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¿Por qué duermen los animales? ¿Por qué los humanos “desperdician” una tercera vez de sus vidas en dormir? Investigadores de Israel identifican por primera vez los beneficios de dormir bien.
A lo largo de todos los tiempos, el sueño parece ser esencial para todos los organismos con un sistema nervioso. Esto incluye invertebrados como moscas, gusanos e incluso medusas. Pero la razón por la que los animales duermen, a pesar de la continua amenaza de los depredadores, sigue siendo un misterio. Se trata de una de las preguntas más grandes sin respuesta en las ciencias de la vida.
Investigadores de Israel descubren que el sueño aumenta la dinámica cromosómica. El mecanismo limpia los daños en el ADN acumulado durante las horas de vigilia.
En un nuevo estudio, publicado el 5 de marzo en la revista Nature Communications, los investigadores de Bar-Ilan revelan una función novedosa e inesperada del sueño. Ellos que creen que pueden explicar ahora cómo es que el sueño y las alteraciones del sueño afectan el rendimiento cerebral. Todo esto se relaciona con el envejecimiento y diversos trastornos cerebrales.
Usando técnicas de imágenes en 3D en el pez cebra, los investigadores pudieron definir el sueño en una resolución de un solo cromosoma. De este modo demostrar por primera vez, que las neuronas individuales requieren del sueño para realizar el mantenimiento nuclear.
El daño en el ADN puede ser causado por muchos procesos que incluyen radiación, estrés oxidativo e incluso actividad neuronal.
Los sistemas de reparación de ADN dentro de cada célula corrigen este daño. El trabajo actual muestra que durante la vigilia, cuando la dinámica cromosómica es baja, el daño en el ADN se acumula constantemente y puede alcanzar niveles peligrosos.
Los beneficios de dormir.
La función del sueño es aumentar la dinámica de los cromosomas y normalizar los niveles de daño del ADN en cada neurona. Aparentemente, este proceso de mantenimiento del ADN no es lo suficientemente eficiente durante el período de vigilia.
Por tanto requiere un período de inactividad con actividad reducida en el cerebro para que ocurra.
«Es como un bache en el camino», dice el profesor Lior Appelbaum, quien dirigió el estudio. «Las carreteras acumulan desgaste, especialmente durante las horas pico del día, y es más conveniente y eficiente repararlas por la noche, cuando hay poco tráfico».
Appelbaum llama a la acumulación de daños en el ADN el «precio de la vigilia».
Él y su estudiante de doctorado David Zada, primer autor del estudio, así como coautores, el Dr. Tali Lerer-Goldshtein, la Dra. Irina Bronshtein y el Prof. Yuval Garini, plantearon la hipótesis de que el sueño consolida y sincroniza el mantenimiento nuclear dentro de las neuronas individuales.
Su descubrimiento se logró gracias a las características del modelo de pez cebra.
Con su transparencia absoluta, y un cerebro muy similar al de los humanos, el pez cebra es un organismo perfecto para estudiar células individuales dentro de un animal vivo en condiciones fisiológicas.
Usando un microscopio de alta resolución, se puede observar el movimiento del ADN y las proteínas nucleares dentro de la célula del pez. Todo esto, mientras el pez está despierto o dormido. Los investigadores se sorprendieron particularmente al descubrir que los cromosomas son más activos durante la noche. Esto es cuando el cuerpo descansa. Es este aumento de la actividad lo que permite la eficacia de la reparación para dañar el ADN.
Los resultados establecen la dinámica cromosómica como un marcador potencial para definir células individuales. Ellos proponen que la función restauradora del sueño es el mantenimiento nuclear.
«Hemos encontrado un vínculo causal entre el sueño. Es decir la dinámica cromosómica, la actividad neuronal, el daño y la reparación del ADN. El mismo tiene relevancia fisiológica directa para todo el organismo», dice el Appelbaum.
«El sueño da la oportunidad de reducir el daño del ADN acumulado en el cerebro durante la vigilia».
«A pesar del riesgo de una menor conciencia del medio ambiente, los animales, desde medusas y peces cebra a humanos, tienen que dormir para permitir que sus neuronas realicen un mantenimiento eficiente del ADN. Posiblemente esta sea la razón por la que todo el reino animal necesita dormir», concluye Appelbaum.
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