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Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

La base molecular del sueño. Nuestro sueño depende de un gen

¿Cómo regula el reloj circadiano el tiempo del sueño?. Este es un tema poco conocido, una especie de misterio biológico, en el que comienzan a descubrirse puntos interesante como los revelados en su número de ayer por la revista Neuron en un artículo titulado “WIDE AWAKE Mediates the Circadian Timing of Sleep Onset”, firmado por quince científicos de la Universidad Johns Hopkins y otros centros americanos

La base molecular del sueño. Nuestro sueño depende de un gen
¿Cómo regula el reloj circadiano el tiempo del sueño?. Este es un tema poco conocido, una especie de misterio biológico,  en el que comienzan a descubrirse puntos interesante como los revelados en su número de ayer por la revista Neuron en un artículo titulado “WIDE AWAKE Mediates the Circadian Timing of Sleep Onset”, firmado por quince científicos de la Universidad Johns Hopkins y otros centros americanos. El resumen en:  http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(14)00071-3
 
Trabajando con un modelo biológico, la mosca de la fruta, los científicos han identificado la proteína que promueve y regula el sueño, caracterizando al gen que la produce, de modo que un gen mutante — apodado “Wide Awake” (despertador) — han comprobado que es capaz de sabotear el reloj biológico, el mecanismo del organismo que regula los ciclos de sueño-vigilia, ocasionando de este modo insomnio.
 
Según el autor principal del trabajo, el doctor Mark N. Wu, profesor asistente de Neurología, medicina, medicina genética y neurociencia en la Johns Hopkins University School of Medicine : “Ahora hemos encontrado la primera proteína identificada que traduce la información de sincronización del reloj circadiano del cuerpo y la utiliza para regular el sueño”. Los investigadores confían en que esta misma proteína desempeña un papel similar en el cuerpo humano.
 
La mayoría de nuestras funciones corporales y comportamientos, incluyendo el dormir o despertar, la temperatura corporal, el hambre y los ciclos hormonales, fluctúan en ciclos de 24 horas. Los científicos nos dicen que estos ciclos circadianos son influenciados y regulados por reloj central del cuerpo, que se encuentra en dos pequeñas estructuras en el cerebro: los llamado núcleos supraquiasmáticos (SCN), situados en los lados izquierdos y derecho de la base del hipotálamo. Cada SCN contiene varias decenas de miles de neuronas en un tamaño que no es más grande que la punta de un lápiz. Al recibir información de los alrededores del nervio óptico, el SCN los sincroniza con los ciclos de día y de noche y envía hacia su exterior señales moleculares, transmitidas a través de proteínas, a fin de regular el cuerpo como un todo.
 
Para aprender más sobre los procesos moleculares implicados en el ciclo del sueño, el equipo de Wu estudió miles de colonias de mosca de la frutaanalizando sus patrones de sueño. Los investigadores descubrieron que un grupo de moscas que tenía una mutación en el gen bautizado como Wide Awake (despertar) presentaba problemas para dormir por la noche. Las dificultades de las moscas eran similares a las de los seres humanos con insomnio.
 
Tras aislar el gen, el equipo descubrió que, normalmente, cuando funciona correctamente, la proteína “despertar” actúa como el mensajero del reloj circadiano al cerebro, diciéndole que es hora de dormir. “Despertar” sube y baja cíclicamente a lo largo del día.  Estos patrones ayudan a controlar la actividad de ciertas neuronas en el cerebro haciéndolos más sensible a las señales del neurotransmisor inhibitorio  GABA. Así vieron que, si funciona correctamente, ayuda a apagar las neuronas del reloj interno del cerebro que controlan la excitación haciéndolas más sensibles a las señales del neurotransmisor inhibidor llamado GABA. El gen hace esto especialmente a última hora de la tarde, promoviendo así el sueño en el momento adecuado.
 
Por ello, las moscas que tenían el gen ‘despertador’ mutado no podían conciliar el sueño porque no estaban recibiendo suficiente señal de GABA para calmar sus circuitos de excitación durante la noche, manteniendo así a las moscas agitadas e insomnes.
 
Lo más importante, es que este mismo gen también se ha encontrado en todos los animales que se han estudiado: humanos, ratones, conejos, pollos e incluso gusanos.
 
Asimismo comprobaron en ratones que la proteína del gen ‘despertador’ también se exprese en altas concentraciones en sus núcleos supraquiasmáticos. Según Wu es frecuente que ”A veces descubrimos cosas en las moscas que no tienen relevancia directa en los animales superiores, pero en esta ocasión, al haber encontrado la proteína en un lugar donde probablemente juega un papel en los ritmos circadianos y el sueño, creemos que esta proteína puede hacer exactamente lo mismo en los ratones y las personas”.
 
Ello abre la esperanza es que algún día, mediante el control de la actividad de este gen o de la proteína que codifica, sea posible contar con adecuados medicamentos para tratar los trastornos del sueño.