El cerebro cuenta con unos 170 mil millones de células que, al realizar sus tareas habituales, producen desechos (y muchos). Para mantenerse sano, el cerebro necesita eliminar todos esos desechos, pero hasta ahora no se sabía exactamente cómo lo hacía.

Ahora, dos equipos de científicos han publicado tres artículos que ofrecen una descripción detallada del sistema de eliminación de desechos del cerebro. Sus hallazgos podrían ayudar a los investigadores a comprender, tratar y tal vez prevenir mejor una amplia gama de trastornos cerebrales.

Los artículos, todos ellos publicados en la revista Nature , sugieren que durante el sueño, ondas eléctricas lentas empujan el líquido que rodea las células desde lo más profundo del cerebro hasta su superficie. Allí, una sofisticada interfaz permite que los productos de desecho de ese líquido sean absorbidos por el torrente sanguíneo, que los lleva al hígado y los riñones para ser eliminados del cuerpo.

Uno de los productos de desecho transportados es el amiloide, la sustancia que forma placas pegajosas en el cerebro de los pacientes con enfermedad de Alzheimer.

Hay cada vez más evidencia de que en la enfermedad de Alzheimer, el sistema de eliminación de desechos del cerebro está dañado, dice Jeffrey Iliff , quien estudia enfermedades neurodegenerativas en la Universidad de Washington, pero no participó en los nuevos estudios.

Los nuevos hallazgos deberían ayudar a los investigadores a comprender con precisión dónde está el problema y tal vez solucionarlo, dice Iliff.

“Si restablecemos el drenaje, ¿podemos prevenir el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer?”, se pregunta.

Una breve historia del lavado de cerebro

Los nuevos estudios llegan más de una década después de que Iliff y el Dr. Maiken Nedergaard , un científico danés, propusieron por primera vez que los fluidos claros dentro y alrededor del cerebro son parte de un sistema para eliminar productos de desecho.

Los científicos lo llamaron sistema glinfático , un guiño al sistema linfático del cuerpo , que ayuda a combatir infecciones, mantener los niveles de líquidos y filtrar los productos de desecho y las células anormales.

Ambos sistemas funcionan como la plomería de una casa, dice Jonathan Kipnis de la Universidad de Washington en St. Louis, autor de dos de los nuevos artículos.

“Hay cañerías de agua y de alcantarillado”, dice Kipnis. “El agua entra limpia, luego te lavas las manos y sale el agua sucia”.

Pero el sistema linfático utiliza una red de conductos delgados que transportan los desechos al torrente sanguíneo. El cerebro carece de estos conductos.

Los científicos han pasado décadas intentando responder a una pregunta fundamental, dice Kipnis: “¿Cómo una molécula de desecho del centro del cerebro llega hasta los límites del cerebro” y, en última instancia, fuera del cuerpo?

Parte de la respuesta llegó en 2012 y 2013, cuando Iliff y Nedergaard comenzaron a proponer el sistema glinfático. Demostraron que en los animales dormidos, el líquido cefalorraquídeo comienza a fluir rápidamente a través del cerebro, eliminando los desechos.

Pero ¿qué era lo que empujaba el líquido? ¿Y cómo transportaba los desechos a través de la barrera que normalmente separa el tejido cerebral del torrente sanguíneo?

Olas que lavan

Kipnis y su equipo comenzaron a observar lo que hacía el cerebro mientras dormía. Como parte de ese esfuerzo, midieron la potencia de una onda eléctrica lenta que aparece durante el sueño profundo en los animales.

Y se dieron cuenta de algo: “Al medir la onda, también estamos midiendo el flujo del líquido intersticial”, el líquido que se encuentra en los espacios alrededor de las células, dice Kipnis.

Resultó que las ondas actuaban como una señal, sincronizando la actividad de las neuronas y transformándolas en pequeñas bombas que empujan el líquido hacia la superficie del cerebro, informó el equipo en febrero en la revista Nature .

En un segundo artículo publicado en el mismo número de Nature , un equipo dirigido por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts proporcionó más evidencia de que las ondas eléctricas lentas ayudan a eliminar los desechos.

El equipo utilizó ratones que desarrollan una forma de Alzheimer y los expuso a ráfagas de luz y sonido que se producían 40 veces por segundo.

La estimulación indujo ondas cerebrales en los animales que se producían en la misma frecuencia lenta.

Las pruebas demostraron que las ondas aumentaban el flujo de líquido cefalorraquídeo limpio hacia el cerebro y el flujo de líquido sucio hacia el exterior. También demostraron que el líquido transportaba amiloide, la sustancia que se acumula en el cerebro de los pacientes con Alzheimer.

En un artículo publicado unas semanas antes, Kipnis había demostrado cómo los desechos, incluido el amiloide, parecían atravesar la membrana protectora que normalmente aísla el cerebro.

Kipnis y su equipo se centraron en una vena que pasa a través de esta membrana.

“Alrededor de la vena hay una especie de manguito que nunca está completamente sellado”, explica. “Por ahí sale el líquido cefalorraquídeo” y se transfieren los desechos al sistema linfático del cuerpo.

De ratones a humanos

En conjunto, los nuevos estudios sugieren que mantener el funcionamiento del sistema de eliminación de desechos del cerebro requiere dos pasos distintos: uno para empujar los desechos hacia el líquido cefalorraquídeo que rodea el cerebro, y otro para trasladarlos al sistema linfático y, finalmente, fuera del cuerpo.

“Los hemos descrito por separado”, dice Iliff, “pero desde una perspectiva biológica, es casi seguro que están acoplados”.

Iliff dice que muchos de los nuevos hallazgos en ratones aún necesitan ser confirmados en personas.

“Las diferencias anatómicas entre un roedor y un humano”, dice, “son bastante sustanciales”.

Pero dice que los resultados son consistentes con la investigación sobre lo que conduce a trastornos neurodegenerativos como el Alzheimer.

Los investigadores saben que el sistema de eliminación de desechos del cerebro puede verse afectado por la edad, las lesiones y las enfermedades que obstruyen los vasos sanguíneos del cerebro.

“Todos estos son factores de riesgo para la enfermedad de Alzheimer”, dice Iliff.

Según Iliff, la eliminación deficiente de desechos también puede ser un factor en la enfermedad de Parkinson, los dolores de cabeza e incluso la depresión. Por lo tanto, encontrar formas de ayudar al cerebro a limpiarse a sí mismo (tal vez induciendo esas ondas eléctricas lentas) podría prevenir una amplia gama de trastornos.