El sueño es un estado conductual esencial en animales que van desde invertebrados hasta humanos. Es fundamental para la función inmune, el metabolismo estable, la reparación del cerebro, el aprendizaje y la memoria. En el transcurso de la vida, más del 30 por ciento de las personas experimentarán un sueñotrastorno, que se asocia con una serie de enfermedades, como el Alzheimer, la diabetes tipo 2 y la enfermedad cardiovascular.
Existe una creciente evidencia de que las células gliales o glía, que durante mucho tiempo se pensó que simplemente "apoyaban" las neuronas dentro del cerebro, en realidad son bastante importantes para diversos aspectos de la regulación del sueño. Gracias a la mosca de la fruta Drosophila melanogaster , los equipos de investigación de la Florida Atlantic University y la McGill University en Quebec han descubierto un nuevo mecanismo que regula el sueño que involucra la glía y su capacidad para manejar un ingrediente común que se encuentra en muchas bebidas energéticas.
Las moscas de la fruta comparten el 75 por ciento de los genes que causan enfermedades en los humanos y muestran todas las características conductuales y fisiológicas del sueño. Para el estudio, publicado en la revista Biología actual , los investigadores buscaron identificar nuevos genes que afectan el sueño y la vigilia en las moscas de la fruta. Con este enfoque, descubrieron un gen que codifica la proteína de transporte de membrana conocida como transportador de aminoácidos excitador 2 o Eaat2.
Descubrieron que Eaat2 promueve la vigilia en las moscas de la fruta al limitar la duración e intensidad de los períodos de sueño. También descubrieron que lo hace al controlar el movimiento de la taurina, el ingrediente que se encuentra en muchas bebidas energéticas, en las células gliales decerebro de mosca. En los humanos, la taurina se eleva constantemente en la sangre y la orina de las personas privadas de sueño, pero se desconoce si los niveles de taurina también cambian en el cerebro después de la privación del sueño.
Al igual que los humanos, las moscas de la fruta son muy activas durante el día y duermen durante la noche. Los autores descubrieron que la interrupción de Eaat2 en las moscas de la fruta causaba un exceso de somnolencia diurna.
"El sueño diurno está más fragmentado que el sueño nocturno, y la interrupción de la función Eaat2 condujo a un sueño diurno que imita el sueño típicamente observado solo durante la noche", dijo Bethany A. Stahl, Ph.D., autora principal del estudio y unbecario postdoctoral en el laboratorio de Alex C. Keene, Ph.D., profesor asociado de ciencias biológicas en la Facultad de Ciencias Charles E. Schmidt de la FAU y miembro de la Iniciativa de Ciencias de la Vida de Júpiter JSLI.
"Alrededor de 70 millones de estadounidenses sufren de trastornos del sueño, y creemos que aumentar la conciencia sobre la importancia de comprender los mecanismos fundamentales del sueño es un problema importante a nivel mundial", dijo Keene.
Para determinar el papel de Eaat2 en la regulación metabólica, los investigadores midieron simultáneamente el sueño y la producción de CO \ beta de moscas individuales.
"Creemos que la identificación de Eaat2 como un modulador del sueño será importante para los investigadores que estudian la regulación del sueño, los cambios en el metabolismo dependientes del sueño y tal vez los médicos que tratan a pacientes con trastornos del sueño", dijo Keene. "Sugiere que los investigadores del sueño necesitanmirar más allá del papel de las neuronas para examinar cómo las células gliales controlan nuestra regulación del sueño-vigilia ".
El equipo descubrió que Eaat2 funciona en células gliales específicas del cerebro de la mosca, en lugar de en las neuronas.
"Nuestra investigación agrega la vigilia a la creciente lista de comportamientos de la mosca de la fruta donde las células gliales juegan un papel regulador importante, que incluye ritmos circadianos, movimiento, cortejo, aprendizaje y memoria", dijo Emilie Peco, Ph.D., quien co-dirigió el estudio y es investigador asociado en el laboratorio de Don van Meyel, Ph.D., profesor de neurología en el Centro McGill para la Investigación en Neurociencia y el Programa BRaIN del Instituto de Investigación del Centro de Salud de la Universidad McGill.
Se demostró previamente que Eaat2 transportaba taurina. Por lo tanto, para probar si la taurina podría explicar cómo Eaat2 afecta el sueño, Stahl alimentó con taurina a algunas moscas y descubrió que dormían más durante el día que las moscas de control, pero solo si Eaat2 estaba presente.
"El estudio dirigido por el Dr. Stahl y el Dr. Peco se centra en los mecanismos fundamentales del sueño y las células gliales en las moscas, pero esperamos que nuestro descubrimiento impulse la investigación para determinar si un mecanismo que implique el transporte de taurina hacia y desde las células gliales podríainfluye en el sueño en los humanos ", dijo van Meyel." Incluso si no disfruta de las bebidas energéticas, hay mucha taurina en el cerebro humano, y lo que hace allí no se entiende tan bien ".
Los coautores del estudio son Sejal Davla, Ph.D., McGill University; y Kazuma Murakami, Ph.D. y Nicholàs A. Caicedo Moreno, Ph.D., ambos en FAU. La colaboración entre los equipos de FAUy McGill se desarrolló orgánicamente a partir del enfoque del laboratorio de Keene en la investigación del sueño y la experiencia del laboratorio de Van Meyel en células gliales y proteínas de transporte de membrana.
Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud NIH, los Institutos Canadienses de Investigación en Salud CIHR, el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Naturales de Canadá y la Fundación para la Innovación de Canadá.
JLSI tiene como objetivo desarrollar capacidades educativas y de investigación en ciencias de la vida en el campus John D. MacArthur de la FAU en Júpiter, y es un esfuerzo de colaboración entre el Colegio de Ciencias Charles E. Schmidt y el Colegio de Honor Harriet L. Wilkes.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Florida Atlantic University . Original escrito por Gisele Galoustian. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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