El siguiente artículo de María Konnikovajan apareció el 12 de enero de 2014 en la página SR1 de la edición del New York Times con el título: “Goodnight. Sleep Clean”.
El dormir parece ser una pérdida de tiempo perfecta. ¿Por qué nuestros cuerpos han evolucionado para pasar casi un tercio de nuestras vidas completamente fuera de ella, cuando en cambio podríamos estar haciendo algo realmente útil y emocionante? ¿Algo que podría ser menos letal y que nos pone en peligro si es que nos quedásemos dormidos en la savana?
“El dormir es algo tan peligroso cuando estamos en medio de la naturaleza salvaje” afirma Maiken Nedergaard, una bióloga danesa que ha liderado la investigación de la función del sueño en la Facultad de Medicina de la Universidad de Rochester, y sostiene también: “Sin lugar a dudas, el sueño tiene que tener una función evolutiva básica; de otra manera el sueño hubiese sido eliminado en el proceso”.
Sabemos desde hace un tiempo que el dormir es esencial para formar y consolidar memorias y que juega un rol central en la formación de nuevas conexiones neuronales y en el declive de las antiguas. Pero eso no pareciera ser suficiente para arriesgarse a morir devorado por un leopardo en la mitad de la noche. “Si dormir sirviese solo para recordar qué hicimos ayer, no sería lo suficientemente importante”, explica la Dra. Nedergaard.
En una serie de nuevos estudios publicados este otoño en The Journal Science, el laboratorio de Nedeergard parece estar echando nuevas luces en lo que sería “lo suficientemente importante”. Tal parece ser que el sueño juega un rol crucial en el mantenimiento fisiológico del cerebro. Mientras nuestro cuerpo duerme y descansa, el cerebro permanece bastante activo haciendo la función de conserje mental: está limpiando todo el desperdicio que se va acumulando con el pensar diario.
Recordemos qué pasa con nuestro cuerpo mientras nos ejercitamos, uno empieza lleno de energía, pero pronto nuestra respiración se vuelve dispareja, nuestros músculos se cansan y la estamina sigue el mismo curso. Lo que está sucediendo internamente es que el cuerpo no está siendo capaz de llevar el oxígeno lo suficientemente rápido a todos los músculos del cuerpo que lo necesitan y, en lugar de esto, se crea la energía necesaria de manera anaeróbica. Mientras que este proceso te permite continuar, un efecto secundario es la acumulación de subproductos tóxicos en las células musculares. Estos subproductos se limpian gracias al sistema linfático, permitiéndote volver a las funciones normales sin daño permanente.
El sistema linfático hace el papel de custodio del cuerpo: cuando se forma el deshecho, él está ahí para limpiarlo inmediatamente. El cerebro, sin embargo, está fuera del alcance del sistema linfático –sin importar que el cerebro utiliza casi un 20% de la energía del cuerpo. ¿Cómo es entonces que este deshecho –como los betamiloides, una proteína que se asocia con la enfermedad de Alzheimer– se limpia? ¿Qué sucede con todas las envolturas y sobras que embarran el cuarto cuando hemos terminado cualquier ejercicio y actividad mental?
“Pensemos en una pecera, si tienes una pecera, pero no tienes filtro, los peces eventualmente morirán. Entonces, ¿cómo se liberan las células mentales de todo este deshecho? ¿Dónde está el filtro?”, dice la Dra. Nedergaard.
Hasta hace unos años, el modelo prevaleciente se basaba en el reciclaje: el cerebro se hacía cargo de su propio deshecho, no solo de los betamiloides sino también de otros metabolitos, partiéndolos y reciclándolos en un nivel celular individual. Cuando ese proceso eventualmente fallaba, se traducía en un declive cognitivo relacionado con la edad tal como lo es la enfermedad de Alzheimer. “Eso no tenía ningún sentido”, afirma la Dra. Nedergaard y sostiene que: “el cerebro está demasiado ocupado para reciclar toda su energía”, en cambio, ella propone un cerebro equivalente al sistema linfático, una red de canales que limpian las toxinas con líquido cerebro-espinal. Ella lo llamó el Sistema Glinfático, dependiente de células gliales (las células que dan soporte y que trabajan mayormente para mantener la homeostasis y proteger las neuronas), y cuya función es una especie de paralelo al sistema linfático.
Ella no fue ni de cerca la primera en pensar en estos términos. “Esto se ha propuesto hace cien años, pero no existían las herramientas para el estudio apropiado”, sostiene. Sin embargo, ahora, con microscopios avanzados y técnicas de contraste, su equipo encontró que el espacio cerebral intersticial – el área llena de fluido entre células de tejido que toma alrededor del 20% del volumen total del cerebro– estaba principalmente dedicado a remover físicamente el desecho diario de las células.
Cuando miembros del equipo de Nedergaard inyectaron pequeños trazadores fluorescentes al fluido cerebroespinal de un ratón anestesiado, encontraron que los trazadores entraron rápidamente en el cerebro –y eventualmente salieron– a través de rutas muy predecibles.
El siguiente paso era observar cuándo y cómo, exactamente, el sistema glinfático hizo su labor. “Pensamos que este proceso de limpieza requeriría una cantidad tremenda de energía” afirmó la Dra. Nedergaard. “Y es así como nos preguntamos: quizás esto es algo que hacemos cuando estamos dormidos, cuando el cerebro no está realmente procesando información”.
En una serie de estudios con ratones, su equipo descubrió exactamente eso: cuando el cerebro de los ratones está dormido o bajo efecto de la anestesia, está ocupado limpiando el deshecho acumulado mientras estaba despierto.
En el cerebro de un ratón, el espacio intersticial toma menos espacio que en nuestros cerebros, aproximadamente un 14% del total del volumen. La Dra. Nedergaard encontró que cuando los ratones dormían, el espacio intersticial se expandía a un 20%; como resultado de esto, el líquido cerebroespinal podía no solo fluir más libremente, sino que también podía llegar con más profundidad dentro del cerebro. En un cerebro despierto, el líquido fluiría solo en la superficie, es más, el fluido despierto era solo un 5% en relación con el fluido dormido. En un cerebro dormido, el deshecho era limpiado dos veces más rápido. “Casi no vimos afluencia de fluido cerebroespinal en el cerebro cuando los ratones estaban despiertos, pero cuando los anestesiamos comenzó a fluir; es una diferencia tan grande, que temía que nos hubiésemos equivocado en algo” afirmó la Dra. Nedergaard.
Un trabajo similar en humanos se verá todavía en un futuro. La Dra. Nedergaard está actualmente a la espera de la aprobación del comité para empezar un estudio equivalente en cerebros adultos en colaboración con la anestesióloga Helene Benveniste en la Universidad de Stony Brook.
Hasta el momento el sistema glinfático se ha identificado como el “ama de llaves neural” en babuinos, perros y cabras. “Por eso mismo, es mucho más necesario en cerebros de mayor tamaño”, asegura la Dra. Nedergaard.
La sociedad moderna está cada vez peor equipada para proveer a nuestros cerebros del tiempo requerido para la limpieza. Los números lo confirman. Alrededor del 80% de los adultos que trabajan sufren en cierto grado de privación de sueño. De acuerdo con la Sociedad Nacional de Sueño, las personas adultas deberían dormir entre 7 a 9 horas. En promedio, dormimos de 1 a 2 horas menos por noche de lo que dormíamos hace 50 ó 100 años y 38 minutos menos en días de semana de lo que dormíamos hace tan solo 10 años. Entre 50 y 70 millones de personas en los Estados Unidos sufren de alguna forma de desorden crónico del sueño. Cuando nuestro sueño es perturbado, cualquiera sea la causa, nuestro sistema de limpieza colapsa. En el Centro del Sueño y Neurobiología Cicardiana de la Universidad de Pennsylvania, Sigrid Veasey se ha enfocado precisamente en cómo estas noches sin descanso afectan el metabolismo normal del cerebro. ¿Qué sucede con nuestras funciones cognitivas cuando los deshechos se apilan?
En casos extremos, el resultado puede traducirse en la aceleración de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson. Por el momento no sabemos si la privasión de sueño causa la enfermedad o si la enfermedad causa la privasión de sueño –lo que la Dra. Veasey llama como el clásico problema del huevo y la gallina–, pero sí sabemos con certeza que ambas están conectadas. Junto con estos problemas de sueño que caracterizan las enfermedades neurodegenerativas, hay una variedad de tipos de proteínas que el sistema glinfático limpia normalmente mientras estamos dormidos, como los beta-amiloides y tau, ambos asociados al Alzheimer y otros tipos de demencia.
“Para mí”, dice la Dra. Veasey, “esta es la parte más importante y urgente de la investigación de Nedergaard. Que la limpieza de todo el sistema se ve dramáticamente reducida por prolongadas vigilias. Si no dormimos bien, podríamos estar permitiendo que las mismas cosas que causan degeneraciones neurales se acumulen sin ser revisadas”.
Incluso en el caso más benigno –una semana muy estresante o de constante vigilia, donde se duerme solo unas pocas horas por noche–, privarnos del sueño, como todos los que lo hemos experimentado sabemos, impide la habilidad para concentrarse, prestar atención a nuestro ambiente, analizar información creativamente. “Cuando estamos privados de sueño, no podemos integrar o analizar hechos”, sostiene Veasey.
Pero existe una diferencia entre la privación de sueño esporádica que a veces podemos experimentar y la privación crónica de sueño que proviene del trabajo por turnos, insomnio y afines. En una serie de estudios que pronto saldrán publicados en el Jounal of Neuroscience, el laboratorio de Veasey encontró que mientras que nuestro cerebro tiene la habilidad para recuperarse relativamente rápido de privaciones de sueño de corta duración, el estar despierto prolongadamente y de manera crónica y estar expuesto a constantes disrupciones de sueño, estresa considerablemente el metabolismo del cerebro. Como resultado, obtenemos la degeneración de las neuronas clave –involucradas en el proceso de estar alertas y de las adecuadas funciones corticales–, y el apilamiento de proteínas asociadas con el envejecimiento y la degeneración neuronal.
Es como la diferencia entre una tormenta de nieve que altera la normalidad por un solo día y de cuyo resultado debemos recoger los desperdicios y una tormenta mucho más prolongada. No es ni cercanamente fácil volver a la normalidad, y aún cuando la tormenta prolongada ha terminado, probablemente habrá bastantes deshechos y basura flotando por todos lados por algún tiempo. “Recuperar el sueño perdido es un proceso más lento del que pensábamos” afirma Veasey. “Solíamos pensar que después de recuperar un poco el sueño, uno está bien. Pero esta investigación muestra lo contrario”.
Si se juntan los hallazgos de las investigaciones de Veasey y Nedergaard, Veasey propone: “Se muestra claramente que hay una limpieza limitada y dañada en el cerebro ya despierto. Estamos empezando a darnos realmente cuenta de que cuando perdemos horas de sueño, estamos dañando el cerebro irreparablemente, envejeciéndolo prematuramente o volviéndolo peligrosamente vulnerable a otros ataques”.
En una sociedad que no está crónicamente privada de sueño pero que está envejeciendo rápidamente, estas son malas noticias. “Es improbable que los malos hábitos de sueño de un niño causen Alzheimer o Parkinson” asegura Veasey, “pero es también más probable que se produzca una de esas enfermedades en una decada o más. Esto trae profundas implicancias en la salud y también a nivel económico.”
Es un círculo pernicioso. Trabajamos más horas, nos estresamos más, dormimos menos, frenamos la capacidad del cerebro para auto limpiarse despues de tanto trabajo duro, y nos volvemos aún más incapaces de dormir profundamente. ¿Y si acudimos a una pastilla para dormir mejor? Si bien las investigaciones acerca del funcionamiento del sistema glinfático durante el sueño asistido aún están por hacerse, los investigadores del sueño con los que se ha hablado concuerdan en que no hay evidencia alguna que sostenga que el sueño asistido es tan efectivo como el natural.
Hay, sin embargo, razones para tener esperanza. Si la función primordial del sueño es deshacerse de la basura neural, este hallazgo puede eventualmente habilitar un nuevo entendimiento tanto de las enfermedades neurodegenerativas como del decaimiento cognitivo relacionado con la edad. A través del desarrollo de un test diagnóstico para medir qué tan bien funciona el sistema glinfático, podemos estar un paso más cerca de predecir el riesgo que tiene una persona de desarrollar condiciones tales como Alzheimer u otras formas de demencia: mientras más rápido los fluidos limpian el cerebro, más efectivo se vuelve el funcionamiento del metabolismo del cerebro.
“Un test como este puede también utilizarse en salas de emergencia para aplicarse tras sufrir un traumatismo cerebral, para ver quién estaría en riesgo de desarrollar un declinamiento en las funciones cognitivas”, asegura la Dra. Nedergaard.
También podemos enfocarnos en desarrollar intervensiones más efectivas y tempranas para prevenir el decaimiento cognitivo. Un acercamiento podría ser habilitar a los individuos que sufren de pérdida de sueño a dormir más profundamente –pero ¿cómo? Los ratones de la Dra. Nedergaard fueron capaces de limpiar sus cerebros de desperdicios bajo efectos de la anestesia casi tan efectivamente como durante el sueño en condiciones normales. “Eso es realmente fascinante, si bien los recursos actuales para ayudar a inducir el sueño pueden no ser del todo efectivas y los anestésicos son demasiado peligrosos para su uso diario, los resultados sugieren que pueden haber mejores maneras de mejorar el sueño farmacológicamente”, declara Veasey.
Ahora que tenemos un mejor entendimiento de por qué el sueño es tan importante, una nueva generación de fabricantes de drogas y medicinas pueden trabajar para crear el mejor ambiente posible para que el “recojo de basura” ocurra en primer lugar, y así asegurar que el metabolismo dormido de nuestro cerebro sea todo lo eficiente que se pueda.
Un segundo alcance tomaría el camino opuesto, buscando imitar las acciones de limpieza cerebrales que se dan mientras dormimos y recrearlas en el cerebro despierto, lo que haría menos necesario tener noches enteras de sueño profundo. Hoy en día, el proceso metabólico del cerebro no ha sido blanco como tal de la industria farmacéutica. Simplemente no ha habido suficiente evidencia de su importancia. Sin embargo, en respuesta de la data que se está recopilando, futuras intervenciones en el campo de las drogas y medicinas podrían enfocarse directamente en el sistema glinfático, para promover un mejoramiento del poder del sistema de limpieza del cerebro durmiente y trasladarlo al cerebro despierto. Algún día, los cientificos podrían ser capaces de imitar exitosamente la expansión del espacio intersticial que hace el servicio de mantenimiento en el cerebro y así poder conseguir y alcanzar máxima eficiencia de limpieza cerebral a toda hora del día y la noche.
Si ese día llega, estarían en la capacidad de descubrir la droga milagrosa de todos los tiempos: una que, en palabras humorísticas de la Dra. Veasey, “signifique que nunca más tengamos que dormir del todo”.