Efectos de la privación del sueño y la inhibición adrenérgica sobre el flujo glifático en humanos

Objetivos y antecedentes:

El sueño es un proceso biológico universal. La falta o la insuficiencia de sueño se ha asociado con una variedad de enfermedades que incluyen obesidad, enfermedades cardiovasculares, cognición reducida, problemas de aprendizaje y mayor riesgo de accidentes automovilísticos. El sueño también está asociado con alteraciones neuromoleculares en el cerebro, incluida la reducción de la excitación manteniendo las neuronas de epinefrina y norepinefrina.

Recientemente se ha descrito en roedores una nueva función molecular del sueño conocida como sistema glinfático. Este sistema se activa específicamente durante el sueño sin movimientos oculares rápidos (NREM, por sus siglas en inglés), y el flujo glinfático aparece fuertemente mejorado durante el sueño en comparación con la vigilia. Además, se ha demostrado que los antagonistas adrenérgicos mejoran la eliminación y el flujo linfático en roedores. Este estudio tiene como objetivo aplicar protocolos de resonancia magnética funcional (fMRI) recientemente desarrollados para investigar la extensión del sistema glinfático de forma no invasiva en humanos.

Para que podamos cuantificar el cambio en el aclaramiento glinfático entre el sueño y la vigilia, es necesario medir el proceso glinfático en ambos estados de vigilia, lo que requiere que los voluntarios tomen una siesta en el escáner de resonancia magnética. Además, para aclarar las relaciones causales, este estudio desafiará el sistema glinfático a través de la inhibición adrenérgica. Para ello, los investigadores administrarán el antagonista adrenérgico Carvedilol, que puede atravesar la barrera hematoencefálica. El fármaco se administrará por vía peroral antes de la siesta en la resonancia magnética, de forma doble ciego, controlada con placebo. Para evaluar la función y la calidad del sueño, se realizarán pruebas cognitivas antes y después de la siesta en el escáner de resonancia magnética. Además, para distinguir el sueño y la vigilia, se realizarán registros electroencefalográficos (EEG) durante la resonancia magnética (MR). Debido a que el sueño es un fuerte proceso homeostático regulado, la calidad, la duración y el tiempo del sueño se controlarán mediante el monitoreo de EEG, inmediatamente antes y durante el estudio para garantizar que los datos sean comparables intra e interindividualmente.

Hipótesis:

Los investigadores plantean la hipótesis de que los datos de fMRI recopilados despiertos y durante una siesta se verán alterados por el tratamiento adrenérgico. Específicamente, el investigador propone las siguientes hipótesis: 1. El sueño promueve las pulsaciones del líquido cefalorraquídeo (flujo glinfático) en el cerebro humano, medido con fMRI. 2. Desafiar el homeostato del sueño mediante la privación del sueño promueve aún más la señal de flujo glinfático fMRI. 3. Se espera que la tasa de flujo glifático sea proporcional a la actividad de onda lenta EEG de movimiento ocular no rápido medida simultáneamente. 4: El antagonista adrenérgico carvedilol mejorará el aclaramiento glifático y la intensidad del sueño. 5. El flujo glinfático determinado por resonancia magnética funcional se asocia con un mejor rendimiento cognitivo después del sueño. 6. El flujo glinfático mejorado se correlaciona con un rendimiento cognitivo mejorado, que incluye: evaluaciones de atención visual, tiempo de reacción, memoria asociativa pareada, memoria de trabajo, reconocimiento emocional y calificaciones subjetivas de somnolencia y estado de ánimo.