Una nueva investigación del Centro Médico de la Universidad de Rochester detalla cómo el conjunto de dinámicas moleculares y de fluidos que componen el sistema glinfático, una vía de limpieza de desechos del sistema nervioso central y del cerebro, están sincronizados con el sistema circadiano que regula los ciclos de sueño/vigilia. Estos hallazgos sugieren que las personas que trabajan a turnos durante la noche y tienen que dormir durante el día tienen un mayor riesgo de desarrollar trastornos neuronales.
Estos hallazgos se suman a una comprensión cada vez mayor del funcionamiento y de la función del sistema glinfático, el proceso de eliminación de residuos autónomo del cerebro que fue descubierto por primera vez en 2012 por los investigadores del laboratorio de Nedergaard. Este sistema consiste en una red de tuberías que sigue el camino de los vasos sanguíneos y bombea el líquido cefalorraquídeo a través del tejido cerebral, eliminando los residuos. Investigaciones posteriores mostraron cómo este sistema glinfático funciona principalmente mientras dormimos.
Desde estos descubrimientos iniciales, el laboratorio de Nedergaard y otros investigadores han demostrado el papel que juegan la presión sanguínea, la frecuencia cardiaca, el ritmo circadiano y la profundidad del sueño en la función del sistema glinfático y en las señales químicas que se producen para encender y apagar el sistema. También han mostrado cómo la interrupción del sueño o un traumatismo puede hacer que el sistema se descomponga y permita que las proteínas tóxicas se acumulen en el cerebro, dando lugar, potencialmente, a una serie de enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer.
Esta nueva investigación profundiza en el vínculo entre los ritmos circadianos y el sistema glinflático. Los ritmos circadianos, un reloj interno de 24 horas que regula varias funciones importantes incluyendo el ciclo sueño-vigilia, se mantienen en una pequeña área del cerebro llamada núcleo supraquiasmático.El nuevo estudio, que se llevó a cabo en ratones, demuestra que cuando los animales estaban anestesiados todo el día, sus sistema glinfático seguía funcionando sólo durante sus típicos periodo de descanso. Los ratones son nocturnos, por lo que su ciclo de sueño-vigilia es opuesto al de los humanos. Los resultados fueron recientemente publicados en la revista científica Nature Communications.
“Los ritmos circadianos en los humanos están sintonizados con un ciclo de despertar diurno y dormir durante la noche. Debido a que estos periodos también influyen en el sistema glinfático, los hallazgos sugieren que las personas que durante el día dependen de las siestas para recuperar el sueño o trabajan a turnos de noche puedan estar en riesgo de desarrollar trastornos neurológicos. De hecho, la investigación clínica muestra que los individuos que dependan de dormir durante las horas diurnas, tienen un mayor riesgo de padecer alzheimier y demencia junto con otros problemas de salud”, explica la Dra. Lauren Hablitz, primera autora del nuevo estudio y profesora asistente de investigación en el Centro de Neuromedicina Translacional del URMC.
El estudio destaca las células llamada “astrocitos”, las cuales 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 el líquido cefalorraquídeo a través del sistema nervioso central. Los resultados del estudio sugieren que la comunicación entre astrocitos en diferentes partes del cerebro puede compartir el objetivo común de optimizar la función del sistema glinfático durante el sueño.
Los investigadores también encontraron que durante la vigilia, el sistema glinfático desvía el líquido cefalorraquídeo a los ganglios linfáticos en el cuello. Debido a que los ganglios linfáticos son estaciones de paso clave en la regulación del sistema inmunológico, la investigación sugiere que el líquido cefalorraquídeo puede representar un «reloj de fluidos» que ayuda a despertar la capacidad del cuerpo para combatir las infecciones durante el día.
«Establecer un papel para la comunicación entre los astrocitos y los impactos significativos de la sincronización circadiana en la dinámica de depuración glinfática representa un paso muy importante en la comprensión del proceso fundamental de regulación de la eliminación de desechos en el cerebro”, explica Frederick Gregory, director de programa de la Oficina de Investigación del Ejército, que ayudó a financiar la investigación. “Este conocimiento es crucial para desarrollar futuras contramedidas que compensen los efectos nocivos de la privación del sueño y aborden los requisitos futuros de operaciones militares multidominio para que los soldados mantengan su desempeño durante períodos más largos sin la capacidad de descansar».
