Mediante el análisis de la actividad de los genes y el cerebro de más de 8.000 ratones, los investigadores han identificado que dos genes controlan el sueño REM y el sueño NREM, abriendo la puerta a nuevos tratamientos para los trastornos del sueño.
En un estudio publicado en la revista Nature, los investigadores describen el descubrimiento de un gen que regula la cantidad de sueño de movimientos oculares rápidos (REM) en los mamíferos, así como otro gen que controla la cantidad de movimiento ocular no rápido del sueño (NREM) .
Según la Fundación Nacional del Sueño, el sueño REM – fase en la que el cerebro está muy activo, el tronco cerebral bloquea las neuronas motrices de manera que no nos podemos mover – es una práctica recurrente que constituye alrededor del 25% del sueño de una noche normal.
El sueño REM se describe como un período de sueño que implica actividad cerebral intensa que es comparable a la actividad del cerebro en estado de vigilia. Lo más probable es que los sueños vividos ocurran en esta fase del sueño.
El sueño NREM explica el 75% restante de sueño, y es caracterizado por una reducción en la actividad cerebral. El sueño NREM consta de tres etapas: somnolencia o adormecimiento, sueño ligero, y el sueño de ondas lentas – las fases de sueño más profundo, cuando no hay movimiento de los ojos o de la actividad muscular.
A lo largo de la noche, el sueño lento (NREM) se alterna con sueño paradójico (REM).
La comprensión de los mecanismos detrás del sueño
Tanto REM y NREM se consideran importantes para la salud y el bienestar, ayudando el crecimiento y reparación de tejidos y asegurando al cerebro y el cuerpo sus correctas y efectivas funciones durante el día.
Sin embargo, los mecanismos subyacentes que regulan ambas fases del sueño no han sido claros. Ahora, por primera vez, los investigadores han identificado dos genes que creen que controlan el sueño REM y el sueño NREM.
Para su estudio, el co-autor Joseph S. Takahashi, del O’Donnell Instituto del Cerebro de la Universidad de Texas (UT) Southwestern Medical Center en Dallas, y colegas, introdujeron mutaciones al azar a los genes de más de 8.000 ratones.
El equipo utiliza electroencefalograma (EEG) para controlar las ondas cerebrales de los roedores, con el objetivo de ver si alguna de las mutaciones genéticas que introdujeron han afectado a su sueño.
Dos nuevos genes vinculados a los sueños REM y NREM
Los investigadores identificaron dos genes – Sal-inducible quinasa 3 Sik3 (Sik3) y Sodio de fugas de canal no selectivo (NALCN) – que parecen desempeñar un papel en REM y NREM.
Los ratones que tenían una mutación en el gen Sik3 – conocida como ratones «Soñolientos» – se encontró que tenían un 50% del sueño NREM más que los ratones sin esta mutación, informó el equipo.
«Nos dimos cuenta de que los mutantes soñolientos mostraron una respuesta exagerada a la privación del sueño», señala el primer autor, Hiromasa Funato, de la Universidad de Tsukuba en Japón. «El examen de los cerebros de los ratones con falta de sueño reveló cambios en la fosforilación de aminoácidos dentro de la proteína SIK3. Estos cambios fueron perturbados por la mutación soñolienta de Sik3 en ratones, por lo que tienen un incremento a la necesidad de sueño.»
Además, encontraron que los ratones con una mutación en el gen NALCN – ratones denominados «sin sueños» – tenían mucho menos sueño REM que aquellos sin una mutación genética NALCN.
«Las causas de mutación genetica de los «sin sueños» aumentaron en la conductancia de iones a través del canal y el aumento de la actividad REM-A de terminación de las neuronas, que es compatible con la inestabilidad del sueño REM,» explica el co-autor Chika Miyoshi, también de la Universidad de Tsukuba.
Posibilidad de nuevos fármacos de regulación de sueño
Con todo, los investigadores creen que sus hallazgos sugieren que, tanto Sik3 como NALCN, juegan un papel importante en el sueño de los mamíferos, y el descubrimiento de estos genes pueden allanar el camino para nuevos tratamientos para los trastornos del sueño.
La Fundación Nacional del Sueño recomienda que los adultos de 18-64 años de edad reciban alrededor de 7-9 horas de sueño al día, mientras que los adultos de 65 años o mayores deben tratar de obtener alrededor de 7-8 horas de sueño.
Sin embargo, de acuerdo con los datos funcionales de los Centros para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC), más de 25% de las personas en los Estados Unidos, a menudo no logran cumplir con las recomendaciones del sueño, y 50-70 millones de adultos estadounidenses tienen algún tipo de trastorno del sueño.
Según los investigadores, es posible que las proteínas producidas por los genes Sik3 y NALCN podrían ser dianas terapéuticas para los trastornos del sueño.
«Al menos en teoría, este estudio abre posibilidades futuras para crear nuevas drogas de regulación de sueño, pero si se llega a lograr, esto se producirá en un futuro lejano», señala el autor principal, Dr. Masashi Yanagisawa, profesor de genética molecular en la UT Southwestern.
Lo que es más, los investigadores creen que su estudio puede alimentar el descubrimiento de otros genes que juegan un papel importante en el sueño de los mamíferos.
«Esperamos que el descubrimiento de estos genes clave sean sólo el comienzo de nuestro largo viaje en la caja negra de la regulación del sueño. Es sorprendente que sabemos casi nada acerca de la simple cuestión de lo que es «somnolencia» físicamente en nuestro cerebro. Estamos empezando el camino a partir de estos genes y trataremos de resolver el gran misterio», concluyó el Dr. Masashi Yanagisawa.
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