Amparo Tolosa, Genotipia

¿Por qué dormimos? ¿Cómo sabe nuestro cuerpo que necesitamos dormir? Un reciente estudio realizado en la Universidad Bar-Ilan de Israel aporta nuevas claves sobre el sueño y los mecanismos que lo inducen. Los investigadores han encontrado en pez cebra que la acumulación de daños en el ADN de las neuronas induce el sueño y la reparación del ADN. Además, han identificado a la proteína responsable de avisar de que es el momento de dormir. Los resultados se publican en Molecular Cell.

Las personas pasamos aproximadamente un tercio de nuestro tiempo durmiendo. Dormir es más que una rutina diaria. Es un proceso biológico esencial para la salud, presente a lo largo y ancho del reino animal. Desde el ser humano a la mosca de la fruta, numerosas especies animales necesitan dormir.

Pese a ser una actividad esencial, todavía quedan muchas preguntas sin responder sobre el sueño, entre ellas, cuál es su propósito biológico, la razón por la que, a pesar de la vulnerabilidad que este proceso supone, especialmente a aquellas especies que pueden ser atacadas por depredadores, se ha mantenido a lo largo de la evolución.

Diferentes estudios, en humanos y modelos animales apuntan a diferentes funciones del sueño como la reparación del organismo o la consolidación de memorias. Un reciente estudio aporta nueva información: durante el sueño se activa la reparación del ADN en las neuronas y se reducen los daños acumulados durante la fase activa del día.

¿Qué induce la necesidad de dormir?

A partir de estudios en larvas de pez cebra los investigadores han encontrado que la acumulación de daños en el ADN en las células nerviosas, producidos como consecuencia de la actividad neuronal o agentes mutágenos, induce el sueño y la reparación del ADN.

El equipo ha estimado también que, en el caso del animal modelo utilizado, seis horas de sueño son suficientes para reducir los daños en el ADN en la región cerebral analizada, el área dorsal telencefálica. Durante este tiempo de descanso, los investigadores detectaron un aumento en la actividad de dos proteínas  implicadas en la reparación del ADN: Rad52 y Ku80.

¿Qué mecanismos avisan de que es necesario dormir?

Los investigadores apuntan a la proteína Parp1 como regulador principal del sueño. Parp1, que participa en múltiples procesos biológicos, forma parte del sistema de reparación de daños del ADN y es una de las primeras en responder a la presencia de daños en esta molécula, marcando la presencia de roturas en el ADN.

La actividad de Parp1 aumenta cuando se induce una deprivación del sueño tanto en las larvas del pez cebra como en ratones y el aumento de su expresión o su inhibición tienen efectos sobre el impulso de dormir o la acumulación de daños en el ADN.

En experimentos con larvas de pez cebra, los investigadores observaron que la expresión de Parp1 inducía el sueño, mientras que el tratamiento con un inhibidor de Parp1  aumentaba los daños en el ADN en las neuronas del área dorsal telencefálica pero no parecía haber una inducción activa del sueño en comparación con las larvas no tratadas.

Los resultados preliminares con ratones son similares: la activación de Parp1 promueve el sueño y su inhibición reduce la duración y calidad de la fase no REM del sueño.

Los resultados del trabajo apuntan a la acumulación de daños en el ADN como activador del sueño, y al acto de dormir, esencial para tantas especies, como un mecanismo para favorecer la homeostasis de las células nerviosas. Los investigadores plantean que durante la etapa activa del día se acumulan daños en el ADN, que, cuando alcanzan cierto límite representan una señal para Parp1. Llegado ese momento Parp1 activa los mecanismos celulares que llevan a la necesidad de dormir y facilita un entorno de menor actividad neuronal para favorecer la reparación del ADN.

Referencia: Zada D, Sela Y, Matosevich N, Monsonego A, Lerer-Goldshtein T, Nir Y, Appelbaum L. Parp1 promotes sleep, which enhances DNA repair in neurons. Mol Cell. 2021 Nov 12:S1097-2765(21)00933-3. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.molcel.2021.10.026

Fuentes: How Do We Know We’re Tired? https://www.biu.ac.il/en/article/9725

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