Un sueño profundo y reparador favorece la liberación de hormonas del crecimiento, que ayudan a fortalecer los músculos y los huesos y a quemar grasas. Los adolescentes no pueden alcanzar toda su estatura sin suficientes hormonas del crecimiento, que se producen a través de un sueño reparador. Sin embargo, hasta ahora era un misterio por qué la falta de sueño -especialmente la fase temprana y profunda conocida como sueño no REM- reduce la liberación de hormonas del crecimiento.
Un sueño insuficiente aumenta el riesgo de obesidad, diabetes y enfermedades cardiovasculares
En un estudio publicado en el número actual de la revista Cell, investigadores de la Universidad de California en Berkeley investigan los circuitos cerebrales que controlan la liberación de la hormona del crecimiento durante el sueño e informan de un novedoso mecanismo de retroalimentación en el cerebro que mantiene los niveles de la hormona del crecimiento finamente equilibrados. Los hallazgos proporcionan una guía para comprender las interacciones entre el sueño y la regulación hormonal. El nuevo mecanismo de retroalimentación podría abrir nuevas vías para el tratamiento de personas con trastornos del sueño asociados a enfermedades metabólicas como la diabetes y degenerativas como el Parkinson y el Alzheimer.
“Se sabe que la liberación de la hormona del crecimiento está estrechamente relacionada con el sueño, pero hasta ahora esto sólo podía demostrarse tomando muestras de sangre y comprobando los niveles de la hormona del crecimiento durante el sueño”, dijo el primer autor del estudio, Xinlu Ding, investigador postdoctoral del Departamento de Neurociencia y del Instituto de Neurociencia Helen Wills de la UC Berkeley. “Registramos directamente la actividad neuronal en ratones para ver qué ocurre. Esto nos proporciona un esquema básico del circuito que puede utilizarse para desarrollar distintos tratamientos en el futuro.” Dado que las hormonas del crecimiento regulan el metabolismo de la glucosa y las grasas, un sueño insuficiente también puede aumentar el riesgo de obesidad, diabetes y enfermedades cardiovasculares.
El ciclo sueño-vigilia
Las neuronas que controlan la liberación de la hormona del crecimiento durante el ciclo sueño-vigilia -la hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH) y dos tipos de neuronas somatostatina- se encuentran en las profundidades del hipotálamo, un antiguo centro cerebral que se ha conservado en todos los mamíferos. Una vez liberada, la hormona del crecimiento aumenta la actividad de las neuronas del locus coeruleus, una zona del tronco encefálico responsable de la excitación, la atención, la cognición y la curiosidad. La desregulación de las neuronas del locus coeruleus está implicada en numerosos trastornos psiquiátricos y neurológicos.
“Comprender el circuito neuronal de liberación de la hormona del crecimiento podría conducir en última instancia a nuevas terapias hormonales que mejoren la calidad del sueño o restablezcan el equilibrio normal de la hormona del crecimiento”, afirma Daniel Silverman, investigador postdoctoral de la UC Berkeley y coautor del estudio. Existen algunas terapias génicas experimentales dirigidas a un tipo celular específico. Este circuito podría ser un enfoque novedoso para reducir la excitabilidad del locus coeruleus, algo de lo que no se había hablado antes”.
Los investigadores, que trabajan en el laboratorio de Yang Dan, catedrático de Neurociencia y Biología Molecular y Celular, estudiaron el circuito neuroendocrino insertando electrodos en el cerebro de ratones y midiendo los cambios de actividad tras estimular con luz neuronas del hipotálamo. Los ratones duermen durante el día y por la noche en intervalos cortos de varios minutos cada uno, lo que ofrece numerosas oportunidades para estudiar los cambios de la hormona del crecimiento durante el ciclo sueño-vigilia. Utilizando trazadores de circuitos de última generación, el equipo descubrió que las dos pequeñas hormonas peptídicas que controlan la liberación de la hormona del crecimiento en el cerebro -la GHRH, que promueve la liberación, y la somatostatina, que la inhibe- actúan de forma diferente durante el sueño REM y el no REM. La somatostatina y la GHRH aumentan fuertemente durante el sueño REM para promover la hormona del crecimiento, pero la somatostatina disminuye y la GHRH aumenta sólo moderadamente durante el sueño no REM para promover la hormona del crecimiento.
Las hormonas del crecimiento también tienen beneficios cognitivos
La hormona del crecimiento liberada regula la actividad del locus coeruleus como mecanismo de retroalimentación para crear un efecto homeostático yin-yang. Durante el sueño, la hormona del crecimiento se acumula lentamente para estimular el locus coeruleus y promover la vigilia, según el nuevo estudio. Sin embargo, cuando el locus coeruleus está sobreestimulado, paradójicamente favorece la somnolencia, según demostró Silverman en un estudio publicado a principios de este año. “Esto sugiere que el sueño y la hormona del crecimiento forman un sistema estrechamente equilibrado: Dormir poco reduce la liberación de la hormona del crecimiento, y dormir demasiado puede, a su vez, conducir al cerebro hacia la vigilia”, explica Silverman. El sueño impulsa la liberación de la hormona del crecimiento, y ésta, a su vez, regula la vigilia. Este equilibrio es esencial para el crecimiento, la reparación y la salud metabólica.
Dado que la hormona del crecimiento actúa en parte a través del locus coeruleus, que controla la excitación general del cerebro durante la vigilia, un equilibrio adecuado podría tener un impacto más amplio en el estado de alerta y el pensamiento. Según los investigadores, las hormonas del crecimiento no sólo ayudan a desarrollar músculo y hueso y a reducir el tejido adiposo, sino que también pueden tener beneficios cognitivos y promover los niveles generales de excitación al despertar.