Un trastorno del sueño común y potencialmente grave, la apnea obstructiva del sueño afecta al menos a una cuarta parte de los adultos estadounidenses y está relacionada con un mayor riesgo de diabetes, obesidad y enfermedades cardiovasculares. En un artículo publicado en la revista neurona , los investigadores del Beth Israel Deaconess Medical Center BIDMC identificaron los circuitos neuronales específicos responsables de despertar el cerebro de los ratones en condiciones de apnea simulada. Los hallazgos podrían conducir a posibles nuevas farmacoterapias para ayudar a los pacientes con apnea obstructiva del sueño a descansar más.
A menudo, pero no siempre marcado por ronquidos fuertes, la apnea del sueño se produce cuando las vías respiratorias de una persona dormida se colapsa y cierra la respiración. Inmersión de oxígeno O 2 niveles y aumento de dióxido de carbono CO 2 los niveles en la sangre alertan al cerebro dormido sobre el problema, despertando al durmiente el tiempo suficiente para restablecer la respiración.
"Una persona con apnea se despierta y comienza a respirar de nuevo y este ciclo puede repetirse cientos de veces por noche, por lo que la persona nunca se duerme profundamente", dijo el autor principal Clifford B. Saper, MD, presidente del Departamento de Neurologíaen BIDMC: "Por la mañana, es posible que no recuerden que no han dormido bien por la noche, pero se sentirán muy cansados".
El sueño fragmentado puede dejar a las personas con apnea con alteraciones significativas de la cognición, el estado de ánimo y el estado de alerta durante el día; también puede aumentar el riesgo cardiovascular. Pero, ¿qué pasaría si los científicos pudieran evitar que el cerebro se despertara cientos de veces por noche en respuesta al aumento de CO 2 ¿niveles, mientras le permite restablecer la respiración regular nuevamente?
"Nuestro objetivo era identificar los circuitos responsables de despertar el cerebro durante la apnea del sueño, que es distinta de la parte del cerebro que controla la respiración", dijo Saper, quien también es profesor de Neurología y Neurociencia en James Jackson PutnamHarvard Medical School. "Si pudiéramos evitar que el cerebro se despertara durante las apneas y activar solo la parte del cerebro que abre las vías respiratorias, las personas con apnea obstructiva del sueño aún podrían descansar bien por la noche".
Usando una caja con niveles atmosféricos ajustables de O 2 y CO 2 Saper y sus colegas imitaron los efectos de OSA en ratones al cambiar la proporción de los dos gases cada cinco minutos durante 30 segundos.
Entonces, Saper y sus colegas se centraron en un subconjunto de neuronas, llamado PBel CGRP células: se sabe que muestran actividad en respuesta a CO elevado 2 niveles. El equipo usó ratones con estas células genéticamente alteradas de tal manera que los investigadores podían activar o suprimir las neuronas a voluntad usando luz o drogas para activar interruptores genéticos. Conocidos como optogenética y quimiogenética, estos experimentos demostraron que la activación de estas célulasdespertará a los ratones y los mantendrá despiertos durante horas. También demostraron que suprimen PBel CGRP la actividad de las células permitiría a los ratones dormir incluso como CO 2 los niveles en el aire a su alrededor aumentaron. En conjunto, estos hallazgos muestran que el PBel CGRP las células despiertan el cerebro y son necesarias para la excitación.
En el experimento final, los investigadores siguieron el PBel CGRP ramas de largo alcance de las neuronas llamadas axones a las células con las que se conectan en otras regiones del cerebro. Sin interrumpir toda la actividad de las células, los investigadores desconectaron PBel CGRP conexión de las neuronas a un sitio clave en el prosencéfalo basal. Esto resultó en una pérdida casi completa de sensibilidad al CO 2 excitación
Saper y sus colegas señalan que el aumento de CO 2 los niveles pueden no ser el único factor que despierta repetidamente a las personas con apnea del sueño durante toda la noche. La presión de aire negativa en la vía aérea superior colapsada también puede enviar mensajes de "despertar" al cerebro a través de otro circuito neuronal. O PBel CGRP las neuronas pueden despertar un cerebro dormido en respuesta a una variedad de estímulos, no solo al aumento de CO 2 niveles, sugieren los investigadores. Aprender qué neuronas regulan la excitación podría permitir a los científicos desarrollar medicamentos para tratar la apnea obstructiva del sueño y otros trastornos del sueño.
"El objetivo a largo plazo de esta investigación es encontrar medicamentos que afecten vías específicas en el cerebro", dijo Saper. "El siguiente paso es ver si podemos usar medicamentos para prevenir la respuesta de activación mientrasaumentando la apertura de la vía aérea. De esa manera, tener una apnea no despertará a una persona ".
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Materiales proporcionado por Centro Médico Beth Israel Deaconess . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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