Científicos de la Universidad de California, Berkeley, informan que han trazado un circuito neuronal en ratones que conecta el sueño profundo, no REM, con la liberación de la hormona del crecimiento, y describen un bucle de retroalimentación en el que los niveles crecientes de esta hormona influyen en los sistemas de activación cerebral.
Investigadores de la Universidad de California, Berkeley, afirman haber identificado un circuito cerebral que ayuda a explicar por qué el sueño profundo está estrechamente vinculado a la liberación de la hormona del crecimiento, un regulador clave del crecimiento y el metabolismo.
El equipo informó en la revista Cell que las células nerviosas en el hipotálamo coordinan la producción de la hormona del crecimiento durante los estados de sueño y vigilia. Según los investigadores, las neuronas de la hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH, por sus siglas en inglés) promueven la liberación de dicha hormona, mientras que dos poblaciones de neuronas de somatostatina la suprimen.
En experimentos realizados con ratones, el grupo registró la actividad neuronal mediante electrodos y estimuló las neuronas hipotalámicas con luz mientras monitoreaba las respuestas posteriores. Descubrieron que el equilibrio de la señalización de GHRH y somatostatina cambia según la fase del sueño: durante el sueño REM, ambas señales aumentaron y se asociaron con una mayor liberación de la hormona del crecimiento, mientras que durante el sueño no REM, la actividad de la somatostatina disminuyó a medida que la GHRH aumentaba de forma más moderada.
El estudio también describe un mecanismo de retroalimentación que involucra al locus coeruleus, una región del tronco encefálico conocida por su papel en el estado de alerta y la atención. A medida que la hormona del crecimiento se acumula durante el sueño, esta activa las neuronas del locus coeruleus y puede promover la vigilia; sin embargo, los investigadores señalan que si la actividad del locus coeruleus se vuelve demasiado alta, puede comenzar a promover el sueño.
"El sueño impulsa la liberación de la hormona del crecimiento, y esta hormona retroalimenta para regular el estado de vigilia", afirmó Daniel Silverman, investigador posdoctoral de la UC Berkeley y coautor del estudio.
La autora principal, Xinlu Ding, investigadora posdoctoral en el Departamento de Neurociencia de la UC Berkeley y en el Instituto de Neurociencia Helen Wills, señaló que el trabajo proporciona un marco a nivel de circuito que podría guiar futuras investigaciones sobre tratamientos destinados a restaurar el equilibrio de la hormona del crecimiento o mejorar el sueño. Los investigadores observaron que tales enfoques podrían ser relevantes a largo plazo para trastornos del sueño y enfermedades vinculadas al metabolismo y la función cerebral, incluyendo la diabetes y afecciones neurodegenerativas como el alzhéimer y el párkinson.
La investigación se llevó a cabo en el laboratorio de Yang Dan, profesora de neurociencia y de biología molecular y celular de la UC Berkeley. El trabajo fue apoyado por el Instituto Médico Howard Hughes y fondos adicionales de la UC Berkeley, según el resumen de investigación de la universidad.
