Una nueva investigación sugiere que la profundidad del sueño puede afectar la capacidad del cerebro para eliminar eficazmente desechos y proteínas tóxicas.
Como el sueño suele volverse cada vez más ligero y fragmentado a medida que envejecemos, el estudio refuerza y quizá explique los vínculos entre el envejecimiento, la falta de sueño y el mayor riesgo de padecer la enfermedad de Alzheimer.
«El sueño es fundamental para el funcionamiento del sistema de eliminación de desechos del cerebro, y este estudio demuestra que cuanto más profundo es el sueño, mejor», afirma Maiken Nedergaard, codirectora del Centro de Neuromedicina Traslacional del Centro Médico de la Universidad de Rochester (URMC) y autora principal del estudio.
«Estos hallazgos también se suman a las pruebas, cada vez más claras, de que la calidad del sueño o la falta de sueño pueden predecir la aparición del Alzheimer y la demencia».
El estudio, publicado en la revista Science Advances, indica que la actividad cerebral y cardiopulmonar lenta y constante asociada al sueño profundo no REM es óptima para el funcionamiento del sistema glinfático, el proceso exclusivo del cerebro para eliminar desechos. Los hallazgos también podrían explicar por qué algunas formas de anestesia pueden causar deterioro cognitivo en adultos mayores.
Eliminar los desechos
Nedergaard y sus colegas describieron por primera vez en 2012 el sistema glinfático, hasta entonces desconocido. Antes de ese momento, los científicos no entendían del todo cómo eliminaba los desechos el cerebro, que mantiene su propio ecosistema cerrado. El estudio reveló un sistema de conductos que se sirve de los vasos sanguíneos y bombea líquido cefalorraquídeo (LCR) a través del tejido cerebral para eliminar los desechos. Un estudio posterior demostró que este sistema funciona principalmente mientras dormimos.
Dado que la acumulación en el cerebro de proteínas tóxicas, como la beta amiloide y la tau, está asociada con la enfermedad de Alzheimer, los investigadores han planteado que el deterioro del sistema glinfático debido a las alteraciones del sueño podría contribuir al desarrollo de la enfermedad. Esto concuerda con las observaciones clínicas que muestran una asociación entre la falta de sueño y un mayor riesgo de padecer Alzheimer.
En el estudio actual, los investigadores realizaron experimentos con ratones anestesiados mediante seis protocolos anestésicos distintos. Mientras los animales estaban bajo anestesia, registraron la actividad eléctrica cerebral, la actividad cardiovascular y el flujo depurador de LCR a través del cerebro.
El equipo observó que una combinación de los fármacos ketamina y xilacina (K/X) reproducía con mayor fidelidad la actividad eléctrica cerebral lenta y constante y la frecuencia cardíaca baja asociadas al sueño profundo no REM. Además, la actividad eléctrica en los cerebros de los ratones que recibieron K/X parecía ser óptima para el funcionamiento del sistema glinfático.
«Las ondas sincronizadas de actividad neuronal durante el sueño profundo de ondas lentas, en particular los patrones de descarga que avanzan desde la parte frontal del cerebro hacia la posterior, coinciden con lo que sabemos sobre el flujo de LCR en el sistema glinfático», afirma Lauren Hablitz, investigadora posdoctoral en el laboratorio de Nedergaard y autora principal del estudio.
«Al parecer, las sustancias químicas que intervienen en la descarga de las neuronas, concretamente los iones, impulsan un proceso de ósmosis que ayuda a arrastrar el líquido a través del tejido cerebral».
Nuevas preguntas
El estudio plantea varias preguntas clínicas importantes. Además, refuerza el vínculo entre el sueño, el envejecimiento y la enfermedad de Alzheimer. Los investigadores ya sabían que, al envejecer, resulta más difícil lograr de forma constante un sueño profundo no REM, y este estudio reafirma la importancia del sueño profundo para el correcto funcionamiento del sistema glinfático.
El estudio también demuestra que mejorar el sueño puede modificar el sistema glinfático, un hallazgo que podría apuntar a posibles enfoques clínicos para las poblaciones en riesgo, como la terapia del sueño u otros métodos para mejorar su calidad.
Además, como varios de los compuestos utilizados en el estudio eran análogos a los anestésicos empleados en entornos clínicos, el estudio también arroja luz sobre las dificultades cognitivas que suelen experimentar los pacientes mayores después de una operación y apunta a clases de fármacos que podrían ayudar a evitar este fenómeno. Los ratones del estudio expuestos por los investigadores a anestésicos que no inducían una actividad cerebral lenta presentaron una menor actividad glinfática.
«El deterioro cognitivo después de la anestesia y la cirugía es un problema importante», afirma el coautor Tuomas Lilius, del Centro de Neuromedicina Traslacional de la Universidad de Copenhague, en Dinamarca. «Un porcentaje considerable de los pacientes de edad avanzada que se someten a una operación atraviesa un período posoperatorio de delirio o presenta un deterioro cognitivo nuevo o agravado al recibir el alta».
