Si se tiene en cuenta que la regulación de las propiedades eléctricas de las “neuronas reloj” y el neurotransmisor estudiado, PDF, se conservan evolutivamente entre vertebrados e invertebrados, el hallazgo estaría arrojando luz sobre un aspecto del funcionamiento del reloj biológico en humanos, dijo la doctora en Biología Fernanda Ceriani, directora del estudio, investigadora del  Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y jefa del Laboratorio de Genética del Comportamiento de la Fundación Instituto Leloir (FIL).

 “Es probable que el mecanismo que describimos sea importante en los núcleos supra quiasmáticos del hipotálamo, el marcapasos central en mamíferos. Estudios futuros tendrán que confirmarlo”, añadió.

El trabajo parte de la premisa de que la actividad eléctrica de las neuronas es fundamental para que funcionen los circuitos reloj del cerebro. “Los canales iónicos son una familia de proteínas que permiten la transmisión de información en forma de impulsos eléctricos, por eso nuestros experimentos se focalizaron en identificar canales iónicos importantes para el reloj circadiano”, señaló Nara Muraro, también líder del avance y jefa del laboratorio de Neurobiología del Sueño en el Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires (IBioBA), dependiente del CONICET y Partner de la Sociedad Max Planck de Alemania.

Y agregó: “Tuvimos la suerte de encontrar varios canales iónicos, nuestro trabajo describe en detalle a uno de ellos, pero tenemos mucho trabajo por delante para comprender qué características fisiológicas regula cada uno, y cómo interactúan entre sí”.

El estudio, publicado en la revista The Journal of Neuroscience, se centró en las neuronas laterales ventrales (LNvs), un grupo de “neuronas reloj” esenciales para el correcto funcionamiento del reloj biológico. En las moscas Drosophila su actividad regula, entre muchos aspectos, la actividad locomotora y el sueño.

Mediante el empleo de técnicas de electrofisiología y microscopia, Ceriani, Muraro, Florencia Fernández-Chiappe y Lía Frenkel lograron determinar que un patrón de actividad eléctrica de alta frecuencia característico, mediado por un canal iónico dependiente de voltaje (llamado “Ih” y formado por proteínas situadas en las membranas de las neuronas reloj), controla la liberación y transporte del neuropéptido PDF en las LNvs.

“Comprobamos que el canal iónico Ih es esencial para el funcionamiento general del circuito circadiano y la regulación del sueño. Al impedir su actividad mediante el empleo de técnicas de laboratorio, comprobamos que el transporte y la liberación de PDF quedan bloqueados. Y PDF es fundamental para que las moscas Drosophila se ‘despierten’ o no se ‘duerman’, explicó Fernández-Chiappe, becaria doctoral del CONICET en el IBioBA y una de las dos primeras autoras del estudio, junto con Frenkel.

El estudio del reloj biológico cobra relevancia porque marca mucho más que los momentos de máxima alerta o la hora de irse a dormir: también regula el sistema inmune, la digestión, la temperatura corporal, la presión arterial, el funcionamiento de los riñones, la frecuencia cardíaca y los ritmos de ovulación cada 28 días. Además, la literatura científica acumula evidencia sobre la relación entre la disfunción del reloj biológico y la susceptibilidad al desarrollo de ciertos tipos de cáncer, enfermedades cardíacas, diabetes tipo 2, infecciones y obesidad.

“La disminución en la cantidad del canal iónico lh en la membrana de unas pocas neuronas-reloj afecta el funcionamiento de todo reloj circadiano”, indicó Frenkel, también científica del CONICET en el Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología traslacional (iB3) en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires (UBA).

“Los resultados de nuestro trabajo también aportan información para entender la génesis del sueño y las patologías asociadas”, subrayó Frenkel. Y continuó: “En estos tiempos que estamos atravesando, los deUsórdenes del sueño imponen un desafío serio a nuestra salud. Nuestro trabajo aborda este campo del conocimiento y abre nuevos cuestionamientos que nos permitirán comprender en mayor profundidad cómo es que se regula casi un tercio de nuestra vida, que es el tiempo que pasamos durmiendo”.

Del estudio también participaron Carina Colque, que realizó su tesis de licenciatura en contexto de este proyecto en FIL, y Ana Ricciuti, Bryan Hahm y Karina Cerredo, del IBioBA-CONICET y partner de la Sociedad Max Planck de Alemania.

marzo 11/2021 (Dicyt)

Referencia:

Fernandez-Chiappe F., Frenkel L., Colque CC, Ricciuti A., Hahm B, Cerredo K., Muraro NI, Ceriani MF: High-Frequency Neuronal Bursting is Essential for Circadian and Sleep Behaviors in Drosophila. Journal of Neuroscience 27 January 2021, 41 (4) 689-710; DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2322-20.2020

La investigación es obra del equipo de Amit Green, del Instituto del Sueño y la Fatiga adscrito al Centro Médico Assuta en Tel-Aviv, Israel.

Los resultados preliminares muestran que una mayor exposición a los dispositivos del tipo comentado por la noche y sobre todo después de la hora en que la persona debería comenzar a dormir, se asocia con una disminución de la calidad del semen. En los hombres que por la noche usaron durante más tempo teléfonos inteligentes y otros dispositivos parecidos, el nivel de concentración de espermatozoides en su semen, así como la capacidad de estos para «nadar» eficientemente, fueron menores, mientras que el porcentaje de espermatozoides que no podían avanzar fue mayor.

Hasta donde saben los autores del estudio, este es el primero que da a conocer este tipo de correlaciones entre la calidad del semen y el tiempo de exposición a la luz de longitud de onda corta emitida por los dispositivos de ese tipo por la noche

Los investigadores obtuvieron muestras de semen de 116 hombres de entre 21 y 59 años de edad que estaban siendo sometidos a una evaluación de fertilidad. Los participantes completaron cuestionarios sobre sus hábitos de sueño y el uso de dispositivos electrónicos.

El estudio también encontró que una mayor duración del sueño se correlacionaba con una mayor cantidad total de espermatozoides y con una mayor eficiencia en la capacidad de desplazamiento de estos.

septiembre 09/2020 (Europa Press).Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

El desarrollo de este estudio que tiene como objetivo facilitar el diagnóstico y tratamiento en pacientes con trastornos del sueño es encabezado por el doctor Alberto Kousuke de la Herrán Arita, indicó la Agencia Informativa del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) en un comunicado.

‘Nuestra investigación analiza las moléculas que participan en las diferentes fases del sueño’, explicó David Nieblas Beltrán, estudiante del cuarto grado de la Facultad de Medicina  de la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS), quien al igual que el alumno Edel Alberto Hernández González, trabaja en el proyecto.

‘En nuestro resultado tuvimos unas que participan para que estemos activos durante el día, así como otras que nos ayudan a que podamos dormir bien o que la alteración de algunas de estas moléculas nos puede traer trastornos del sueño, entre otras cosas’, añadió.

Entre las moléculas que ayudan a la vigilia encontraron monoaminas producidas por neuronas monoaminérgicas, tales como la dopamina, noradrenalina, serotonina e histamina.

Otras más son la acetilcolina, que también participa en una de las fases de sueño, que se llama fase REM (Rapid Eye Movement, en inglés).

‘Las que nos ayudan para dormir son algunas moléculas inhibidoras ya conocidas como GABA (ácido gama-aminobutírico), la adenosina, melatonina, glicina, prolactina, algunas citoquinas, como la interleucina 1 y el factor de necrosis tumoral’, explicó.

Otras moléculas importantes, y recién descubiertas, son las llamadas orexinas o hipocretinas, cuya función es activar las neuronas monoaminérgicas y colinérgicas.

‘Éstas son producidas en el hipotálamo lateral, y como están en el hipotálamo tienen mucho qué ver con la alimentación, la ansiedad, el apetito, entre otras cosas’, mencionó.

El profesor investigador Alberto Kousuke de la Herrán Arita, dijo que en la actualidad, la falta o la alteración de una de las moléculas no es exclusivamente trastorno del sueño, sino que es un conjunto de varios.

‘En un futuro nos puede permitir brindar un tratamiento para algún trastorno del sueño. Lo bonito de la biología molecular o la genética es que sabemos que hay receptores en todo el cuerpo, que no se sabe su función, y ahora tratamos de descubrir cuáles son las moléculas que activan estos receptores y sus efectos’, detalló.

Apuntó que para continuar el análisis se realizará una nueva investigación a nivel local, en Sinaloa o solo en la capital del estado, para descubrir las moléculas que participan de mayor forma durante el ciclo y ayudar a hallar algún trastorno que se produzca en el sueño.

‘Sobre todo de moléculas exógenas, que son propias de la región; porque todas estas son endógenas, es decir, que nosotros las producimos’, resaltó.

Asimismo, determinaron que factores como el sexo y la edad también son importantes en los trastornos de sueño.

‘Se cree que también la testosterona o los estrógenos pueden influir en el estado de vigilia. Dependiendo los rangos de edad puede ser que se expresen otras moléculas, o incluso en enfermedades, por ejemplo, en una gripe, puede expresar más una molécula que genere más sueño al paciente’, señaló David Nieblas.

Alberto Kousuke y los alumnos publicaron los resultados de su investigación en el artículo científico Modulatory molecules involved in sleep, en agosto pasado en el Journal of Systems and Integrative Neuroscience (JSIN), de la Universidad de San Antonio en Texas.
enero 17/2017  (Notimex)