Medicina

El sueño y el tamaño de las células cerebrales

(NC&T) Sorprendentemente, nunca se había desarrollado una teoría matemática para explicar cómo se relacionan la tasa metabólica y el tamaño corporal con la necesidad de dormir. Tal teoría podría resultar un importante avance hacia la explicación completa de la utilidad del sueño. Así que Van Savage, de la Academia Médica de Harvard, y Geoffrey West, del Instituto Santa Fe en Nuevo México, han construido tal teoría.

Analizaron para ello datos de 96 mamíferos diferentes, desde los más pequeños hasta los más grandes. Fueron capaces de distinguir entre los procesos actuando sólo en el cerebro en contraposición a los que se desarrollan en el ámbito de todo el cuerpo, valiéndose del hecho de que el cerebro no aumenta de tamaño tan rápido como el cuerpo. Un caballo es 10.000 veces más grande que un ratón, pero tiene un cerebro tan sólo 1.000 veces mayor.

Sus resultados concuerdan con la idea de que el sueño está dedicado primariamente a las actividades críticas de reparación y reorganización en el cerebro, no en todo el cuerpo.

Otros órganos y tejidos no requieren un estado análogo porque pueden ser reparados y reorganizados durante períodos de descanso o baja actividad mientras estamos despiertos.

Sueño y células cerebrales
Van Savage. (Foto: Jon Chase/Harvard News Office)
Savage y West, junto con Alex Herman, de la Universidad de California en San Francisco, y colegas de otras instituciones, pasaron entonces a examinar cómo los cambios en el tamaño de los animales afectan al tamaño de las células individuales en cada animal y a la tasa metabólica de éstas.

Del mismo modo en que el tamaño del cerebro no se incrementa tan rápido como el del cuerpo, tampoco lo hace la tasa metabólica de los animales. Un ser humano, cuyo tamaño es 4.000 veces mayor que el de un ratón ordinario, presenta una tasa metabólica sólo 200 veces mayor.

La tasa metabólica por peso para una célula promedio debe disminuir a medida que la masa corporal del animal decrece. Hay dos formas fáciles de hacerlo: que la tasa metabólica por célula cambie mientras que el tamaño celular permanece constante, o que el tamaño celular cambie mientras que la tasa metabólica permanece constante.

El equipo de Savage se propuso descubrir cuál de estas dos estrategias se aplica para cada clase de célula, por ejemplo para una del riñón y para una del cerebro. Los investigadores examinaron 18 tipos distintos de células en diversos mamíferos de variados tamaños. Comprobaron que muchas clases de células mantienen constante su tamaño mientras su tasa metabólica sube o baja dependiendo del tamaño. Sin embargo, unos pocos tipos de células, especialmente las cerebrales y algunas de tejidos grasos, incrementan su tamaño cuando lo hace el del cuerpo. En el caso de los humanos, nuestras células cerebrales se vuelven un poco más grandes a medida que crecemos desde la infancia hasta la edad adulta.

¿Por qué algunas células se decantan por una estrategia mientras que otras adoptan otro "estilo de vida"? Savage y West especulan con que, debido a que las células cerebrales son reemplazadas con una frecuencia mucho menor que, por ejemplo la de las células del riñón o de la sangre, resulta conveniente que crezcan a medida que lo hace el cuerpo. Y esa es la razón de que el cerebro necesite un sistema especial, El Sueño, para su mantenimiento y reparación.

Las células de muchas otras clases son reemplazadas a menudo durante la vida del animal, de modo que sólo deben trabajar durante un tiempo corto.
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