Investigadores de la Universidad de Tsukuba (Japón) han identificado una vía de señalización en las células cerebrales que regula la duración y la profundidad del sueño.
Dormir bien puede hacer maravillas en cuerpo y mente. Pero, ¿qué es lo que determina cuánto necesitamos dormir y qué puede hacer que durmamos más profundamente?
En esta nueva investigación, publicada en la revista científica 'Nature', estos científicos japoneses han proporcionado algunas respuestas, revelando una vía de señalización dentro de las células cerebrales que regula la duración y la profundidad del sueño.
"Examinamos mutaciones genéticas en ratones y cómo afectaban a sus patrones de sueño", explica el autor principal del estudio. Identificamos una mutación que hacía que los ratones durmieran mucho más tiempo y más profundamente de lo habitual", ha explicado el profesor Hiromasa Funato, líder del estudio.
Los investigadores descubrieron que la causa eran los bajos niveles de una enzima llamada histona deacetilasa 4 (HDAC4), conocida por suprimir la expresión de genes diana.
Estudios anteriores sobre la HDAC4 han demostrado que se ve muy afectada por la unión de moléculas de fosfato en un proceso conocido como fosforilación. Cuando esto ocurre, la HDAC4 tiende a alejarse del núcleo celular y se reduce la supresión de determinadas proteínas. Los investigadores estaban interesados en saber si esta fosforilación de la HDAC4 afectaría al sueño.
"Nos centramos en una proteína llamada quinasa 3 inducible por sal, también conocida como SIK3, que fosforila la HDAC4. Anteriormente descubrimos que esta proteína tiene fuertes efectos sobre el sueño", ha destacado Funato.
El equipo descubrió que cuando faltaba SIK3 o se modificaba HDAC4 para impedir su fosforilación, los ratones dormían menos. En cambio, cuando los ratones tenían una versión más activa de SIK3, que aumentaba la fosforilación de HDAC4, dormían mucho más. También identificaron otra proteína, LKB1, que fosforila a SIK3 y tiene efectos similares de supresión del sueño cuando es deficiente.
"Nuestros hallazgos indican que en las células cerebrales existe una vía de señalización que va de LKB1 a SIK3 y de ahí a HDAC4. Esta vía conduce a la fosforilación de HDAC4, que favorece el sueño, muy probablemente porque afecta a la expresión de genes promotores del sueño", afirma el profesor Masashi Yanagisawa, coautor del estudio.
El equipo llevó a cabo otros experimentos para identificar las células cerebrales en las que estas vías regulan el sueño. Para ello se alteraron las cantidades de SIK3 y HDAC4 en distintos tipos de células y regiones cerebrales. Los resultados indicaron que la señalización dentro de las células del córtex regula la profundidad del sueño, mientras que la señalización dentro del hipotálamo regula la cantidad de sueño profundo. En ambas regiones cerebrales, se determinó que las neuronas excitadoras, que pueden activar a otras neuronas, desempeñan un papel clave.
Estos resultados aportan una importante visión de cómo se regula el sueño, lo que podría conducir a una mayor comprensión de los trastornos del sueño, así como al desarrollo de nuevos tratamientos.
