Cómo optimizar el sistema de eliminación de desechos del cerebro

Una nueva investigación sugiere que la postura del cuerpo durante el sueño puede afectar la eficiencia del proceso de autolimpieza del cerebro

El cerebro humano se puede comparar con algo así como una ciudad grande y bulliciosa. Tiene trabajadores, las neuronas y las células gliales que cooperan entre sí para procesar la información; tiene oficinas, los grupos de células que trabajan juntas para lograr tareas específicas; tiene autopistas, los paquetes de fibra que transfieren información a través de largas distancias; y tiene centros centralizados, los nodos densamente interconectados que integran información de sus redes distribuidas.

Al igual que cualquier gran ciudad, el cerebro también produce grandes cantidades de productos de desecho, que deben eliminarse para que no obstruyan sus delicados componentes. Sin embargo, hasta hace muy poco, apenas sabíamos cómo sucede esto. El sistema de eliminación de desechos del cerebro ya ha sido identificado. Ahora sabemos que funciona mientras dormimos por la noche, al igual que los recolectores de desechos en la mayoría de las grandes ciudades, y las últimas investigaciones sugieren que ciertas posiciones para dormir podrían hacerlo más eficiente.

Los desechos del resto del cuerpo son eliminados por el sistema linfático, que produce y transporta un líquido llamado linfa. El sistema linfático es un componente importante del sistema inmune. La linfa contiene glóbulos blancos que pueden matar microbios y limpiar sus restos y otros desechos celulares. Se transporta en vasos ramificados a cada órgano y parte del cuerpo, y pasa a través de ellos, a través de los espacios entre sus células, recogiendo materiales de desecho. Luego es drenado, filtrado y recirculado.

Se pensaba que el cerebro carecía por completo de vasos linfáticos, por lo que su sistema de eliminación de desechos resultó ser mucho más difícil de desentrañar. Sin embargo, hace varios años, Maiken Nedergaard, del Centro Médico de la Universidad de Rochester, y sus colegas identificaron un sistema de "tuberías" hidráulicas que corren junto a los vasos sanguíneos en el cerebro del ratón. Utilizando imágenes de dos fotones in vivo para rastrear los movimientos de los marcadores fluorescentes, mostraron que estos vasos transportan líquido cefalorraquídeo alrededor del cerebro, y que el líquido ingresa a los espacios intercelulares en el tejido cerebral, recogiendo desechos en su camino.

Nedergaard y sus colegas también descubrieron que la función adecuada de estos vasos depende de los movimientos del agua alrededor del cerebro, que se llevan a cabo mediante células gliales llamadas astrocitos y, por lo tanto, se denominan sistema glifático. Continuaron demostrando que los espacios intercelulares se expanden hasta en un 60% en los cerebros de ratones dormidos y anestesiados de forma natural, y que esta expansión impulsa la eliminación de desechos del cerebro al facilitar los movimientos de la linfa y el agua.

Otros investigadores de la Universidad de Virginia informaron sobre la identificación de vasos linfáticos en el sistema nervioso central. Demostraron que el sistema linfático se extiende hacia la duramadre, la más gruesa y externa de las tres membranas meníngeas que envuelven el cerebro y la médula espinal. Estos vasos corren paralelos a las principales venas y arterias, y se dividen para enviar ramas a las profundidades del cerebro. Los investigadores creen que podrían estar relacionados con el sistema glifático y podrían ser la segunda etapa del mecanismo de eliminación, que transportaría los desechos fuera del cerebro y la médula espinal por completo.

El último estudio del grupo de Nedergaard muestra que la postura del cuerpo afecta a la eficiencia de la eliminación de desechos del sistema glifático. Utilizando la microscopía de fluorescencia y el rastreo radioactivo una vez más, mostraron que el drenaje del líquido cefalorraquídeo funcionó mejor en ratones acostados de lado en comparación con aquellos acostados boca arriba o de pie.

La función del sueño hasta hace poco profundamente misteriosa, se está demostrando que es crítica para la consolidación de la memoria, y ahora parece ser necesaria para la eliminación efectiva de los desechos del cerebro. Aunque estos estudios se realizaron en ratones, los resultados preliminares sugieren que los vasos linfáticos también están presentes en el cerebro humano y la médula espinal, pero se necesitarán más investigaciones para confirmar que realmente constituyen un sistema de eliminación de desechos en funcionamiento.

Finalmente, el vínculo con el sueño podría tener implicaciones importantes para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson, todo lo cual implica la acumulación de proteínas mal plegadas dentro y alrededor de las células nerviosas, debido a un sistema de eliminación de residuos defectuoso. De hecho, ahora parece claro que una buena higiene del sueño tiene un efecto neuroprotector y, en línea con esto, otra investigación muestra que las alteraciones del sueño predicen el inicio de la neurodegeneración.

Dormir de lado es la postura para dormir más popular tanto para ratones como para humanos, por lo que esta preferencia puede haber evolucionado para optimizar el sistema de eliminación de desechos y así garantizar que la metrópoli del cerebro funcione de la manera más efectiva posible.

Basado en:

Lee, H. et al. (2015). The Effect of Body Posture on Brain Glymphatic Transport. J. Neurosci, 35: 11034-44. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1625-15.2015.

Louveau, A., et al. (2015). Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature, 523: 337-41. DOI: 10.1038/nature14432.