T4 Fisiología del Sueño PDF

T4; SUEÑOS Y RITMOS BIOLOGICOS 1. Ciclo sueño-vigilia Cuando queremos hacer un registro del sueño, hay que acudir a la Unidad del Sueño, donde te hacen dormir allí para registrarlo mediante un electroencefalograma, en el que se registra la actividad postsináptica de las neuronas. Al principio es mo...

T4; SUEÑOS Y RITMOS BIOLOGICOS 1. Ciclo sueño-vigilia Cuando queremos hacer un registro del sueño, hay que acudir a la Unidad del Sueño, donde te hacen dormir allí para registrarlo mediante un electroencefalograma, en el que se registra la actividad postsináptica de las neuronas. Al principio es molesto y no se registra bien por los cables, pero poco a poco se va acostumbrando y se mide mejor la actividad eléctrica, así como la de los músculos, el movimiento de los ojos, la frecuencia cardíaca… La duración de cada una de las fases varía. En la fase 1, es el momento en que te estás quedando dormido, la fase 2 es parecida pero un poco más profunda que la anterior. Por último, en las fases 3 y 4 estamos dormidos profundamente. Después entraríamos en la fase REM. 1.1. Vigilia Por un lado, está la actividad alfa, son ondas regulares y uniformes de entre 8 y 12 Hz, es la que ocurre cuando estamos despiertos pero tranquilos, en estado de reposo, sin hacer actividades cognitivas, y aparece antes de quedarse dormidos. Destaca la actividad neuronal sincronizada, y se originan sobre todo en el lóbulo occipital La actividad beta, en cambio, son ondas irregulares de entre 13 y 30 Hz, es la que aparece cuando estamos cognitivamente activos, relacionados con un estado de alerta y atención constante. Hay una actividad neural desincronizada, y se registran cuando la persona está despierta y en plena actividad mental. 1.2. Fase 1 del sueño 10 mins Es una fase que nos facilita el quedarnos dormidos, ya que es la transición entre la vigilia y el sueño. Es un estado en el que las tareas realizadas se automatizan, ya no necesitamos prestar atención y el sujeto se puede distanciar de dichas tareas. Destaca la actividad theta, de entre 3,5 y 7,5 Hz, y dura aproximadamente 10 minutos. También se le llama fase de somnolencia. 1.3. Fase 2 del sueño 15 mins Hay unas señales cerebrales que hacen que nos vayamos quedando dormidos, que son: Husos del sueño (Spindles). Son unas ondas características que aparecen en la fase 2, aunque también en la 1 y 3. Este fenómeno está relacionado con la consolidación de la memoria y la modulación de la influencia de estímulos externos durante el sueño, y hay mecanismos para mantener el sueño. Tienen entre 12 y 24 hz, y ocurren cada 2 y 5 minutos. **Complejos K Son ondas repentinas características de la fase 2, que ayudan a caer en el sueño profundo. Son las precursoras de las ondas delta, que registran las fases más profundas del sueño. Se dan cada minuto. - El resto de la actividad será Theta, y esta fase dura 15 minutos, donde empieza a descender el tono muscular, la temperatura corporal, la frecuencia cardíaca y la respiración. Poco a poco el organismo va relajándose. 1.4. Fase 3 y 4 del sueño: SUEÑO DE ONDAS LENTAS (sol) 65 mins: 20 (F3) + 45 (F4) Es una fase de ondas lentas, las ondas delta. Nuestro cuerpo se encuentra en un estado profundo de relajación, y se consideran como una fase. Esto es debido a que la aparición de las ondas delta en la fase 3 es del 20 y 50%, y en la fase 4 superior al 50%. En la fase 3, empieza con ondas theta y luego pasa a las ondas delta, y así durante 45 minutos. La fase 4 se considera de sueño profundo, hay un descenso del 75% en el flujo sanguíneo cerebral en comparación con la vigilia, eso indica que el cerebro está descansando y restaurándose. La fase 3 dura unos 20 minutos, y la 4 dura unos 45 minutos, por lo que en total se cree que dura unos 65 minutos. 1.5. Sueño REM (sueño paradojico) 20-30 mins. Ondas: o Theta = fase 1 o Beta = vigilia Hay actividad theta de la fase 1, característica de cuando estamos dormidos, pero también hay actividad beta de la vigilia, característica de cuando estamos despiertos, y es porque estamos soñando. Se activan las mismas zonas que necesitamos cuando estamos despiertos, es decir, el cerebro está activo. Hay movimientos oculares rápidos (MOR=REM), porque estamos soñando, los movimientos oculares son iguales a como serían en una situación real. Es la etapa más superficial del sueño, y la persona se despierta fácilmente. Hay una pérdida del tono muscular, estamos paralizados porque si no sería peligroso. Si fallase la pérdida de tono muscular, no sería sonambulismo, sino un trastorno de la fase REM. Dura unos 20-30 minutos, y la parálisis del sueño ocurre cuando se pierde el tono muscular en vigilia, y la narcolepsia es parecida, pero caes redondo en estado de vigilia. La actividad cortical es similar a la que tendrías si estuvieses viviendo lo que estas soñando en ese momento; si estas soñando que das clase, tu actividad será la misma que cuando la estas dando. 2. Caracteristicas de las fases del sueño Con el paso del tiempo cuando estamos dormidos en el segundo ciclo, se va perdiendo la fase 1 y cada vez ocurren más REM. Consiste en una alternancia entre el sueño REM y sueño no-REM. Hay una repetición de los ciclos cada 90 minutos, y 8 horas equivalen aproximadamente a 4-5 ciclos. La mayoría del SOL ocurre al principio del período de sueño, cuando avanza el sueño se dan más fase 2 y las fases REM son más largas. Las características de estas fases son las siguientes: **SOL EEG sincronizado Baja el flujo sanguíneo cerebral. Baja el uso de oxígeno Tono muscular moderado No movimientos oculares No actividad genital Sueños estáticos (caerse de un precipicio) Despertar confuso  **REM EEG desincronizado Sube el flujo sanguíneo cerebral Se utiliza más oxígeno No hay tono muscular Movimientos oculares rápidos Actividad genital, no tiene que ver con sueños eróticos Sueños o historias narrativas Al despertar estamos despiertos y atentos Gulevich, Dement y Johnson estudiaron a un chico de 17 años que estuvo despierto 264 horas. Cuando le dejaron dormir no se recuperaron las horas perdidas (no se recuperaron 67 horas), sino que sólo recuperó unas de ellas. La recuperación difiere según la fase: Fases 1 y 2 → 7% Fase 4 → 68% REM → 53% Por lo tanto, al parecer, el sueño de ondas lentas (SOL) y el sueño REM son más importantes que el resto de las fases. Más tarde, Kales y cols estudiaron los efectos de 205 horas de privación de sueño en 4 muchachos de 21 años. Aparecen alucinaciones visuales, y cuando los dejaron dormir el patrón se mantuvo. Interpretaron que no era perjudicial para la salud, pero otros reportaron que sí lo era. Se supone que en este tipo de estudios no se hace uso de estimulantes para mantener despiertos a los participantes. 3. Funciones del sueño 3.1. Supervivencia Todos los animales necesitamos dormir, es imprescindible. Para dormir, los delfines alternan hemisferios para protegerse de los depredadores y poder descansar mientras están alerta (unihemisférico). Es un proceso restaurador, sobre todo el proceso de ondas lentas. Las neuronas se dañan por toda la actividad cerebral del día, y las ondas lentas y REM favorecen los procesos de aprendizaje. 3.2. Proceso restaurador - Durante el SOL el cerebro DESCANSA y se RESTAURA Sobre todo, es el sueño de ondas lentas, que es cuando desciende la activación cerebral y el cerebro descansa y se restaura. Indicadores del descanso son los siguientes: SOL (sueño de ondas lentas): sueño profundo. Hay un descenso drástico de la tasa metabólica y del flujo sanguíneo en un 75%. Aparecen las ondas lentas y la reducción de la actividad metabólica, lo curioso de esta aparición es que es notable en aquellas zonas cerebrales que durante la vigilia están más activas. Necesitamos descansar para restaurar el cerebro, y se sabe gracias a los datos derivados de experimentos de privación del sueño y del conocimiento derivado del estudio del insomnio familiar fatal. 3.2.1. Privación del sueño de ondas lentas Privar del sueño entero NO altera las capacidades físicas, ni produce una respuesta de estrés, sino se observaría altos niveles de las hormonas de estrés, y eso no sucede. **Su función NO es la que descanse el cuerpo. Sí perjudica las capacidades cognitivas, pero no las físicas, por lo que restaura el cerebro, pero no el cuerpo, y el descanso del cerebro permite reparar los daños sufridos durante la vigilia. Trabajo en ratas: cuando la rata está en el agua no puede dormir. Se hacen experimentos donde hay un grupo control y otro experimental, cuando la rata control se duerme comienza el experimento, que está diseñado para que cuando la rata se duerma se tenga que despertar porque si no se cae al agua. La rata experimental, si no duerme durante 3 días, se muere y se observan los daños cerebrales. Rechtschaffen y cols vieron que la privación produce un debilitamiento progresivo y finalmente, la muerte. La naturaleza de estos efectos adversos los explica Siegel, que, como consecuencia de la actividad cerebral durante la vigilia, se producen radicales libres que producen estrés oxidativo y perjudican el SNC. Ramanathan y cols vieron que una privación prolongada del sueño causa un aumento de los radicales libres en el cerebro de las ratas y provoca estrés oxidativo. La actividad de las ondas posibilita la reparación, tiene un efecto antioxidante. En una célula normal, los radicales libres atacan a la célula y se produce una célula con estrés oxidativo. Los antioxidantes evitan que los radicales ataquen a las células (“quitar” electrones del átomo). Trabajo en humanos: estudios sobre la privación de sueño durante 24 horas muestran que el SOL tiene una función en la recuperación del funcionamiento óptimo del cerebro tras el desgaste producido por la vigilia. Si no se recupera, además de somnolencia se pueden dar lapsos de atención, deficiencias perceptivas y psicomotoras, un enlentecimiento de la memoria de trabajo, reducción del rendimiento cognitivo, irritabilidad… 3.2.2. Insomnio familiar fatal El insomnio es la dificultad para conciliar el sueño, despertarse frecuentemente durante la noche o despertarse muy pronto. No es un trastorno, sino un síntoma. Si lo tratáramos como si fuera un trastorno y utilizáramos fármacos, se desarrollaría insomnio por dependencia al fármaco. Cuando se descubrió esta enfermedad, no se sabía qué lo provocaba, creían que eran problemas de demencia u otra patología, pero se vio que los miembros afectados pertenecían a la misma familia. Esto es debido a una proteína priónica, que llega un momento en el que se sintetiza mal, enroscándose en sí misma, y crea problemas en el cerebro porque cambia las proteínas que son iguales y están cerca. Los síntomas (son progresivos) son problemas de atención y memoria que provoca estados de confusión, reducción de la aparición de Spindles (más fácil que se interrumpa el sueño) y Complejos K (problemas para entrar en SOL). Con el tiempo, la actividad de ondas lentas desaparece del todo y NO hay restauración cerebral, y hay una reducción del sueño REM, lo que lleva a un insomnio casi letal, a causa de la ausencia de restauración cerebral. Si se destruye el tálamo, hay una destrucción con la corteza cortical (frontal), ya que no se puede mandar la información. Con el tiempo, perderá la función de todo el cerebro, entrará en coma y morirá. De ahí que dormir sea imprescindible. 3.3. Desarrollo cerebral La fase REM es la fase implicada en el desarrollo cerebral. Cuanto más inmaduro sea el cerebro, más larga será la fase REM (los bebes la gran parte del tiempo que estan durmiendo estan en esta fase). En la edad adulta, se cree que ocurre la neurogénesis, por lo que se sigue desarrollando, y es necesario mantener los ciclos REM. También se ve que cuanto más mayores más nos despertamos, por el descenso de las ondas de husos del sueño que nos ayudan a dormir. En el ultimo grafico se ve que la persona se mantiene más tiempo despierto. 3.4. Aprendizaje: MLP Durante una siesta, en el SOL, hay una mejora en la tarea de aprendizaje de la memoria declarativa. Tras APRENDER PALABRAS, quienes las aprendían antes de dormir las recordaban mejor que los que se mantenían despiertos. Aun así, NO había cambios respecto a la memoria no declarativa, que consiste en aprender a trazar el contorno de un dibujo mirándolo en un espejo.  Fase REM (sueño de ondas lentas) → memoria no declarativa La memoria declarativa es favorecida por el sueño de ondas lentas Respecto al sueño REM y la memoria no declarativa, una TAREA DE DISCRIMINACIÓN VISUAL; los que no echaban siesta lo hacían peor que cuando lo habían aprendido, los que dormían sólo SOL lo hacían un poco peor y, por último, los que dormían los 90 minutos (SOL + REM) realizaban la tarea muchísimo mejor. Durante el sueño REM, la persona suele tener un alto nivel de consciencia. Si despertásemos a una persona en este sueño estará alerta y despejado y casi siempre podría describir los detalles de su sueño. Sin embargo, si despertamos a alguien en el sueño de ondas lentas, estará aturdido, confuso y por lo general no podrá recordar nada de lo que sucedía en su mente. Dicho esto, podemos concluir que el sueño REM se asocia con la memoria declarativa y el sueño de ondas lentas con la implícita y justamente ocurre, al contrario. El rendimiento de los sujetos en una tarea de discriminación visual no declarativa únicamente mejoró después de una siesta de 90 minutos en la que, por tanto, hubo tanto sueño No-REM como sueño REM. Los sujetos privados de sueño REM rindieron lo mismo en la prueba que lo que habían rendido al final del entrenamiento. En un segundo estudio, entrenaron a sujetos en dos tareas: una tarea declarativa y otra no declarativa. Después se les permitió a algunos dormir una siesta de una hora y se les despertó antes de que entrasen en sueño REM. En comparación con los sujetos despiertos, una siesta compuesta de sólo sueño No-REM aumenta el rendimiento en tarea declarativa pero no tiene efectos en la tarea no declarativa. El conjunto de estos dos experimentos indica que el sueño REM facilita la consolidación de la memoria no declarativa y que el sueño de ondas lentas facilita la consolidación de la declarativa 4. Control neural vigilia-sueño El flip-flop ON se corresponde con el estado de vigilia. Están activos los sistemas activadores del tronco cerebral y el prosencéfalo (sistema de arousal), en el que están la acetilcolina, noradrenalina, serotonina, histamina y orexina. Esta región inhibe la región promotora del sueño en el área preóptica ventrolateral mediante las neuronas GABA, y el animal estará despierto. El flip-flop OFF se corresponde con el estado de sueño. Estará activa la región promotora del sueño en APOvl y mediante las neuronas GABA se inhiben los sistemas activadores de tronco cerebral y el prosencéfalo, por lo que el animal estará dormido. Las neuronas del área tal inhiben la activacion de las neuronas de… APOvl → área preóptica ventrolateral NO pueden estar los dos sistemas activos, porque esto significa trastornos del sueño. Depende de cuál de los dos tenga una actividad mayor, estaremos dormidos o despiertos (se apague o encienda el sistema).  4.1. Control neural del arousal **Todos los neurotransmisores parten del núcleo del tronco Acetilcolina La acetilcolina controla la actividad cortical. En el sueño REM hay actividad de la acetilcolina en el hipocampo, y por eso hay un aprendizaje. La estimulación de las 3 regiones produce activación y la desincronización cortical (es activador o inhibidor según el canal iónico que se abre) y estas 3 regiones son: Núcleos septales Núcleo septal de Meynert Zona peribranquial de la protuberancia Los fármacos colinérgicos, que estimulan receptores de acetilcolina, promueven un aumento la actividad cortical; y con fármacos anticolinérgicos, ocurrirá lo contrario, desencadena la actividad cortical (reduce). La actividad de la acetilcolina en la vigilia se relaciona con la actividad cortical. El núcleo de Meynert controla la actividad del hipocampo. Noradrenalina Está relacionado con el Locus Coeruleus, y con el estado de vigilia y sus funciones son las siguientes: La vigilancia, el estado de alerta Capacidad de prestar atención a los estímulos Actividad conductual Cuando nos dormimos, los niveles de NA descienden para el descanso, mientras que aumentan cuando estamos despiertos, para mantenernos alerta y vigilantes. Los fármacos agonistas noradrenérgicos, como la anfetamina, provocan un exceso de activación, y, en consecuencia, insomnio. Esto se confirma observando las gráficas en las que se observa que la mayor actividad de las neuronas NA se observa durante la vigilia, durante el SOL baja y en el REM es casi nula. Serotonina Relacionado con la estimulación del Rafe, núcleo donde se encuentran la mayoría de las neuronas de serotonina, tiene ciertas funciones: Actividad cortical y locomotora o Los núcleos del Rafe son el tálamo, hipotálamo, ganglios basales, hipocampo y corteza cerebral. Respecto al tálamo, está relacionado con la insonorización de los ruidos, en realidad hay muchísimos más estímulos a nuestro alrededor a los que prestamos atención. La serotonina está implicada en la activación de conductas automáticas. En la fase de vigilia es cuando más altos están los niveles, y de ahí va descendiendo, por lo que se observa que el patrón es parecido al de la NA. Durante el SOL, la actividad es baja y en REM es casi nula. Los fármacos antagonistas de serotonina reducen la actividad cortical. Patron muy similar al de la noradrenalina. Histamina La histamina está implicada en el mantenimiento de la vigilia. La histamina produce activación cortical y del arousal, de forma directa. De forma indirecta también produce activación cortical estimulando el prosencéfalo basal y la protuberancia, provocando un aumento de los niveles de acetilcolina en la corteza cerebral. La actividad de las neuronas histaminérgicas es elevada en la vigilia y baja en SOL y REM. El bloqueo de histamina reduce la vigilia y aumenta el sueño. Orexina/hipocretina Secretada por el hipotálamo lateral, se dirige a los núcleos de los NT mencionados anteriormente. Promueve constantemente la activación de todos esos núcleos. Para poder dormir, es imprescindible que la actividad sea nula, ya que está implicado en el mantenimiento de la vigilia. Esquema Al despertarnos, todos los neurotransmisores mencionados anteriormente están activados y nos mantienen en estado de vigilia, porque las neuronas hipocretinérgicas del hipotálamo lateral les da fuerza para inhibir la región promotora del sueño en el APOvl mediante neuronas GABA. Sin embargo, con el paso del día, la región promotora del sueño en el APOvl gana fuerza, se inhibe la secreción de orexina y el sistema de arousal pierde fuerza, siendo inhibido por el APOvl y, por tanto, provocando el sueño y permitiendo dormir. 4.2. Control neural del SOL El nivel de actividad cerebral está controlado en gran medida por 5 grupos de neuronas del arousal. Un alto nivel de estas neuronas nos mantiene despiertos, mientras que un bajo nivel nos induce sueño, cuyo centro promotor es el APOvl. Las lesiones provocan insomnio total, lo que nos llevaría al coma y, posteriormente, al fallecimiento. La estimulación, por otra parte, provoca la inducción del sueño. El área más implicada en el control del sueño es el área preóptica. Los axones de las neuronas de esta área hacen sinapsis inhibidoras con las neuronas del arousal. Cuando nuestras neuronas preópticas (del sueño) se activan, suprimen la actividad de las neuronas del arousal y nos quedamos dormidos. La lesión de esas neuronas suprime el sueño, y su actividad aumenta durante el sueño. Las neuronas del sueño del área preóptica reciben aferencias inhibitorias de las mismas regiones que ellas mismas inhiben. Algunos neurotransmisores del sistema de arousal son la histamina, serotonina y noradrenalina. La inhibición recíproca caracteriza un circuito electrónico conocido como mecanismo flip-flop. Cuando entra en marcha la zona promotora del sueño se inhibe la zona REM-NO (SOL), por lo que no podemos entrar en fase REM. Durante el sueño de ondas lentas, el APOvl está en plena actividad. Adenosina Ejerce acciones reguladoras sobre el circuito vigilia- sueño. Se libera cuando las neuronas están metabólicamente activas, y su acumulación provoca somnolencia y sueño. La adenosina tiene receptores en el área preóptica ventrolateral: La acumulación de esta sustancia excita a las neuronas del APOvl, cuya actividad ejerce un efecto inhibidor sobre los núcleos que segregan las sustancias excitadoras, y también en las neuronas orexinérgicas. Cuando la situación lo precisa, la señal orexinérgica se fortalece por acción del NSQ u otras áreas del hipotálamo. Los agonistas de la adenosina en el APOvl provocan la activación neuronal y aumenta la fase SOL. Los antagonistas (cafeína), disminuyen la somnolencia y aumenta la alerta. En ratas viejas se ha observado que tienen menos receptores de adenosina en el APOvl, ya que la administración de adenosina tiene menor efecto. 4.3. Control neural del sueño REM El núcleo sublateral dorsal contiene neuronas REM-ON, donde se controlan los fenómenos fisiológicos que suceden durante el sueño REM. Forma parte del mecanismo oscilador flip- flop. OCURRE LA FASE REM Cuando se estimula el SLD (agonistas de glutamato) induce fenómenos del sueño REM, mientras que si se inhibe SLD (agonistas de GABA), se altera el sueño REM. Sustancia gris periacueductal ventrolateral (SGPAvl) rojas → inhibitorias Es la región que contiene neuronas REM- OFF, y forma parte del mecanismo flip- flop. Estimular la SGPAvl suprime el sueño REM, mientras que la lesión de agonistas GABA en SGPAvl aumenta el sueño REM. Mientras la región SGPAvl (REM-OFF) está encendida, la región SLDA (REM-ON) estará apagada, y cuando estamos en fase REM se invierte. En una situación normal en la que estamos despiertos, el sistema de arousal está activado, las neuronas orexinérgicas están activadas, lo que estimula la región REM-OFF, SOL y se inhibe la región REM-ON. Según avanza el día, la región SOL-on se va activando (sueño), inhibe gradualmente la actividad del sistema de arousal, inhibe las neuronas orexinérgicas, y también el sistema REM-OFF, por lo que el sistema REM-ON estará activado. Durante la vigilia se va acumulando adenosina. Las neuronas colinérgicas de la protuberancia parabraquial aumentan su descarga en la fase REM. 5. Trastornos de sueño INSOMNIO: Apnea del sueño Trastorno en el que la respiración se detiene y el corazón late muy despacio. No llegan a las fases 3 y 4, y eso provoca cansancio. Dejan de respirar durante 20s-1min, debido al colapso de las vías respiratorias. Insomnio familiar letal Se desarrolla en la adultez, no pueden dormir ni con fármacos. De no dormir, entran en un coma y finalmente mueren. Ocurre debido a un error en la sintetización de una proteína que repercute en las proteínas de alrededor. TRASTORNOS DE LA CONDUCTA DEL SUEÑO: Se interpretan los sueños por falta de atonía muscular. NARCOLEPSIA: Crisis del sueño Episodios en los que te quedas dormido de repente. Entran directamente en la fase REM, y puede ocurrir en situaciones aburridas. Cataplexia Se produce cuando están despiertos, y es provocado por las emociones. Fallan las piernas y se cierran los ojos. Parálisis del sueño Se presenta durante el cambio de etapas del ciclo del sueño. Cuando despierta súbitamente del sueño MOR, su cerebro estará despierto pero su cuerpo no, por lo que no se puede mover y causa una sensación de estar paralizado. Alucinaciones hipnagógicas El sueño es una mezcla de lo que nos pasa alrededor y lo que soñamos. Sucede cuando estamos conscientes. TRASTORNOS RELACIONADOS CON LA FASE SOL: Enuresis nocturna Emisión repetida de orina de manera involuntaria en la cama por la noche. Sonambulismo Estado de consciencia alterada, es un proceso disociativo, un cuerpo que se mueve sin control mental consciente. Es distinto del trastorno de conducta durante la fase REM. Terrores nocturnos Sensación inminente de muerte, episodios de gritos, miedo intenso y agitación del cuerpo mientras todavía duermes. 6. Ritmos biológicos El núcleo supraquiasmático es un reloj interno que tiene un ritmo propio cada 24 horas, y la luz lo ayuda a sincronizarse. 6.1. Ritmos circadianos Son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo diario y que responden, principalmente, a la luz y a la oscuridad en el ambiente del organismo. Los ritmos circadianos se encuentran en la mayoría de los seres vivos, y la mayoría de los infartos se dan a las 6 de la mañana, ya que es el momento en que aumenta la actividad sanguínea. 6.2. Núcleo supraquiasmático (NSQ) El NSQ, situado en el hipotálamo, es el centro principal de regulación de los ritmos circadianos; ya que una lesión en el núcleo provoca la alteración de los ritmos, produciendo las conductas al azar en vez de forma cíclica. Se encuentra encima del quiasma óptico. Por otro lado, la luz es muy importante, se ha demostrado que, si se priva de luz a un animal, su actividad es la misma, aunque desincronizada con la luz, lo que demuestra que hay un reloj biológico endógeno. Cuando la luz incide sobre las células ganglionares de la retina, ésta libera melanopsina, la cual informará sobre la intensidad de la luz, proyectando sus axones hacia el núcleo supraquiasmático. Este informa a través de distintas sustancias, primero a la neurona ganglionar antes de llegar a la glándula pineal, que secretará más o menos melatonina en función de la información que reciba. La presencia de luz inhibirá la liberación de melatonina, mientras que la oscuridad provocará lo contrario. Esta sincronización no tiene nada que ver con los receptores relacionados con la visión (conos y bastones), son fotorreceptores independientes a la visión (esto permite a las personas ciegas hacer la sincronización). Cuando hay luz, el NSQ se mantiene activo y estimula la zona paraventricular del hipotálamo. Este estimula y mantiene activo el núcleo dorso medial del hipotálamo; y por eso, las lesiones en la zona sub-paraventricular del hipotálamo alteran el ritmo sueño-vigilia. Cuando el núcleo dorsomedial del hipotálamo está activo, estimula las neuronas de orexina, provocando más arousal. Aun así, también inhibe la región promotora de sueño región SOL), inhibiendo el área preóptica ventrolateral (APOvl), que impide que nos durmamos. Al apagar la luz, el NSQ tiene menos intensidad, deja de estimular y ya no se excita el sistema de arousal, para así encender el SOL: Durante el día la actividad es alta Durante la noche la actividad baja. o La actividad esta sincronizada con los ciclos de luz y oscuridad. o Cada una de las neuronas tiene su propio ritmo que se ajusta. El NSQ también puede controlar los ritmos circadianos a través de sustancias químicas (proteínas). Se cree que son transportadas a lugares críticos, como la zona subparaventricular. Hay una serie de proteínas que inciden la una en la otra: Cuando el nivel de una proteína llega a un estado óptimo, se para su secreción y cuando después el nivel de proteínas es bajo otra vez, se reanuda su secreción. Esto es regulado por las neuronas individuales del NSQ. (cada neurona se autorregula). - En ausencia de luz los ritmos siguen existiendo; hay 12 horas de sueño y 12 horas despiertos - La luz solo lo sincroniza con el momento del día. Las alteraciones en este mecanismo debido a la mutación de un gen implicado en controlar la actividad rítmica de las neuronas del NSQ darían lugar al síndrome de avance de fase del sueño, donde hay un avance de 4h de los ritmos de sueño y temperatura corporal; o el síndrome de retraso de fase del sueño, donde hay un retraso de 4h de los ritmos de sueño y temperatura corporal. La actividad de los diferentes genes son los que marcan la actividad de estas neuronas. El circulo entero es un ciclo de 24h de una neurona. 6.3. Cambios en los ritmos circadianos: turnos de trabajo y “jet lag” RITMOS ESTACIONALES: NSQ, GLANDULA PINEAL Y MELATONINA El NSQ también tiene control sobre ritmos más largos, como las estaciones. A los humanos no nos afecta. La melatonina actúa a su vez sobre diferentes estructuras del cerebro, incluido el NSQ y controla hormonas como la testosterona, y así conductas que muestran variaciones circanuales. La melatonina secretada por la glándula pineal marca el ritmo de las estaciones en los mamíferos (hibernación). - Los humanos no hibernamos, pero si necesitamos mas tiempo para dormir, y somo algo mas lentos que en verano. Cuanta mas luz → menos melatonina se secreta (verano), y al revés. En invierno, con menor presencia de luz, como no es época de celo, menos testosterona se secreta, al contrario que en verano. Para el control de los ritmos estacionales son imprescindibles las conexiones entre el NSQ, el núcleo paraventricular del hipotálamo y la glándula pineal. Si se lesiona/daña el núcleo ventricular del hipotálamo, los ritmos estacionales no se dan y son imposibles de restituirlos. CAMBIOS EN LOS RITMOS CIRCADIANOS: TURNOS DE TRABAJO Y JET LAG Los ritmos circadianos internos pueden ser desincronizados por el efecto de los ritmos externos. Eso puede provocar trastornos del sueño, cambios de humor y alteraciones de la actividad vigilia. La melatonina sincroniza los ritmos circadianos, y su administración alivia los efectos no deseados de los turnos de trabajo y jet lag. Las personas ciegas con lesiones ganglionares tienen una sincronización y mejora del sueño, estos efectos son posibles porque la melatonina actúa en receptores localizados en neuronas del NSQ. La melatonina favorece la sincronización.