Como todo fisiculturista sabe, um sono profundo e reparador aumenta os níveis do hormônio do crescimento, contribuindo para o desenvolvimento de músculos e ossos fortes e a queima de gordura. E como todo adolescente deve saber, eles não alcançarão seu potencial máximo de altura sem um hormônio do crescimento adequado, proveniente de uma noite completa de sono.
Mas a razão pela qual a falta de sono – em particular a fase inicial e profunda chamada sono não-REM – reduz os níveis do hormônio do crescimento tem sido um mistério.
Em um estudo publicado na edição atual da revista Cell, pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, analisam os circuitos cerebrais que controlam a liberação do hormônio do crescimento durante o sono e relatam um novo mecanismo de feedback no cérebro que mantém os níveis do hormônio do crescimento finamente equilibrados.
As descobertas oferecem um mapa para entender como o sono e a regulação hormonal interagem. O novo mecanismo de feedback pode abrir caminhos para tratar pessoas com distúrbios do sono relacionados a condições metabólicas como diabetes, além de doenças degenerativas como Parkinson e Alzheimer.
“As pessoas sabem que a liberação do hormônio do crescimento está intimamente relacionada ao sono, mas apenas através da coleta de sangue e verificação dos níveis do hormônio do crescimento durante o sono”, disse Xinlu Ding, primeira autora do estudo e pós-doutoranda no Departamento de Neurociência da UC Berkeley e no Instituto de Neurociência Helen Wills. “Estamos realmente registrando diretamente a atividade neural em camundongos para ver o que está acontecendo. Estamos fornecendo um circuito básico para trabalhar no futuro, para desenvolver diferentes tratamentos.”
Como o hormônio do crescimento regula o metabolismo da glicose e da gordura, a falta de sono suficiente também pode agravar os riscos de obesidade, diabetes e doenças cardiovasculares.
O ciclo sono-vigília
Os neurônios que orquestram a liberação do hormônio do crescimento durante o ciclo sono-vigília – neurônios do hormônio liberador do crescimento (GHRH) e dois tipos de neurônios somatostáticos – estão localizados profundamente no hipotálamo, um centro cerebral antigo conservado em todos os mamíferos. Uma vez liberado, o hormônio do crescimento aumenta a atividade dos neurônios na área tegmentar, uma região do tronco encefálico envolvida em alerta, atenção, cognição e busca pela novidade. A desregulação dos neurônios da área tegmentar está implicada em diversos distúrbios psiquiátricos e neurológicos.
“Compreender o circuito neural para a liberação do hormônio do crescimento pode eventualmente apontar novas terapias hormonais para melhorar a qualidade do sono ou restaurar o equilíbrio normal do hormônio do crescimento,” disse Daniel Silverman, pós-doutorando da UC Berkeley e coautor do estudo. “Existem algumas terapias gênicas experimentais nas quais você mira em um tipo específico de célula. Este circuito poderia ser um novo ponto de alavancagem para tentar reduzir a excitabilidade da área tegmentar, algo que não foi discutido antes.”
Os pesquisadores, trabalhando no laboratório de Yang Dan, professor de neurociência e biologia molecular e celular, exploraram o circuito neuroendócrino inserindo eletrodos nos cérebros de camundongos e medindo mudanças na atividade após estimular neurônios no hipotálamo com luz. Os camundongos dormem por curtos períodos – vários minutos por vez – ao longo do dia e da noite, proporcionando muitas oportunidades para estudar as mudanças do hormônio do crescimento durante os ciclos sono-vigília.
Usando técnicas avançadas de rastreamento de circuitos, a equipe descobriu que os dois hormônios pequenos que controlam a liberação do hormônio do crescimento no cérebro – GHRH, que promove a liberação, e a somatostatina, que inibe a liberação – operam de maneira diferente durante o sono REM e não-REM. A somatostatina e o GHRH aumentam durante o sono REM para impulsionar o hormônio do crescimento, mas a somatostatina diminui e o GHRH aumenta apenas moderadamente durante o sono não-REM para estimular a liberação do hormônio do crescimento.
O hormônio do crescimento liberado regula a atividade da área tegmentar, como um mecanismo de feedback para ajudar a criar um efeito homeostático de yin-yang. Durante o sono, o hormônio do crescimento acumula-se lentamente para estimular a área tegmentar e promover a vigília, revela o novo estudo. No entanto, quando a área tegmentar fica excessivamente excitada, isso paradoxalmente promove sonolência, como Silverman demonstrou em um estudo publicado no início deste ano.
“Isso sugere que o sono e o hormônio do crescimento formam um sistema cuidadosamente equilibrado: muito pouco sono reduz a liberação do hormônio do crescimento, e muito hormônio do crescimento pode, por sua vez, empurrar o cérebro em direção à vigília,” disse Silverman. “O sono impulsiona a liberação do hormônio do crescimento, e o hormônio do crescimento retroage para regular a vigília, e esse equilíbrio é essencial para o crescimento, reparo e saúde metabólica.”
Como o hormônio do crescimento atua em parte através da área tegmentar, que governa a excitação cerebral geral durante a vigília, um equilíbrio adequado pode ter um impacto mais amplo na atenção e no raciocínio.
“O hormônio do crescimento não apenas ajuda a construir músculos e ossos e reduzir o tecido adiposo, mas também pode ter benefícios cognitivos, promovendo seu nível geral de excitação ao acordar,” disse Ding.
O trabalho foi financiado pelo Howard Hughes Medical Institute (HHMI), que até este ano apoiou Dan como investigador do HHMI, e pelo fundo Pivotal Life Sciences Chancellor’s Chair. Dan é o Pivotal Life Sciences Chancellor’s Chair em Neurociência. Os outros co-autores do artigo são Peng Zhong, Bing Li, Chenyan Ma, Lihui Lu, Grace Jiang, Zhe Zhang, Xiaolin Huang, Xun Tu e Zhiyu Melissa Tian, da UC Berkeley; e Fuu-Jiun Hwang e Jun Ding, da Universidade de Stanford.
