Desde hace una década, algunos neurocientíficos sostienen que el cerebro se lava a sí mismo mientras dormimos, a través del llamado sistema glinfático. Sin embargo, un nuevo estudio con ratones desafía esta popular teoría.
La pregunta de por qué dormimos ha fascinado a científicos y filósofos durante siglos, y aunque, todos necesitamos dormir, nadie ha dado todavía con una respuesta que satisfaga por completo a la comunidad científica. Aun así, la neurociencia ha identificado varias funciones esenciales que el sueño cumple para la salud y el bienestar general. Estos cometidos abarcan aspectos físicos, mentales y emocionales, lo que refleja la importancia vital del sueño en las vidas de los seres humanos y los animales.
Sin ir más lejos, durante el sueño, especialmente en las fases de sueño profundo y REM (movimiento rápido de los ojos), el encéfalo procesa y consolida nuevas memorias. También permite que el cerebro reorganice y regule la fuerza de las conexiones sinápticas, un proceso conocido como poda sináptica. Esta reorganización sináptica resulta crucial para mantener la plasticidad cerebral y optimizar el procesamiento de información al día siguiente.
Un sueño de calidad nos protege de la depresión, la ansiedad y el estrés
Lograr una cantidad suficiente de sueño de calidad en los momentos correctos puede ayudar a salvaguardar la salud mental. Numerosos estudios demuestran que el sueño afecta a la regulación de las emociones; y su carencia puede hacer que las personas sean más reactivas a los estímulos negativos y que estén más expuestas a los trastornos del estado de ánimo, como la depresión y la ansiedad.
Por otro lado, planchar la oreja convenientemente ayuda a mejorar la resiliencia frente al estrés.
Y qué decir de la salud física. El sueño promueve la reparación y el crecimiento de los tejidos, impulsa la síntesis de proteínas y la liberación de hormonas de crecimiento e influye directamente en la función del sistema inmune. Mientras dormimos, se modula la síntesis de determinadas citocinas, que regulan la respuesta de las defensas del organismo, como es el caso de la proteína C reactiva, la interleucina (IL)-6 y el factor de necrosis tumoral (TNF).
En este sentido, el insomnio crónico altera el metabolismo y puede hacer que aumente la secreción de las citadas citocinas, lo que hace que se active el factor NF-κB, una proteína clave en la respuesta inmunitaria. Como demuestran algunos estudios, la regulación defectuosa del NF-kB puede debilitar el sistema inmunitario y convertirse en un factor de riesgo para el cáncer, las enfermedades inflamatorias y autoinmunes, el shock séptico y las infecciones virales.
Durante el sueño, el cerebro se deshace de los desechos y toxinas acumuladas durante la vigilia
La falta de sueño también afecta a las hormonas que regulan el apetito y el metabolismo de los alimentos, lo que puede conducir a un aumento de peso y a un mayor riesgo de sufrir enfermedades metabólicas, caso de la diabetes de tipo 2.
Por último, cuando caemos en brazos de Morfeo el organismo activa el llamado sistema glinfático, que limpia el cerebro de toxinas y desechos metabólicos acumulados durante la vigilia. Los defensores de la denominada teoría glinfática afirman que los trastornos del sueño altera este proceso, lo que tal vez podría exacerbar, si no causar, la enfermedad de Alzheimer, que se caracteriza por la acumulación en el cerebro de una proteína conocida como beta amiloide, y de otros trastornos cerebrales.
Una red de canales microscópicos llenos de líquido que elimina las toxinas de la sesera.
En 2012, Maiken Nedergaard y sus colegas de la Universidad de Rochester en Nueva York (EE. UU.) informaron en la revista Science Translational Medicine del hallazgo de una red de canales microscópicos llenos de líquido que elimina las toxinas del cerebro, del mismo modo que el sistema linfático retira los residuos metabólicos del resto del cuerpo.
En lugar de transportar linfa, este sistema transporta líquido cefalorraquídeo —un líquido incoloro que baña el encéfalo y la médula espinal— cargado de residuos. Antes del descubrimiento de este sistema de limpieza cerebral, el único método conocido de nuestra sesera para deshacerse de la basura celular consistía en descomponerla y reciclarla dentro de cada célula.
El sistema glinfático utiliza los astrocitos o neuronas estrelladas —las principales y más numerosas células gliales— para facilitar la eliminación de la basura celular. Los astrocitos rodean los vasos sanguíneos y forman una especie de canal que permite que el líquido cefalorraquídeo fluya a través del tejido cerebral, rodeando los vasos sanguíneos y lavando las células cerebrales.
Una limpieza que nos protegería del alzhéimer y otras enfermedades neurodegenerativas
Algunos estudios apuntan que, al limpiar regularmente el cerebro, el sistema glinfático contribuye a mantener un ambiente interno saludable, lo cual es crucial para el funcionamiento óptimo de la máquina pensante. Y al ayudar a hacer desaparecer proteínas dañinas y otros desechos, podría jugar un papel nada desdeñable en la prevención de determinadas enfermedades neurodegenerativas.
Nedergaard y su colega Steven Goldman, del Centro de Neuromedicina Traslacional, en la Universidad de Copenhague (Dinamarca), plantearon en 2020 la hipótesis de que la insuficiencia glinfática es algo común en el desarrollo del alzhéimer y otras enfermedades del cerebro, como el párkinson, la enfermedad de Huntington, las atrofias multisistémicas y la demencia frontotemporal.
Pero en los últimos años, varios grupos de científicos han cuestionado algunos aspectos de la teoría glinfática. Es el caso de Alex J. Smith y Alan S. Verkman, ambos de la Universidad de California en San Francisco, que hace cinco años cuestionaban en la revista FASEB Journal los principales aspectos mecanicistas de la hipótesis glinfática.
Limpieza de día, limpieza de noche
Ahora, un nuevo estudio publicado en la revista Nature Neuroscience por neurocientíficos del Imperial College de Londres (Reino Unido) afirma que el cerebro del ratón elimina pequeñas moléculas fluorescentes, previamente inyectadas por los científicos, de manera más eficiente mientras el roedor está despierto que cuando está dormido o bajo los efectos de la anestesia. Según los investigadores, el sistema glinfático es capaz de seguir limpiando el cerebro, pero el sueño ralentiza esta limpieza.
Pero ¿cómo explicar resultados tan opuestos? Para no entrar en un debate acalorado, algunos científicos prefieren mirar hacia otro lado hasta que se realicen nuevos ensayos que inclinen la balanza hacia una de las tesis.
Otros consideran que estamos ante un duro revés a la teoría glinfática, y los hay que aseguran que los métodos del nuevo trabajo son tan diferentes a los empleados con anterioridad que carecen de la fuerza suficiente para cuestionar lo establecido de forma convincente. Así lo expresa Kristian Eide, de la Universidad de Oslo (Noruega), en la revista Science: «Cuando se critica un concepto que existe desde hace tiempo, el diseño debe ser aún mejor».
La prueba del tinte
En los experimentos originales con ratones, Nedergaard y su equipo inyectaron un tinte en la cisterna magna, uno de los mayores espacios llenos de líquido (cisternas) en el cerebro. Se halla ubicada a la altura de la nuca, en la base del cráneo, detrás del bulbo raquídeo y debajo del cerebelo.
La cisterna magna desempeña un papel crucial en la circulación del líquido cefalorraquídeo. Este fluye desde los ventrículos cerebrales hacia la cisterna magna y desde allí se redistribuye alrededor del cerebro y la médula espinal, lo que proporciona amortiguación y protección contra lesiones.
Recordemos que el líquido cefalorraquídeo cumple varias funciones importantes para conservar la salud encefálica. Además de ayudar a mantener el cerebro flotando dentro del cráneo, actúa como un amortiguador que protege el cerebro y la médula espinal contra lesiones. También suministra nutrientes esenciales a las células nerviosas, facilita la transmisión de señales químicas y eléctricas entre diferentes partes del sistema nervioso central y conduce desechos hacia el torrente sanguíneo.
Una red de pequeños vasos glifáticos entre las neuronas
Nedergaard y sus colegas utilizaron un microscopio de excitación de dos fotones para medir la entrada del tinte al cerebro y su propagación a través de este. Comprobaron que la afluencia era mayor cuando los ratones estaban dormidos o bajo anestesia que cuando estaban despiertos, lo que permitió que el tinte penetrara a través del cerebro.
Esta observación llevó a los investigadores a concluir que fluía más líquido a través del cerebro y drenaba hacia la sangre o los vasos linfáticos. Nedergaard propuso que este flujo se basaba en el bombeo de líquido a través de los pequeños vasos glifáticos entre las neuronas que su equipo había identificado en un estudio anterior.
Cuando Nicholas Franks, especialista en anestesia del Imperial College de Londres, se embarcó en el estudio que ahora se publica en la revista Nature Neuroscience, su intención no era refutar la hipótesis glifática de Nedergaard. De hecho, como comenta en esta revista, se sintió atraído por la idea de que un equipo de barrenderos biológicos limpiara el cerebro mientras dormimos.
Pero se preguntaba si la entrada de colorante registrada por el equipo de Nedergaard era un indicador fiable de la salida, que, según Franks, sería imposible medir directamente rastreando cada vaso sanguíneo o linfático o cada posible punto de salida del cerebro.
El cerebro, un cubo lleno de agujeros
Este anestesista compara el encéfalo con un cubo lleno de agujeros en el que el nivel de agua es la cantidad de colorante que penetra. El nivel aumentará si el agua se vierte más rápido en el cubo, es decir, si el cerebro absorbe más líquido encefalorraquídeo durante el sueño. Pero también aumentará si el orificio del fondo se reduce, es decir, si disminuye el caudal de agua efluente. Y es difícil distinguir ambas cosas.
Franks y sus colegas echaron mano de una técnica diferente a la que usó Nedergaard, también indirecta, para deducir el flujo de líquido cefalorraquídeo. Inyectaron colorante fluorescente directamente en el cerebro de ratones a través del putamen caudalado o cuerpo estriado —una estructura del cerebro— y midieron su concentración con un sensor situado en otra parte del encéfalo, alejada del lugar de la inyección.
El sensor reveló mucho menos volumen de tinte cuando los ratones estaban despiertos que cuando se hallaban dormidos o anestesiados, lo que sugiere que las moléculas abandonaban el cerebro más rápidamente, según podemos leer en Nature Neuroscience.
A la vista de los resultados, el misterio de cómo se eliminan los metabolitos y las toxinas del cerebro sigue abierto.
