Un buen sueño nocturno no solo elimina el cansancio del día anterior: mientras el cuerpo descansa, el cerebro regula procesos clave para los músculos, los huesos, las grasas y el rendimiento mental al despertar.
Investigadores de la Universidad de California en Berkeley han identificado, en un estudio cuyos resultados se han publicado en la revista científica 'Cell', el circuito nervioso responsable de regular la secreción de la hormona del crecimiento durante el sueño. Los autores señalan que la relación entre el sueño y esta hormona, contra la idea extendida, no es unidireccional: el sueño favorece su liberación y la hormona del crecimiento, a su vez, desempeña un papel en la regulación del despertar.
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Hace tiempo que los científicos saben que una parte importante de la hormona del crecimiento se secreta mientras dormimos. Además de ser clave para el aumento de talla en niños y adolescentes, en la edad adulta esta hormona contribuye a mantener el tejido muscular, la salud ósea, la regulación del uso de la grasa almacenada y el control de la glucosa en sangre.
Sin embargo, hasta ahora no estaba claro cómo regula exactamente el cerebro la secreción de esta hormona en las distintas fases del sueño ni qué vínculo existe entre la actividad de las neuronas, los niveles de hormona del crecimiento y el momento en que nos despertamos.
Shinlu Ding, investigadora posdoctoral en neurociencia en Berkeley y primera firmante del estudio, explica que hasta hace poco la relación entre el sueño y la hormona del crecimiento se analizaba sobre todo midiendo la concentración de esta hormona en sangre, pero que en este trabajo se ha registrado de forma directa la actividad de las neuronas en el cerebro de ratones. Según indica, este enfoque ha permitido al equipo identificar un circuito nervioso concreto que podría servir de base para estudiar futuras opciones de tratamiento.
¿Cómo controla el cerebro la secreción de la hormona del crecimiento durante el sueño?
Para responder a esta pregunta, los investigadores han analizado la actividad de una región del cerebro llamada hipotálamo, un área pequeña pero esencial que interviene en la regulación del hambre, la temperatura corporal, la producción de hormonas y el ciclo sueño-vigilia.
En esta zona del cerebro, un grupo de neuronas produce la hormona liberadora de la hormona del crecimiento, o GHRH, que estimula la secreción de la hormona del crecimiento. Otras células, en cambio, producen somatostatina, que ejerce un efecto inhibidor.
La interacción entre estos dos mensajeros contribuye a regular la cantidad de hormona del crecimiento que sale de la hipófisis hacia el torrente sanguíneo. Los científicos han observado que la actividad de estas células no es la misma en todas las fases del sueño.
En la fase de sueño no REM, que abarca buena parte del sueño profundo y reparador del organismo, disminuye la actividad de las neuronas que producen somatostatina y, en consecuencia, se atenúa su efecto inhibidor. Al mismo tiempo, aumenta hasta cierto punto la actividad de las células relacionadas con la GHRH y se favorecen las condiciones para una mayor liberación de hormona del crecimiento.
En la fase de sueño REM, que suele ir acompañada de sueños vívidos, el patrón de actividad cambia. En este momento aumentan la actividad asociada a ambos mensajeros y, pese a sus funciones en apariencia opuestas, la compleja coordinación de la actividad neuronal contribuye a elevar la secreción de la hormona del crecimiento.
De este modo, los investigadores han mostrado que el cerebro puede recurrir, en las distintas etapas del sueño, a vías neuronales diferentes para regular la liberación de una hormona indispensable.
¿Cómo influye la hormona del crecimiento en el despertar?
Tal vez el hallazgo más relevante del estudio sea que la hormona del crecimiento no es solo un producto de la actividad cerebral durante el sueño, sino que también influye en los circuitos nerviosos responsables de la vigilia.
El equipo ha comprobado que, a medida que aumentan los niveles de hormona del crecimiento durante la noche, se estimula la actividad de neuronas en una zona del tronco cerebral llamada 'locus coeruleus'. Esta región interviene en la alerta, la atención, la concentración y la preparación del cerebro para reaccionar ante el entorno.
Dicho de forma sencilla, el sueño incrementa la secreción de hormona del crecimiento y ese aumento, a su vez, envía al cerebro la señal de que debe acercarse al estado de vigilia. Los autores consideran que se trata de un circuito de retroalimentación que ayuda a mantener el equilibrio entre el sueño, la secreción hormonal y la alerta.
Daniel Silverman, coautor del trabajo e investigador posdoctoral en Berkeley, señala que los resultados apuntan a que el sueño y la hormona del crecimiento forman parte de un sistema regulador extremadamente delicado: dormir poco puede reducir la secreción de esta hormona y su aumento, por su parte, puede empujar al cerebro hacia el despertar.
Según añade, preservar ese equilibrio es esencial para el crecimiento, la reparación de los tejidos y un metabolismo saludable. Los investigadores mencionan además otro resultado inesperado. Aunque un aumento de la actividad del locus coeruleus suele asociarse con una mayor alerta, una estimulación excesiva de sus neuronas puede tener el efecto contrario y provocar somnolencia en lugar de favorecer la vigilia.
Esto sugiere que el funcionamiento sano del cerebro no depende solo de que aumente o disminuya la actividad de un grupo concreto de neuronas, sino del ajuste preciso entre distintos tipos de señales.
La relación entre dormir poco, la obesidad, la diabetes y las enfermedades cerebrales
Las conclusiones de este trabajo pueden ayudar a comprender mejor el vínculo entre el sueño insuficiente y determinados trastornos metabólicos.
La hormona del crecimiento participa en la regulación del uso de la grasa y de la glucosa en sangre, y una alteración crónica del sueño puede desestabilizar su secreción. Por ello, la falta de sueño podría ser uno de los factores que elevan el riesgo de obesidad, diabetes y enfermedades cardiovasculares, aunque estos problemas tengan muchas otras causas.
Los autores también plantean la posibilidad de que el vínculo entre la hormona del crecimiento y las áreas cerebrales implicadas en la alerta y la concentración tenga consecuencias que van más allá de la salud física.
Shinlu Ding explica que la hormona del crecimiento, además de contribuir a la formación y mantenimiento de músculos y huesos y a la regulación del tejido graso, podría ejercer un efecto positivo sobre el rendimiento cognitivo y mejorar el nivel de alerta tras el despertar.
Según los investigadores, la identificación de este circuito neuronal podría servir en el futuro para desarrollar estrategias de tratamiento de trastornos del sueño vinculados a enfermedades metabólicas y alteraciones neurológicas, entre ellas el párkinson y el alzhéimer.
En cualquier caso, los científicos subrayan que los experimentos de este estudio se han realizado en ratones y que todavía no se sabe si este mecanismo funciona exactamente igual en seres humanos. Además, será necesario llevar a cabo más investigaciones antes de valorar un posible uso terapéutico de estos resultados.
Por tanto, las conclusiones del trabajo no implican que se haya demostrado el efecto de una nueva forma de dormir sobre la pérdida de peso o el aumento de masa muscular en humanos, sino que representan un paso más en el conocimiento de los mecanismos que vinculan estos procesos con el sueño.
En última instancia, los hallazgos del equipo de Berkeley recuerdan que el sueño, pese a su apariencia tranquila, es un periodo de intensa y compleja actividad del cerebro y del cuerpo, en el que neuronas y hormonas mantienen un intercambio continuo para preservar el equilibrio entre crecimiento, reparación, metabolismo y vigilia.