¿Reiniciando el cerebro? Nuevo sistema descubierto.
Investigaciones recientes muestran que una función importante para el sueño puede ser facilitar las funciones de limpieza del cerebro. Los productos de desecho y los detritus del pensamiento diario pueden eliminarse durante el sueño nocturno. Esta función de limpieza permite que nuestros cerebros funcionen correctamente y puede explicar por qué generalmente nos sentimos más brillantes y felices por las mañanas.
Otros órganos y tejidos se “limpian” utilizando el sistema linfático que casi funciona como un sistema de alcantarillado para el cuerpo. El sistema linfático no se extiende al cerebro. La llamada “barrera hematoencefálica” limita los intercambios de canales de fluido entre el cerebro y el resto del cuerpo para proteger el cerebro.
El fluido extracelular en el cerebro, la humedad entre las neuronas, es parte de un sistema que esencialmente vacía el cerebro y elimina el desperdicio. Esto se ha llamado el sistema glymphatic. Anteriormente se pensó que los productos de desecho se metabolizaban y descomponían por las propias neuronas y los resultados de esa descomposición se llevaban a los capilares y finalmente se eliminaban por los riñones.
Es posible que haya oído hablar de la proteína cerebral beta-amiloide, presente en altos niveles de cerebros con la enfermedad de Alzheimer. ¿Cómo un cuerpo sano sin Alzheimer elimina el beta-amiloide? Con este nuevo modelo, esa proteína y otros productos de desecho son eliminados por el sistema glifático.
El espacio intersticial constituye aproximadamente el 20% del volumen del cerebro, pero esa fracción varía a lo largo del día y de la noche. Durante el sueño, este espacio aumenta hasta en un 60% en volumen.
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Esto nos da una pista sobre a qué puede deberse la función restauradora del sueño, o al menos parte de la función restauradora. Este enrojecimiento del sistema glifático eliminó los productos metabólicos de desecho que son potencialmente neurotoxinas. Estos productos incluyen proteínas β-amiloides que se sospecha fuertemente que juegan un papel en la enfermedad de Alzheimer.
Hace tiempo que sabemos que tener sueño reduce su capacidad mental y su capacidad de adquirir nuevas habilidades y conocimientos. La privación del sueño reduce la capacidad cognitiva. ¿Pero por qué?
Los experimentos en ratones muestran que a nivel de células cerebrales microscópicas, la somnolencia y la deuda de sueño afectan el cerebro. Las dendritas de células nerviosas, la extensión que ayuda a conectar una célula nerviosa a otras células nerviosas, crecieron a un ritmo más lento en ratones somnolientos. La tasa de crecimiento se correlacionó con la forma en que los ratones aprendieron nuevas tareas.
Incluso en ratones en vigilia, la tasa de crecimiento fue mayor cuando el animal dormía lo suficiente en comparación con la tasa en animales privados de sueño. En los ciclos normales de sueño / vigilia fuera de un entorno de aprendizaje abrupto, las dendritas tienden a desaparecer durante el sueño y la forma durante el despertar. Además, los investigadores pudieron ver las dendritas crecer cuando los ratones aprendieron nuevas tareas. En el ciclo de onda lenta del período de sueño que siguió, estas nuevas dendritas “volvieron a dispararse”, lo que proporciona una fuerte evidencia de la hipótesis de que este crecimiento es crítico en la formación de nuevos recuerdos.
Si esta nueva teoría resulta ser cierta, podría significar que la recuperación del sueño no es tan eficiente como se pensaba anteriormente. Hemos declarado en Sleepdex que una o dos noches de sueño de recuperación es suficiente para superar la falta de sueño.
El aspecto atractivo de esta hipótesis es que, además de estar respaldado por pruebas de laboratorio, ayuda a explicar el papel del sueño tanto en la formación de la memoria como en la función restauradora general del cerebro y explica por qué la privación del sueño reduce la capacidad cognitiva. También podría ser otra razón para la evolución del sueño.
La hipótesis puede explicar en parte por qué los animales más grandes duermen menos que los más pequeños. Los cerebros más grandes tienen más espacio intersticial y pueden permanecer despiertos durante más tiempo antes de que se requiera la función de limpieza del sueño.
El sistema glifático está compuesto de células gliales (un tipo de célula común en el sistema nervioso) y en particular un tipo de célula llamada astrocitos.
Hace tiempo que se sabe que el líquido cefalorraquídeo se encuentra entre la cabeza y el resto del cuerpo. Los científicos incluso examinan el líquido cefalorraquídeo en busca de pistas sobre lo que está sucediendo en el cerebro. En la hipótesis del sistema glifático, este fluido es el medio mismo del lavado del cerebro.
Esto aumenta la posibilidad de que un sistema glymphatic defectuoso cause, o al menos aumente, el riesgo de tener Alzheimer.
¿Esto significa que la privación crónica del sueño puede aumentar el riesgo de demencia? Nadie dice eso todavía, pero ciertamente sugiere una posible conexión. Una razón más para dormir lo suficiente.
FUENTE:
El sistema glifático y cómo se eliminan los desechos metabólicos del cerebro
Mientras que el cerebro duerme, elimina las toxinas dañinas, un proceso que puede reducir el riesgo de Alzheimer, dicen los investigadores.
Durante el sueño, el flujo de líquido cefalorraquídeo en el cerebro aumenta dramáticamente, eliminando las dañinas proteínas de desecho que se acumulan entre las células del cerebro durante las horas de vigilia, encontró un estudio de ratones.
“Es como un lavaplatos”, dice la Dra. Maiken Nedergaard, profesora de neurocirugía en la Universidad de Rochester y autora del estudio en Science.
Los resultados parecen ofrecer la mejor explicación hasta el momento de por qué los animales y las personas necesitan dormir. Si esto resulta ser cierto también en humanos, podría ayudar a explicar una asociación misteriosa entre los trastornos del sueño y las enfermedades cerebrales, incluido el Alzheimer.
Nedergaard y un equipo de científicos descubrieron el proceso de limpieza mientras estudiaban los cerebros de los ratones dormidos.
Los científicos notaron que durante el sueño, el sistema que hace circular el líquido cefalorraquídeo a través del cerebro y el sistema nervioso estaba “bombeando líquido al cerebro y extrayendo fluido del cerebro a un ritmo muy rápido”, dice Nedergaard.
El equipo descubrió que este aumento de flujo era posible en parte porque cuando los ratones se dormían, sus células cerebrales en realidad se encogían, lo que facilitaba la circulación del fluido. Cuando un animal se despertó, las células del cerebro se agrandaron nuevamente y el flujo entre las células se redujo a un chorrito. “Es casi como abrir y cerrar un grifo”, dice Nedergaard. “Es así de dramático”.
El equipo de Nedergaard, que es financiado por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares, había demostrado previamente que este líquido estaba transportando productos de desecho que se acumulan en los espacios entre las células cerebrales.
El proceso es importante porque lo que se borra durante el sueño son las proteínas de desecho que son tóxicas para las células del cerebro, dice Nedergaard. Esto podría explicar por qué no pensamos claramente después de una noche sin dormir y por qué una falta prolongada de sueño en realidad puede matar a un animal o una persona, dice ella.
Entonces, ¿por qué el cerebro no hace este tipo de tareas domésticas todo el tiempo? Nedergaard cree que es porque la limpieza requiere mucha energía. “Probablemente no sea posible para el cerebro limpiarse a sí mismo y al mismo tiempo [ser] consciente del entorno y hablar y moverse, y así sucesivamente”, dice.
El proceso de limpieza del cerebro se ha observado en ratas y mandriles, pero aún no en humanos, dice Nedergaard. Aun así, podría ofrecer una nueva forma de entender las enfermedades cerebrales humanas, incluida la enfermedad de Alzheimer. Esto se debe a que uno de los productos de desecho que se extrae del cerebro durante el sueño es la beta amiloide, la sustancia que forma placas adhesivas asociadas con la enfermedad.
Probablemente no sea una coincidencia, dice Nedergaard. “No es interesante que la enfermedad de Alzheimer y todas las demás relacionadas con la demencia estén relacionadas con los trastornos del sueño”, dice.
Los investigadores que estudian el Alzheimer dicen que la investigación de Nedergaard podría ayudar a explicar una serie de hallazgos recientes relacionados con el sueño. Una de ellas implica cómo el sueño afecta los niveles de beta amiloide, dice Randall Bateman, profesor de neurología de la Universidad de Washington en St. Louis, que no participó en el estudio.
“Las concentraciones de beta amiloide continúan aumentando mientras una persona está despierta”, dice Bateman. “Y luego, después de que las personas se duermen, la concentración de beta amiloide disminuye. Este informe proporciona un mecanismo hermoso por el cual esto puede estar sucediendo”.
El informe también ofrece una sugerencia tentadora de un nuevo enfoque para la prevención del Alzheimer, dice Bateman. “Aumenta la posibilidad de que uno sea capaz de controlar el sueño de una manera que mejore el aclaramiento del beta amiloide y ayude a prevenir la amiloidosis que creemos que puede conducir a la enfermedad de Alzheimer”.
FUENTE:
Los cerebros se barren limpios de toxinas durante el sueño
Dormir de costado, en lugar de su espalda o estómago, puede ser la mejor manera de librar a su cerebro de los desechos. Incluso puede ayudar a reducir las posibilidades de desarrollar Alzheimer, Parkinson y otras enfermedades neurológicas.
Los investigadores utilizaron imágenes de resonancia magnética (IRM) de contraste dinámico para obtener imágenes de la vía glifática del cerebro, un sistema complejo que elimina los desechos y otros solutos químicos nocivos del cerebro.
Una posición lateral para dormir es la mejor posición para eliminar de forma más eficiente los desechos del cerebro. También es la forma más común de dormir para humanos y muchos otros animales. Según los investigadores, la acumulación de sustancias químicas residuales en el cerebro puede contribuir al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer y otras afecciones neurológicas.
Los investigadores han utilizado resonancia magnética de contraste durante varios años para examinar la vía glifatica en modelos de roedores. El método ayuda a identificar y definir la vía glifática, donde el líquido cefalorraquídeo (CSF) se filtra a través del cerebro y se intercambia con fluido intersticial (ISF) para eliminar el desecho, similar a la forma en que el sistema linfático del cuerpo elimina los desechos de los órganos.
POSTURA DEL CUERPO Y CALIDAD DE SUEÑO
Es durante el sueño que la vía glifática es más eficiente. Los desechos cerebrales incluyen amiloide β (amiloide) y proteínas tau, sustancias químicas que afectan negativamente los procesos cerebrales si se acumulan.
En el nuevo estudio, publicado en el Journal of Neuroscience , los investigadores utilizaron el método de contraste dinámico MRI junto con modelos cinéticos para cuantificar las tasas de cambio CSF-ISF en cerebros de roedores anestesiados en tres posiciones: lateral (lateral), propensa (abajo). y supino (arriba).
“El análisis nos mostró consistentemente que el transporte glifático era más eficiente en la posición lateral en comparación con las posiciones decúbito prono o decúbito prono”, dice Helene Benveniste, investigadora principal y profesora de anestesiología y radiología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stony Brook.
LA POSICIÓN MÁS POPULAR
Benveniste y el primer autor Hedok Lee, profesor asistente de anestesiología y radiología desarrollaron las posiciones de postura segura para los experimentos. Lulu Xie, Rashid Deane y Maiken Nedergaard, todos en la Universidad de Rochester, utilizaron microscopía de fluorescencia y trazadores radiactivos para validar los datos de MRI y evaluar la influencia de la postura corporal en la eliminación del amiloide del cerebro.
“Es interesante que la posición lateral del sueño ya es la más popular en humanos y en la mayoría de los animales, incluso en la naturaleza, y parece que hemos adaptado la posición lateral del sueño para limpiar de manera más eficiente nuestro cerebro de los desechos metabólicos que se acumularon mientras estamos despiertos “, dice Nedergaard.
FUENTE:
Dormir de lado puede limpiar el “desorden” en el cerebro – Futurity
