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Tecnología y ciencia
Científicos identifican un circuito cerebral que vincula el sueño profundo con la liberación de la hormona del crecimiento y el estado de vigilia, revelando un sistema de retroalimentación que regula el equilibrio hormonal y la alerta.
Investigadores de la Universidad de California en Berkeley han descubierto un circuito cerebral que controla la liberación de la hormona del crecimiento durante el sueño, además de revelar un sistema de retroalimentación que equilibra los niveles hormonales y regula la vigilia. Este hallazgo, publicado en la revista Cell, ofrece una comprensión más precisa de la relación entre el sueño y la regulación hormonal.
La hormona del crecimiento es fundamental para la formación de músculo y hueso, la regulación del metabolismo de las grasas y el mantenimiento de la salud general. Estudios previos habían establecido una asociación entre esta hormona y el sueño profundo, especialmente en las primeras fases del sueño no REM, pero el mecanismo cerebral exacto que controla este proceso permanecía desconocido.
El equipo dirigido por Yang Dan, profesor de neurociencia y biología molecular y celular, utilizó técnicas avanzadas de trazado de circuitos neuronales y registró la actividad cerebral en ratones mediante electrodos implantados. Estos animales, que duermen en breves episodios durante el día y la noche, permitieron observar repetidamente la actividad hormonal durante los ciclos de sueño.
Las neuronas implicadas en la regulación de la hormona del crecimiento se localizan en el hipotálamo e incluyen neuronas productoras de la hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH) y dos tipos de neuronas de somatostatina. Durante el sueño REM, ambos péptidos aumentan sus niveles, estimulando la liberación de la hormona del crecimiento. En contraste, durante el sueño no REM, la somatostatina disminuye mientras que la GHRH sube moderadamente, lo que también promueve la producción hormonal.
Tras la liberación de la hormona del crecimiento, esta incrementa la actividad en el locus coeruleus, una región del tronco cerebral vinculada a la atención, la excitación y la respuesta a nuevas experiencias. La investigación identificó un sistema de retroalimentación en el que el crecimiento hormonal estimula esta área cerebral para fomentar la vigilia. Sin embargo, una actividad excesiva en el locus coeruleus puede aumentar inesperadamente la somnolencia, según trabajos previos del coautor Daniel Silverman.
Este equilibrio entre sueño y hormona del crecimiento es esencial para el crecimiento, la reparación y la salud metabólica. La falta de sueño reduce la liberación hormonal, mientras que un exceso de hormona puede inducir vigilia. Además, dado que el locus coeruleus regula la excitación cerebral durante la vigilia, mantener este balance podría influir en la atención y la función cognitiva.
Los investigadores destacan que la hormona del crecimiento no solo contribuye a la formación muscular y ósea y a la reducción de tejido adiposo, sino que también puede ofrecer beneficios cognitivos al promover un nivel adecuado de excitación al despertar.
El estudio fue financiado por el Howard Hughes Medical Institute y el fondo Pivotal Life Sciences Chancellor’s Chair. Entre los autores se encuentran Xinlu Ding, Fuu-Jiun Hwang, Daniel Silverman, Peng Zhong, Bing Li, Chenyan Ma, Lihui Lu, Grace Jiang, Zhe Zhang, Xiaolin Huang, Xun Tu, Zhiyu Melissa Tian, Jun Ding y Yang Dan.
