TEMA 2 - DORMIR Y SOÑAR (Funciones del sueño) Flashcards
¿qué diferencia existe entre el sueño y el resto de los distintos estados de inactividad o dormancia observados en el reino animal - diapausas, brumación o hibernaciones?
Que el sueño es rápidamente reversible, es posible pasar del sueño al estado de vigilia y atención al entorno en unos pocos segundos
Dos hipótesis sobre funciones del sueño
- La hipótesis de la homeostasis sináptica
- La hipótesis del drenaje glinfático durante el sueño
Hipótesis de la homeostasis sináptica
Defiende la idea de que el sueño es la contrapartida necesaria a los mecanismos de plasticidad sináptica asociados al aprendizaje y a la memoria.
Durante el sueño, específicamente en la** fase de ondas lentas**, las eficiencias o los pesos de las sinapsis modificadas por el aprendizaje durante la vigilia se reducirían a una escala menor para permitir que puedan seguir siendo funcionales al despertar.
Además permitiría “olvidar” o borrar los registros de eventos poco significativos
¿Quién propuso la hipótesis del drenaje glinfático durante el sueño?
El grupo de Maiken Nedergaard, de la Universidad de Rochester,
¿En qué descubrimiento se sustenta la hipótesis del drenaje glinfático?
Se sustenta en el descubrimiento de que durante el sueño el espacio extracelular del cerebro de ratones de laboratorio se expande, y en la vigilia se contrae.
En el sistema nervioso central no existe sistema linfático, y para drenar de metabolitos y otras sustancias potencialmente tóxicas el espacio extracelular, existe otro sistema de limpieza que ese grupo de investigadores ha denominado “glinfático”
¿Por qué disminuye el espacio extracelular durante la vigilia, según la hipótesis del drenaje glinfático?
Por que la** liberación en la corteza cerebral** durante la vigilia de noradrenalina procedente del locus coeruleus (LC) incrementa el volumen de las células corticales, y por tanto el espacio extracelular disminuye.
¿Cómo está controlada la modulación de la eficacia del sistema glinfático - por el reloj circadiano o el estado de vigilia o sueño? ¿Y cómo se ha comprobado?
La eficacia del sistema glinfático no estaría controlada por el reloj circadiano, sino por el estado de vigilia o sueño, ya que en los ratones anestesiados el movimiento glinfático es muy similar al observado cuando están dormidos.
¿Por qué parece ser mejor dormir de lado?
Por su ventaja para el drenaje de metabolitos tóxicos del cerebro.
Qué se entiende por “rebote de sueño REM”
Tras la privación total de sueño por períodos largos, de varios días, se observa una gran proporción de tiempo empleado en sueño REM.
¿Qué sucede cuando la privación ha sido de menor duración, de un día o menos?
Se observa también un importante rebote de sueño NREM.
Record Guiness de privación de sueño en humanos
Randy Gardner - 264 horas (11 días)
¿Cómo se caracterizaron los tres días de recuperación tras los once si dormir de Randy Gardner?
Rebote del sueño de ondas lentas y del sueño REM, a expensas de las fases de adormecimiento y sueño ligero que fueron muy cortas.
En periodos de recuperación de sueño tras un largo periodo sin dormir, ¿cómo se ditribuyen los rebotes e REM y NREM?
El incremento en sueño de** ondas lentas** fue generalmente** mayor en la primera noche** y el de REM en la segunda, y además, en cada noche, el rebote de sueño de ondas lentas normalmente precedió al rebote de REM.
¿Qué es la deuda de sueño?
Es el estado en el que se encuenta un sujeto que no ha recuperado el sueño perdido durmiendo horas extra, por lo que sigue con los síntomas caracteristicos.
¿Con qué alteraciones se ha relacionado la deuda de sueño?
Con alteraciones metabólicas y hormonales reconocidas como factores de riesgo para desarrollar diabetes, hipertensión y obesidad.
¿Se puede acumular reservas de horas de sueño?
NO. Dormir más horas de las necesarias no conlleva ningún beneficio o ventaja posterior.
¿A partir de qué numero mínimo de horas de sueño se empieza a acumular deuda?
Existen discrepancias:
- hay quien cree que comienzan a acumularse cuando se dedican, por término medio, menos de 7 horas y media a dormir por la noche.
- Otros sitúan al límite inferior alrededor de 6 horas, en las que el sueño de ondas lentas habría tenido tiempo suficiente para transcurrir y, hasta cumplir las 7 u 8 horas, quedaría un margen o buffer de una o dos horas más ocupadas normalmente por sueño REM que podría alargarse o acortarse, sin efecto sobre la deuda de sueño.
¿Que sucede con la privación de sueño REM?
Hay datos que indican que la privación selectiva de sueño REM en humanos no parece causar deterioros apreciables sobre el procesamiento cognitivo, la percepción o el aprendizaje en personas saludables.
Además mejora el estado de ánimo de los pacientes diagnosticados de depresión mayor.
¿Qué prueba demuesta que la privación total selectiva de sueño REM no parece tener graves efectos en humanos?
Los fármacos antidepresivos IMAOs, y en menor medida también los tricíclicos, suprimen totalmente el sueño REM sin afectar al sueño NREM
Modelo de los dos procesos
La propensión a dormir es el resultado de la interacción entre:
* un proceso homeostático, denominado proceso S, que impulsaría el sueño dependiendo del tiempo transcurrido en vigilia,
* y de un proceso** circadiano**, denominado proceso C, que impulsaría la vigilia o facilitaría el sueño dependiendo de la hora del día.
¿Qué dos funciones propone el modelo de los dos procesos que puede tener el sueño?
- Recurperarse del desgaste - relacionada con el proceso homeostático
- Impulsar la vigilia necesaria para realizar las actividades orientadas a la supervivencia y la reproducción - relacionada con el proceso circadiano
¿qué proceso explicaría el rebote de sueño o incremento de horas durmiendo tras una o varias noches sin dormir o la falta de sueño por la noche si por la tarde se ha echado una gran siesta?
El proceso S (homeostático)
¿qué proceso explicaría el aumento de la alerta en las primeras horas de la mañana incluso tras pasar la noche en vela, o el jet lag?
El proceso C (circadiano)
¿Qué es la alostasis?
Es un concepto que se refiere al proceso por el cual el organismo pone en marcha determinados cambios en el comportamiento y en la fisiología para hacer frente y adaptarse a situaciones estresantes e inesperadas que ocurren en su medio ambiente.
= el mantenimiento de la estabilidad durante el cambio
¿Qué es la carga alostática?
Ejemplo
Es lo que se produce cuando esas modificaciones en los patrones de sueño y vigilia, que facilitan la adaptación a las nuevas circunstancias, se mantienen durante períodos de tiempo largos.
Deuda de sueño
Sustrato fisiológico del proceso homeostático que impulsa el sueño
la adenosina
¿Qué es la adenosina y dónde se genera?
Es una molécula que funciona como neuromodulador.
Se genera en las neuronas y en los astrocitos como resultado del catabolismo del ATP (trifosfato de adenosina)
¿Qué señalan cantidades elevadas de adenosina?
Un desequilibrio homeostático relacionado con el** gasto energético **generado durante la vigilia.
Receptores de adenosina y tipo
A1 y A2 (aunque hay más)
Son metabotrópicos
¿Que son los receptores metabotrópicos (o acoplados a proteínas G)?
Son receptores que funcionan mediante un segundo mensajero intracelular que desencadena diversos efectos, entre ellos modular la expresión de genes y abrir o cerrar canales iónicos
Receptores A1
Cómo funcionan
Son inhibidores de la actividad neuronal al estar acoplados a mecanismos que hiperpolarizan la membrana.
Se encuentran distribuidos por muchas regiones dentro y fuera del sistema nervioso central
Receptores A2
Son excitadores o activadores al estar acoplados a mecanismos que despolarizan la membrana.
Su distribución está más restringida a algunas regiones dentro del cerebro.
¿Cómo actuaria, grosso modo, la adenosina a través de sus receptores?
Muy lógico, una vez que se sabe qué receptor es inhibidor y cual excitad
A través de los receptores A1, inhibidores, la adenosina actúe sobre regiones del cerebro implicadas en impulsar la vigilia, mientras que su acción excitadora mediante los receptores A2 se produciría sobre regiones implicadas en impulsar el sueño.
Efectos de la adenosina a través de sus receptores A1
Zonas implicadas en impulsar la vigilia
- prosencéfalo basal (PrB)
- núcleo tuberomamilar del hipotálamo (TM)
- neuronas orexinérgicas del hipotálamo lateral (HL)
Efectos de la adenosina a través de sus receptores A2
Zonas relacionadas con la inducción del sueño
- núcleo ventrolateral del área preóptica del hipotálamo (VLPO)
- región del puente en el tronco del encéfalo, relacionada con el inicio del sueño REM
¿A qué grupo de estimulantes pertenecen la cafeína o la teofilina? ¿Cómo funcionan?
Al grupo de estimulantes denominado metilxantinas.
Funcionan como antagonistas de la adenosina, y sus efectos sobre el sueño parecen depender principalmente de que bloquean los receptores A2 del cerebro
¿Qué núcleo dirige el proceso circadiano del ciclo sueño-vigilia?
El núcleo supraquiasmático (NSQ)
¿Qué rama de la biología estudia los ritmos circadianos?
cronobiología
A qué se denominan “ritmos libres”
Los ritmos que se dan en condiciones condiciones constantes de iluminación u oscuridad, que tienden a ser un poco más largos que un día, de alrededor de 24,5 o 25 horas
¿Cómo se denominan las señales para sincronizar los ritmos endógenos con los ritmos exógenos geológicos o de otra naturaleza? ¿Cuál es el más potente?
zeitgebers
la luz solar de la mañana
Qué es el NSQ
El núcleo supraquiasmático del hipotálamo (NSQ). Consiste en un par de estructuras pequeñas y compactas situadas** encima del quiasma óptico** en la región anterior de la zona medial del hipotálamo y contiene solo unas cincuenta mil neuronas en humanos.
¿Cual es la función del NSQ?
Es el marcapasos que organiza la distribución temporal diaria de procesos como la temperatura corporal, la alimentación o la secreción de algunas hormonas, y constituye el reloj maestro que controla las oscilaciones rítmicas de otros relojes periféricos ubicados en casi todos los tejidos del organismo, controlando el ritmo circadiano y la distribución temporal diaria entre la vigilia y el sueño.
¿Cómo se sincroniza el ritmo circadiano del NSQ?
Mediante la luz solar de la mañana que actúa sobre un tipo especial de células ganglionares de la retina denominadas células ganglionares fotosensibles.
¿Qué son las células ganglionares fotosensibles y cómo funcionan?
Son fotorreceptores diferentes de los conos y los bastones.
Envían sus señales al NSQ a través de la vía retino hipotalámica, y emplean como fotopigmento una proteína de la retina sensible a la intensidad de la luz denominada melanopsina.
¿Qué es la melanopsina?
Es el fotopigmento de las células ganglionares fotosensibles. Son una proteína de la familia de las opsinas.
¿Qué genera la lesión del NSQ en ratas?
Un patrón aleatorio de sueño y vigilia a lo largo del día y de la noche que consiste en períodos cortos de sueño interrumpidos por períodos cortos a su vez de vigilia y actividad.
Los animales continúan estando despiertos y durmiendo la misma cantidad total de horas de sueño REM y NREM que antes de la lesión.
Sustrato fisiológico del proceso C (circadiano)
El NSQ
¿En qué está basado el ciclo circadiano de actividad de las neuronas NSQ?
Cuadro 2 -
En el ritmo de producción de algunas proteinas y en el feedback negativo que lo controla
¿Qué proteinas están involucradas el ciclo circadiano de actividad de las neuronas NSQ?
Las proteinas CLOCK y BMAL1 (producidas por los genes Clock y Bmal1)
¿Cómo funcionan las proteínas CLOCK y BMAL1?
Forman entre las dos un heterodímero que entra en el núcleo celular y se une a la región del ADN promotora de los genes Per1, Per2, Cry1 y Cry2 y del receptor nuclear ReV erba cuya proteina REV ERBa funciona inhibiendo Bmal1.
El complejo PER/CRY generado, a su vez entra de nuevo el núcleo y desplaza a CLOCK/BMAL1 de la región promotora y por tanto funciona como feedback negativo en la síntesis de proteinas.
El ciclo dura aprox. 24 horas y constituye el marcapasos molecular del reloj circadiano.
¿Qué es la melatonina?
Es una hormona producida por la glándula pineal cuya secreción al torrente sanguíneo está** activa por la noche** e inhibida por el día en todos los vertebrados, tanto en los diurnos como en los nocturnos
Actúa también sobre la adenohipófisis y la liberación de gonadotropinas.
Cuando la administración de melatonina produce somnolencia diurna, estaría funcionando como ….
Hipnótico
Cuando la administración de melatonina se utiliza para adelantar o retrasar algunas horas el reloj circadiano, estaría funcionando como
Cronobiótico
¿Qué glandula libera melatonina?
La glánula pineal
El circuito que controla la liberación de melatonina por la glándula pineal está gobernado por ….
El NSQ
¿Con qué núcleo contacta el NSQ mediante señales inhibitorias?
Con el núcleo Paraventricular del hipotálamo (NPV)
¿Qué patrón de actividad muestran las neuronas del NPV? ¿Qué núcleo tiene un patrón inverso?
patrón de su frecuencia de disparo (alto/bajo por la noche y por el día
Frecuencia de disparo alta por la noche y baja por el día.
El NSQ tiene un patrón inverso - bajo por la noche y alto por el día
¿Cómo funciona el circuito que controla la liberación de melatonina por la gándula pineal?
El NSQ conecta con el NPV mediante conexiones inhibitorias - como el NSQ tiene una frecuencia de disparo baja por la noche, es por la noche cuando no inhibe el disparo de las células del NPV, que muestran una frecuencia de disparo alta por la noche y baja por el día.
Ese patrón de disparo se transmite al resto del circuito y determina que la melatonina se secrete a niveles altos por la noche.
¿Cómo es el circuito que va desde el NPV hasta la glándula pineal?
El NPV, activado por la noche, envía axones por el **fascículo prosencefálico medial ** (fpm) a la columna intermedia lateral de la médula espinal (IML), que forma parte de la rama simpática del sistema nervioso autónomo. Conecta a su vez con las neuronas simpáticas del ganglio superior cervical (GSC), que finalmente inerva la glándula pineal.
¿Dónde actúa la melatonina que libera la glandula pineal por la noche?
Actúa, entre otros lugares, sobre los receptores de melatonina del NSQ (vía hormonal) y contribuyen sincronizar el ritmo circadiano
