Moleculele bacteriene din creier dezvăluie noi secrete ale somnului

Somnul a fost mult timp considerat un proces strict cerebral, controlat de rețele neuronale și ritmurile circadiene. Însă cercetările recente realizate de echipa de la Washington State University (WSU) sugerează că această perspectivă ar putea fi incompletă: somnul pare să fie rezultatul unei interacțiuni complexe între creier și microbiomul intestinal, comunitatea de microorganisme care trăiește în interiorul nostru.

Peptidoglicanul – un mesager microbian în creier

Elementul central al acestei descoperiri este peptidoglicanul (PG), o moleculă care formează scheletul pereților celulari bacterieni. Studiile efectuate pe șoareci au arătat că PG nu se află doar în intestin, ci și în creier, iar nivelurile sale variază în funcție de ciclurile de somn și de privarea de somn. Mai mult, receptorii PG – moleculele celulare care primesc semnale de la PG – sunt prezenți în diferite regiuni cerebrale, indicând existența unei comunicări active între microbi și creier, scrie Science Daily.

„Această descoperire adaugă o dimensiune complet nouă modului în care înțelegem somnul. Nu este doar un proces neuronal, ci unul integrat, în care microbii din corp joacă un rol activ”, explică Erika English, doctorandă la WSU și autoare principală a două articole publicate recent.

Condiția holobiontică a somnului

Cercetătorii propun conceptul de „condiție holobiontică” pentru a descrie modul în care somnul se formează prin interacțiunea dintre sistemele de reglare a somnului din organism și microbiomul intern. Această abordare integrează două teorii tradiționale:

1. Somnul centralizat în creier – teoria clasică conform căreia somnul este controlat de circuitele neuronale și de ritmurile circadiene.

2. Somnul local – conceptul potrivit căruia stări similare somnului se pot acumula în mici rețele celulare din corp, determinând treptat tranziția organismului de la veghe la somn complet.

Ipoteza WSU susține că somnul este rezultatul unei colaborări între organism și microbiom – două sisteme autonome care comunică și se coordonează la nivel molecular, celular și sistemic. Erika English subliniază: „Nu este vorba de unul sau altul. Ele trebuie să funcționeze împreună. Somnul apare în etape și viteze diferite pentru diverse niveluri de organizare celulară și tisulară, și se realizează printr-o coordonare extensivă”.

Implicații pentru cogniție și comportament

Legătura dintre microbiom și comportament devine tot mai clară. Studiile sugerează că bacteriile intestinale influențează nu doar somnul, ci și cogniția, apetitul, dorința sexuală și alte comportamente fundamentale. Aceasta schimbă perspectiva tradițională conform căreia activitatea umană este controlată „de sus în jos” de creier. În schimb, cercetătorii propun un model „de jos în sus”, în care microbii au modelat evoluția animalelor și influențează comportamentul și funcțiile cognitive ale gazdelor lor.

James Krueger, profesor la WSU și coautor al studiului, afirmă: „Avem o comunitate de microbi care trăiește în noi de miliarde de ani. Somnul, așa cum îl cunoaștem, ar fi putut evolua inițial ca răspuns la ciclurile de activitate/inactivitate ale bacteriilor, iar moleculele care îl reglează azi sunt strâns legate de cele care influențează cogniția”.

Context evolutiv

Această teorie are implicații profunde pentru înțelegerea evoluției somnului. Somnul nu ar fi apărut doar ca o nevoie fiziologică a creierului, ci ca rezultat al unei coevoluții între animale și microbii care le populează organismele. Moleculele bacteriene precum PG ar fi jucat un rol esențial în sincronizarea ciclurilor de activitate/inactivitate, influențând astfel comportamentul și structurile neurologice ale gazdelor.

Implicații medicale

Descoperirile recente deschid noi perspective pentru tratamentul tulburărilor de somn. Înțelegerea modului în care microbiomul influențează somnul poate conduce la terapii care nu vizează doar creierul, ci și echilibrul bacterian intestinal. De asemenea, cercetările ar putea explica de ce infecțiile bacteriene determină creșterea somnului și modul în care privarea de somn afectează funcționarea microbiomului.

Următoarele direcții

English subliniază că aceste descoperiri reprezintă doar începutul: „Acum că lumea a înțeles importanța microbilor pentru sănătate, nu doar pentru boli, este extrem de interesant să explorăm cum comunicăm cu microbii noștri și cum ei comunică cu noi”.