los primeros signos de sueño insuficiente son universalmente familiares. Hay cansancio y fatiga, dificultad para concentrarse, tal vez irritabilidad o incluso risas cansadas. Muchas menos personas han experimentado los efectos de la privación prolongada del sueño, incluyendo desorientación, paranoia y alucinaciones.
la privación total y prolongada del sueño, sin embargo, puede ser fatal., Si bien se ha reportado en humanos solo anecdóticamente, un estudio ampliamente citado en ratas realizado por investigadores con sede en Chicago en 1989 mostró que una falta total de sueño inevitablemente conduce a la muerte. Sin embargo, a pesar de décadas de estudio, una pregunta central ha quedado sin resolver: ¿por qué mueren los animales cuando no duermen?
ahora, los neurocientíficos de la Escuela de Medicina de Harvard (HMS) han identificado un vínculo causal inesperado entre la privación del sueño y la muerte prematura.,
en un estudio sobre moscas de la fruta privadas de sueño, publicado en Cell el 4 de junio, los investigadores encontraron que la muerte siempre está precedida por la acumulación de moléculas conocidas como especies oxidativas reactivas (Ros) en el intestino.
cuando las moscas de la fruta recibieron compuestos antioxidantes que neutralizan y eliminan las ROS del intestino, las moscas privadas de sueño permanecieron activas y tuvieron una vida útil normal. Experimentos adicionales en ratones confirmaron que los ROS se acumulan en el intestino cuando el sueño es insuficiente.
los hallazgos sugieren la posibilidad de que los animales puedan sobrevivir sin dormir bajo ciertas circunstancias., Los resultados abren nuevas vías de estudio para comprender todas las consecuencias del sueño insuficiente y algún día podrían informar el diseño de enfoques para contrarrestar sus efectos perjudiciales en los seres humanos, dijeron los autores.
» tomamos un enfoque imparcial y buscamos en todo el cuerpo indicadores de daño por falta de sueño. Nos sorprendió descubrir que era el intestino lo que juega un papel clave en la causa de la muerte», dijo Dragana Rogulja, autora principal del estudio, profesora asistente de Neurobiología en el Instituto Blavatnik en HMS.,
«aún más sorprendente, encontramos que la muerte prematura podría prevenirse. Cada mañana, nos reuníamos todos para mirar a las moscas, con incredulidad para ser honesto. Lo que vimos es que cada vez que podíamos neutralizar a ROS en el intestino, podíamos rescatar a las moscas», dijo Rogulja.
Los científicos han estudiado durante mucho tiempo el sueño, un fenómeno que parece ser fundamental para la vida, pero que en muchos aspectos sigue siendo misterioso. Casi todos los animales conocidos duermen o exhiben algún tipo de comportamiento sleeplike. Sin suficiente, se producen graves consecuencias., En los seres humanos, el sueño insuficiente crónico se asocia con enfermedades cardíacas, diabetes tipo 2, cáncer, obesidad, depresión y muchas otras afecciones.
investigaciones anteriores han demostrado que la restricción prolongada y total del sueño puede conducir a la muerte prematura en modelos animales. Los esfuerzos para responder cómo la privación del sueño culmina en la muerte se han centrado principalmente en el cerebro, donde se origina el sueño, pero ninguno ha dado resultados concluyentes.,
acumulación intestinal
encabezado por los coautores del estudio Alexandra Vaccaro y Yosef Kaplan Dor, ambos becarios de investigación en neurobiología en HMS, el equipo llevó a cabo una serie de experimentos en moscas de la fruta, que comparten muchos genes reguladores del sueño con humanos, para buscar signos de daño causado por la privación del sueño en todo el cuerpo. Para monitorear el sueño, los investigadores utilizaron rayos infrarrojos para rastrear constantemente el movimiento de las moscas alojadas en tubos individuales.
descubrieron que las moscas pueden dormir a través de sacudidas físicas, por lo que el equipo recurrió a métodos más sofisticados., Manipularon genéticamente las moscas de la fruta para expresar una proteína sensible al calor en neuronas específicas, cuya actividad se sabe que suprime el sueño. Cuando las moscas estaban alojadas a 29 grados Celsius (84 grados Fahrenheit), la proteína indujo a las neuronas a permanecer constantemente activas, evitando así que las moscas durmieran.
después de 10 días de privación del sueño inducida por la temperatura, la mortalidad aumentó entre las moscas de la fruta y todas murieron alrededor del día 20. Las moscas Control que tenían sueño normal vivieron hasta aproximadamente 40 días en las mismas condiciones ambientales.,
debido a que la mortalidad aumentó alrededor del día 10, los investigadores buscaron marcadores de daño celular en ese día y en los días anteriores. La mayoría de los tejidos, incluso en el cerebro, eran indistinguibles entre moscas privadas de sueño y no privadas, con una notable excepción.
las tripas de las moscas privadas de sueño tenían una acumulación dramática de Ros, moléculas altamente reactivas que contienen oxígeno que en grandes cantidades pueden dañar el ADN y otros componentes dentro de las células, lo que lleva a la muerte celular. La acumulación de ROS alcanzó su punto máximo alrededor del día 10 de la privación del sueño, y cuando se detuvo la privación, los niveles de ROS disminuyeron.,
experimentos adicionales confirmaron que los ROS se acumulan en el intestino de solo aquellos animales que experimentaron pérdida de sueño sostenida, y que el intestino es de hecho la principal fuente de este aparentemente letal ROS.
«descubrimos que las moscas privadas de sueño morían al mismo ritmo, cada vez, y cuando miramos los marcadores de daño celular y muerte, el tejido que realmente se destacó fue el intestino», dijo Vaccaro. «Recuerdo que cuando hicimos el primer experimento, se podía notar inmediatamente bajo el microscopio que había una diferencia sorprendente. Eso casi nunca sucede en la investigación de laboratorio.,»
el equipo también examinó si la acumulación de ROS ocurre en otras especies mediante el uso de estimulación mecánica suave y continua para mantener a los ratones despiertos hasta por cinco días. En comparación con los animales de control, los ratones privados de sueño tenían niveles elevados de ROS en el intestino delgado y grueso, pero no en otros órganos, un hallazgo consistente con las observaciones en moscas.
Death rescue
para averiguar si los ROS en el intestino desempeñan un papel causal en la muerte inducida por la privación del sueño, los investigadores se propusieron determinar si la prevención de la acumulación de ROS podría prolongar la supervivencia.,
probaron docenas de compuestos con propiedades antioxidantes conocidas por neutralizar las ROS e identificaron 11 que, cuando se administraban como complemento alimenticio, permitían que las moscas privadas de sueño tuvieran una vida útil normal o casi normal. Estos compuestos, como la melatonina, el ácido lipoico y el NAD, fueron particularmente eficaces para eliminar las ROS del intestino. En particular, la suplementación no prolongó la vida útil de las moscas no privadas.
el papel de la eliminación de ROS en la prevención de la muerte fue confirmado por experimentos en los que las moscas fueron manipuladas genéticamente para sobreproducer enzimas antioxidantes en sus intestinos., Estas moscas tenían una vida normal o casi normal cuando estaban privadas de sueño, lo que no era el caso de las moscas de control que producían enzimas antioxidantes en exceso en el sistema nervioso.