas.
Bourque le dijo a The Scientist que él y sus colegas esperaban que el neurotransmisor GABA fuera responsable para el comportamiento de beber, porque la mayoría de las neuronas del SCN lo expresan. (Relativamente pocos expresan vasopresina.)
El hallazgo de que la vasopresina llevó a los ratones a beber dio un giro interesante a la historia de la homeostasis de líquidos. Aparte de su papel como neurotransmisor, la vasopresina es una hormona producida por la glándula pituitaria, explicó Bourque. Y, en esa capacidad, la vasopresina suprime la producción de orina en los riñones. Por lo tanto, como neurotransmisor y hormona, la vasopresina promueve dos formas diferentes de mantenerse hidratado, una conductual y una fisiológica.
Es realmente intrigante, dijo Hastings. ¿Es solo una peculiaridad? ¿Una coincidencia? ¿O hay algo acerca de la vasopresina y el equilibrio hídrico que se remonta a nuestros orígenes evolutivos anteriores?
En este momento, dijo Bourque, no tengo una respuesta a esa pregunta.
C. Gizowski et al., La neurotransmisión de vasopresina impulsada por el reloj media la sed anticipatoria antes de dormir, Nature, doi:10.1038/nature19756, 2016.
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