Una nueva investigación detalla cómo el complejo conjunto de dinámicas moleculares y de fluidos que componen el sistema glifático, el proceso único de eliminación de desechos del cerebro, se sincroniza con el reloj interno maestro que regula el ciclo sueño-vigilia. Estos hallazgos sugieren que las personasque dependen de dormir durante las horas del día tienen un mayor riesgo de desarrollar trastornos neurológicos.
"Estos hallazgos muestran que la función del sistema glifático no se basa únicamente en el sueño o la vigilia, sino en los ritmos diarios dictados por nuestro reloj biológico", dijo el neurocientífico Maiken Nedergaard, MD, DMSc., Codirector del Centro de Neuromedicina Traslacionalen el Centro Médico de la Universidad de Rochester URMC y autor principal del estudio, que aparece en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
Los hallazgos se suman a una comprensión cada vez mayor del funcionamiento y función del sistema glifático, el proceso autónomo de eliminación de desechos del cerebro que fue descubierto por primera vez en 2012 por investigadores en el laboratorio de Nedergaard. El sistema consiste en una red de tuberías que sigue laruta de los vasos sanguíneos y bombea líquido cefalorraquídeo LCR a través del tejido cerebral, eliminando los desechos. Una investigación unos años más tarde mostró que el sistema glifático funciona principalmente mientras dormimos.
Desde esos descubrimientos iniciales, el laboratorio de Nedergaard y otros han demostrado el papel que desempeñan la presión arterial, la frecuencia cardíaca, el ritmo circadiano y la profundidad del sueño en la función del sistema glifático y en la señalización química que se produce en el cerebro para encender y encender el sistema.También han demostrado cómo la interrupción del sueño o el trauma pueden hacer que el sistema se descomponga y permitir que las proteínas tóxicas se acumulen en el cerebro, dando lugar potencialmente a una serie de enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer.
El vínculo entre los ritmos circadianos y el sistema glifático es el tema del nuevo artículo. Los ritmos circadianos, un reloj interno de 24 horas que regula varias funciones importantes, incluido el ciclo sueño-vigilia, se mantienen en una pequeña área deel cerebro llamado núcleo supraquiasmático.
En el nuevo estudio, que se realizó en ratones, los investigadores mostraron que cuando los animales estaban anestesiados durante todo el día, su sistema glifático aún funcionaba solo durante su período de descanso típico: los ratones son nocturnos, por lo que su ciclo de sueño-vigilia es elopuesto a los humanos.
"Los ritmos circadianos en los seres humanos están sintonizados en un ciclo de día-vigilia, noche-sueño", dijo Lauren Hablitz, Ph.D., primera autora del nuevo estudio y profesora asistente de investigación en el Centro URMC de Neuromedicina Traslacional ".Debido a que este momento también influye en el sistema glifático, estos hallazgos sugieren que las personas que dependen de las siestas durante el día para recuperar el sueño o trabajan en el turno de noche pueden estar en riesgo de desarrollar trastornos neurológicos. De hecho, la investigación clínica muestra que las personas quedependen de dormir durante las horas del día tienen un riesgo mucho mayor de contraer Alzheimer y demencia, junto con otros problemas de salud ".
El estudio destaca las células llamadas astrocitos que desempeñan múltiples funciones en el cerebro. Se cree que los astrocitos en el núcleo supraquiasmático ayudan a regular los ritmos circadianos. Los astrocitos también sirven como guardianes que controlan el flujo de LCR a través del sistema nervioso central. Los resultadosdel estudio sugieren que la comunicación entre astrocitos en diferentes partes del cerebro puede compartir el objetivo común de optimizar la función del sistema glifático durante el sueño.
Los investigadores también encontraron que durante la vigilia, el sistema glifático desvía el LCR a los ganglios linfáticos del cuello. Debido a que los ganglios linfáticos son estaciones clave en la regulación del sistema inmunológico, la investigación sugiere que el LCR puede representar un "reloj fluido" queayuda a despertar la capacidad del cuerpo para combatir infecciones durante el día.
"Establecer un papel para la comunicación entre los astrocitos y los impactos significativos del tiempo circadiano en la dinámica de depuración glifática representa un paso importante en la comprensión del proceso fundamental de regulación de la depuración de residuos en el cerebro", dijo Frederick Gregory, Ph.D., director del programapara la Oficina de Investigación del Ejército, que ayudó a financiar la investigación y es un elemento del Laboratorio de Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU. ". Este conocimiento es crucial para desarrollar futuras contramedidas que compensen los efectos nocivos de la privación del sueño y aborden el futuro de múltiples dominiosrequisitos de operaciones militares para que los soldados mantengan el desempeño durante períodos más largos sin la capacidad de descansar ".
Los coautores adicionales del estudio incluyen a Virginia Pla, Michael Giannetto, Hanna Vinitsky, Tanner Metcalfe, Rebecca Nguyen y Abdellatif Benrais de URMC y Filip Staeger de la Universidad de Copenhague. El Centro de Neuromedicina Traslacional mantiene laboratorios en Rochester yCopenhague. El estudio fue financiado con fondos de la Oficina de Investigación del Ejército, el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares, el Instituto Nacional del Envejecimiento y las Fundaciones Novo Nordisk y Lundbeck.
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Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Rochester . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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