Los ritmos circadianos ayudan en el proceso único de eliminación de desechos del cerebro

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Revisado por Emily Henderson, B.Sc.-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 de sueño-vigilia.

Estos hallazgos sugieren que las personas que 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 la neurocientífica Maiken Nedergaard, MD, DMSc., Codirectora del Centro de Neuromedicina Traslacional en el University of Rochester Medical Center (URMC) y autor principal del estudio, que aparece en la revista Nature Communications .

Los hallazgos se suman a una comprensión cada vez mayor del funcionamiento y la función del sistema glifático, el proceso de eliminación de desechos autónomo 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 el camino de los vasos sanguíneos y bombea líquido cefalorraquídeo (LCR) a través del tejido cerebral, eliminando los desechos. La 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 juegan 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 apagar 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 de sueño-vigilia, se mantienen en una pequeña área del cerebro llamada 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 todavía funcionaba solo durante su período de descanso típico: los ratones son nocturnos, por lo que su ciclo de sueño-vigilia es el opuesto al de los humanos. .

“Los ritmos circadianos en los seres humanos están sintonizados con un ciclo de sueño diurno y nocturno. Debido a que este momento también influye en el sistema glifático, estos hallazgos sugieren que las personas que dependen de las siestas de los gatos durante el día para recuperar el sueño o trabajan en el turno de noche pueden estar en riesgo de desarrollar trastornos neurológicos “. – Lauren Hablitz, Ph.D, primera autora del estudio y profesora asistente de investigación, Center for Translational Neuromedicine, University of Rochester Medical Center –

De hecho, la investigación clínica muestra que las personas que dependen 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 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 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 de fluidos” que ayuda 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 de programa de la Army Research Office, 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 los requisitos futuros de operaciones militares multidominio para que los soldados mantengan el rendimiento durante períodos más largos sin la capacidad de descansar”.

Vía: News-medical Fuente: Centro médico de la Universidad de Rochester


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