En brazos de Morfeo (II)

El otro día comencé a hablar del sueño, y prometí una segunda entrada al respecto. Eme aquí. Sin embargo, aviso para navegantes: esta vez será más denso.

En la entrada anterior comenté que el sueño presenta ciclos de fases REM/No-REM sucesivas; empieza una, acaba otra. Además, existe un periodo de latencia después de cada episodio REM en el cuál no puede volver a producirse; se ha de esperar un tiempo hasta el siguiente. El hecho de que los periodos REM y No-REM se alternen sugiere que existe un mecanismo cerebral controlador. El carácter cíclico del sueño REM parece estar controlado por el mismo reloj biológico que controla el ciclo de actividad continua durante la vigilia. Kleitman denominó a este fenómeno ciclo básico de reposo-actividad.En este sentido, un mecanismo regulador de estas características requiere sustancias que controlen el sueño durante la vigilia y viceversa.

No obstante, a diferencia de otros compuestos neuroquímicos como la Acetilcolina (Ach), la Dopamina (DA), la Adrenalina (E), etc., estas sustancias somnógenas (mira, mira, mira, mira ) no se han encontrado en la sangre; actúan en y desde el cerebro. Los receptores específicos GABAA-benzodiacepina sugieren la existencia de un ligando endógeno que controle el sueño, pero está por descubrir. Habrá que esperar. Sin embargo, se sabe que muchas sustancias, algunas recién mencionadas, influyen poderosamente en la regulación de los estados de sueño/vigilia.

  • Acetilcolina

Dos grupos de neuronas colinérgicas (liberadoras de Ach), situadas en la protuberancia y la formación reticular, se encargan del inicio y mantenimiento del sueño No-REM. La administración sistemática de atropina (antagonista de Ach) produce ondas lentas de gran amplitud, mientras que la infusión local de agonistas en la formación reticular aumenta la desincronización cortical y la intensidad al despertarse. Varias investigaciones relacionan positivamente niveles de Ach y activación psicológica o alerta (arousal), sobre todo en las neuronas que proyectan hacia el córtex prefrontal.

Otro aspecto del sueño con el que la está relacionada es la actividad de las ondas PGO, integrantes del sueño REM. Se ha visto que la administración de atropina reduce significativamente los disparos de las neuronas de esta red, también influenciada por las neuronas noradrenérgicas y serotoninérgicas.

  • Noradrenalina

La NE juega un papel importante en la alerta. En un estado de activación se puede observar una gran actividad en dos áreas cerebrales, cada una con un neurotransmisor propio: el locus coeruleus y la sustancia negra. La NE se sintetiza fundamentalmente en las neuronas del locus coeruleus, las cuales están muy activas durante la vigilia y “silenciadas” durante el sueño REM. Bloom demostró que este neurotransmisor está prácticamente inactivo durante el sueño pero incrementa significativamente al despertar. Se ha visto que las lesiones de esta estructura provoca, entre otras cosas, problemas de hipersomnia (Jones, Bobillier y Jouvet, 1969).

Pro norma general, parece que un aumento de la disponibilidad de la noradrenalina en la hendidura sináptica suprime la fase No-REM. Se ha observado que cuando se inhibe la tirosina hidroxilasa se produce un descenso en la actividad de los neurotransmisores precedidos por la tirosina; entre ellos, la NE. Estudios posteriores muestran una fuerte interacción entre los subtipos de receptor NE (alfa-1, alfa-2 y beta-adrenérgicos) y el mantenimiento y equilibrio del ciclo sueño-vigilia. La administración periférica de agonistas de alfa-2 (por ejemplo, la clonidina) disminuyen tanto la liberación de noradrenalina, como el sueño REM y No-REM; la aplicación en el locus coeruleus suprime el No-REM, únicamente.

  • Serotonina

La 5-HT se sintetiza fundamentalmente en los núcleos de Rafe, y al igual que la NE, llega a prácticamente todo el cerebro.  Sin embargo, una de las diferencias entre estas sustancias es que la serotonina no varía sus niveles ante estímulos externos. Es más, parece ser que incluso se reducen sus niveles durante la Respuesta de Orientación (RO), una respuesta automática ante estímulos inesperados. Según algunos investigadores, la 5-HT afecta a algunos movimientos automáticos que se realizan de forma continuada, como masticar o andar, de forma que suprime el procesamiento de información sensorial e impide las reacciones que interrumpen estas actividades (que es lo que pasa cuando se observa una RO).

Muchos estudios apoyan la participación de la serotonina en el sueño (incluso se considera al L-triptófano, precursor de la 5-HT, un hipnótico natural). La síntesis y liberación de serotonina dependen de la disponibilidad de aminoácidos precursores del L-triptófano, que reduce la latencia de sueño y los despertares nocturnos. Lesiones en el núcleo dorsal del Rafe puede provocar insomnio durante periodos bastante prolongados (incluso días).

  • Histamina

La histamina se sintetiza principalmente en el núcleo tuberomamilar del hipotálamo, y está implicada en el control de la vigilia y el arousal, aumentando el nivel de Ach a través de dos vías: una indirecta, que conecta con el prosencéfalo basal y la protuberancia dorsal, y otra directa, ascendente, que proporciona inervación a la corteza, cuerpo estriado, hipocampo y amígdala, y cuyos cuerpos celulares se localizan en el hipotálamo posterior y regiones del mesencéfalo, participando del control tanto de la vigilia como de los ciclos vigilia/sueño.

Los receptores histamínicos son receptores acoplados a la proteína G, de los cuales se conocen cuatro subtipos, aunque sólo 3 se expresan en el SNC: H1, H2 y H3.  El papel de la histamina en la vigilia se descubrió gracias a manipulaciones farmacológicas que mostraron cómo antagonistas de los receptores H1 eran capaces de ejercer efectos sedantes. En general, los antihistamínicos acortan la latencia del sueño, pero no modifican significativamente el sueño nocturno.

  • Adenosina

La adenosina tiene efectos sedantes e inhibitorios sobre la actividad neuronal. Uno de los antagonistas de adenosina más conocidos (y recurridos) es la cafeína. Al ser un neuromodulador, el bloqueo de los receptores de adenosina conlleva un aumento en los niveles de actividad de otros neurotransmisores, como la dopamina y el glutamato. La adenosina aumenta tanto el sueño REM como el No-REM (sobre todo la fase 4).

  • Hipocretina

Las neuronas hipocretinérgicas se localizan en el hipotálamo lateral, alargando sus axones hasta varias zonas implicadas en el control de la activación, tales como el locus coeruleus, los núcleos de Rafe, etc.; facilitando el estado de vigilia a través de todas ellas. Una de las funciones principales de estas neuronas es la de regular el oscilador (explicado más abajo).

_

Control neural del sueño No-REM

Cada tipo de sueño tiene unas características en cuanto a actividad fisiológica. Es lógico, pues, que también sean regulados de forma distinta por el cerebro. Una zona particularmente importante en el sueño No-REM es el área preóptica ventrolateral del hipotálamo (APVL). La lesión de esta región induce un insomnio total, con posterior coma y muerte. Durante el sueño, la actividad de estas neuronas se incrementa. También sufre un “efecto rebote” y se activa de manera muy intensa tras periodos de privación largos.

Se han encontrado neuronas GABA en el APVL que envían axones al núcleo tuberomamilar, la protuberancia dorsal, núcleos de Rafe y locus coeruleus, apoyando la hipótesis de que esta área induce el sueño. Asimismo, se sabe que recibe a su vez axones inhibitorios de varias de las zonas con las que sinapta, configurando un “circuito oscilador” que permite mantener al organismo en estado de vigilia o sueño, siendo imposible que las neuronas de ambas zonas estén activas al mismo tiempo. Sin embargo, a pesar de la ventaja y la rapidez con que actúa este oscilaor, puede ser inestable. Es el caso, por ejemplo, de las personas que sufren narcolepsia o con lesiones en el sistema hipocretinérgico.

Por otra parte, la adenosina podría desempeñar un factor importante. Este neurotransmisor, sintetizado especialmente cuando otras neuronas están especialmente activas, aumenta en cantidad durante el metabolismo de glucógeno, y al acumularse produce un incremento de la actividad delta. Si se mantiene un estado de vigilia prolongado, la concentración aumenta, provocando los efectos cognitivos y emocionales típicos de la falta de sueño. Estos efectos podrían deberse a que la adenosina activa el APVL, aunque de manera indirecta para evitar una desinhibición.

_

Control neural del sueño REM

Una de las particularidades del sueño REM es un tipo especial de actividad: las ondas PGO. Estas ondas son disparos de actividad eléctrica fásica que se originan en la protuberancia. Van seguidas de un incremento en la actividad del núcleo geniculado lateral del tálamo y la corteza visual. Son el primer signo del sueño REM, pero en humanos no han podido replicarse; sólo se intuye que existen a partir de la extrapolación con animales.

Como se ha mencionado, la Ach es responsable de la actividad cerebral también durante el REM. Los grupos de neuronas que más directamente intervienen en el inicio del sueño REM son las del núcleo tegmental pedúnculopontino (TPP) y el núcleo tegmental laterodorsal (TLD), ambas en la protuberancia dorsolateral. Se conoce esta zona como el área peribraquial. El aumento de actividad de estas células colinérgicas (REM-on) podría ser la causa desencadenante del sueño REM.

Los axones de las REM-on proyecta a la formación reticular pontina medial (FRPM), así como a diversas áreas del prosencéfalo y del troncoencéfalo. La infusión sobre FRPM de un estimulante colinérgico (carbacol) provoca en el sujeto la manifestación de componentes de REM.

El control de cada uno de los componentes del área peribraquial sobre las ondas PGO se realiza por diferentes conexiones. Por una parte, con las regiones talámicas implicadas en el control de la activación cortical. Por otra, con las neuronas glutamatérgicas de la formación reticular mesopontina, las cuales sinaptan con neuronas colinérgicas del prosencéfalo basal. La activación de estas neuronas produce la activación y desincronización cortical. El “rapid eye movement” parece estar regulado por proyecciones del área peribraquial al tectum.

La atonía muscular, por contra, parece estar provocada por la inhibición que ejerce la glicina, generada en las neuronas del núcleo magnocelular (región medial del bulbo), sobre las neuronas motoras de la médula espinal. La lesión de este núcleo no afecta al sueño REM, pero sí a la atonía que lo acompaña.

Respecto a otros neurotransmisores como la serotonina y la NE, los datos sugieren que su actividad normalmente inhibe el sueño REM. Dado que la serotonina, además, parece estar implicada en los procesos de regulación de las ondas PGO, la reducción de la tasa de descarga de ambos neurotransmisores podría ser la señal que da paso al inicio de esta fase.

Anuncios

4 pensamientos en “En brazos de Morfeo (II)

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s