¿Por qué dormimos? Los procesos biológicos asociados a este fenómeno

¿Por qué dormimos hasta el punto de necesitar dormir para vivir? Veamos sus funciones biológicas.

Samuel Antonio Sánchez Amador

Samuel Antonio Sánchez Amador

Por qué dormimos

El sueño se define como un estado recurrente natural caracterizado por la alteración de la conciencia, una actividad sensorial relativamente disminuida, reducción de la interacción con el entorno y la inhibición de la actividad de casi todos los músculos voluntarios (durante la fase REM).

Se considera que el sueño es una actividad esencial para todos los animales, pues está instaurada a nivel evolutivo en cualquier taxón complejo. Cuando descansamos, nos encontramos en una situación intermedia entre la vigilia y la pérdida de conciencia total.

Se estima que la actividad cerebral durante un coma es de un 40% en comparación al estado basal de vigilia, mientras que en el momento más profundo de todo el sueño aún se mantiene una actividad cerebral del 60%.

Por otro lado, en la fase REM del sueño (instaurada a la hora y media de empezar a dormir), la actividad cerebral es muy similar a la presente en un estado de vigilia completo.

Podemos dar por hecho las realidades fisiológicas que suceden en nuestro cuerpo, pero la realidad es que ni siquiera nosotros conocemos por qué tienen lugar muchos de los procesos que nos definen como especie, por muy acostumbrados que estemos a llevarlos a cabo. Si quieres saber por qué dormimos, sigue leyendo.

Los ritmos circadianos y el reloj biológico

Entender por qué dormimos no es del todo fácil, pero el mecanismo que provoca esta situación sí que se ha descrito en múltiples ocasiones. En primer lugar, cabe destacar que los seres vivos nos desarrollamos con base en los ritmos circadianos que nos rodean, una serie de oscilaciones de las variables biológicas en intervalos temporales repetidos.

El reloj biológico de cada organismo (situado primariamente en el hipotálamo, específicamente en el núcleo supraquiasmático NSQ) controla las acciones y metabolismo del individuo según el momento concreto en cada uno de estos ritmos circadianos. Por ejemplo, con la exposición de luz, el NSQ manda señales inhibitorias a la glándula pineal, que es la encargada de sintetizar la melatonina a partir de triptófano (y dando como metabolito intermedio serotonina).

Cuando el NSQ percibe que la luz diurna está empezando a disminuir (20:00-22:00 H), a través de vías polisinápticas promueve la síntesis de melatonina en la glándula pineal. La concentración de esta hormona induce el sueño en los seres humanos y su punto álgido de presencia en sangre se produce a las 2:00 o 3:00 horas de la madrugada. La presencia de luz (o su ausencia) modulan completamente la secreción de melatonina.

Este es el ejemplo más claro de cómo se integran los relojes biológicos con el ritmo circadiano y, además, explica por qué tenemos más sueño por la noche y recibimos señales continuas de que debemos dormir cuando se pone el sol. De todas formas, este mecanismo nos permite saber cómo se induce el cansancio y las ganas de descansar, pero no explica por qué este proceso fisiológico se ha instaurado en la evolución de los seres vivos a lo largo del tiempo.

Por qué dormimos (y necesitamos hacerlo)

Para entender la importancia del sueño, basta con acudir al principio de la navaja de Ockham: “en igualdad de condiciones, la explicación más sencilla suele ser la más probable”. Si los seres vivos duermen, es porque es necesario, así de simple. Desarrollamos un poco la idea: si el descanso fuera una adaptación anecdótica en el reino animal, deberían cumplirse las siguientes postulaciones:

  • Deberían existir especies que no durmiesen de ningún modo.
  • Deberían existir animales dentro de una misma especie que no necesitasen descansar tras permanecer por un largo periodo de tiempo despiertos.
  • Deberían existir animales que no sufren ninguna consecuencia seria por no dormir.

Ninguna de estas reglas se cumplen. Si bien hay seres vivos que están constantemente en vuelo o nado, cabe destacar que muchos de ellos lo consiguen mediante un sueño unihemisférico, es decir, gracias a un descanso cerebral de ondas lentas que solo ocurre en la mitad del cerebro (permanece abierto el ojo opuesto al hemisferio despierto).

Por otro lado, algunas especies de aves sí que descansan ambos hemisferios a la vez, pero en periodos de 5 segundos, mientras se encuentran en la fase de planeo del vuelo. Las jirafas, muchos peces y otros animales también descansan de pie o en movimiento, durante períodos excepcionalmente cortos. Con estos datos, nos queda clara una idea: todos los animales neurológicamente complejos dormimos, sea de una forma u otra.

Así pues, dormimos porque nuestros antepasados dormían, porque todos los vertebrados duermen y porque dormir es un carácter adaptativo en el reino animal que no se puede desechar o modificar. Si nos ponemos filosóficos, dormimos porque no se concibe la vida con un sistema nervioso sin el descanso que este requiere.

Los efectos fisiológicos del sueño

El acto de dormir es un rasgo universal y, por ende, debe tener algún efecto beneficioso en los seres que lo practican. En primer lugar, cabe destacar que el sueño permite al cerebro descansar, ya que el metabolismo basal corporal disminuye durante el descanso. El cerebro consume unas 350 kilocalorías cada 24 horas simplemente existiendo (un 20% de la energía corporal), así que requiere un tiempo para poder restaurarse.

"Sleep is of the brain, by the brain and for the brain." El sueño se explica por el cerebro, se produce por el cerebro y es para el cerebro. (Hobson JA, 2005)

Esta afirmación se justifica con un evento fisiológico muy bien documentado: el metabolismo celular produce especies reactivas de oxígeno (ROS), moléculas muy pequeñas altamente reactivas que dañan el ADN de la célula y oxidan los ácidos grasos poliinsaturados, entre otros mecanismos dañinos. Existen muchos antioxidantes que previenen más o menos este proceso, pero una de las claves del envejecimiento a nivel celular es la exposición a las ROS producto de su propio metabolismo.

Cuando el cerebro no está integrando información de forma constante las tasas metabólicas se reducen y, por ello, también disminuye la producción de especies reactivas de oxígeno. Así, las células neuronales y accesorias están menos expuestas al estrés fisiológico y les da tiempo a reponerse. No se puede evitar el envejecimiento y el daño de las células producto de la propia vida, pero sí es posible retrasarlo disminuyendo las tasas metabólicas, al menos durante una parte significativa del día.

Solemos tener una visión antropocentrista de las cosas y, por ello, creemos que realmente el sueño se produce para que podamos integrar la información que hemos aprendido durante el día. Te lanzamos la siguiente pregunta: ¿por qué un pez de una especie dada (que no presenta herencia aprendida ni construcciones sociales complejas) también descansa, si no requiere consolidar la información aprendida porque ni siquiera es capaz de retenerla?

Con base en esta cuestión, solo queda pensar que el aprovechamiento del sueño para consolidar la información recibida es un efecto derivado de la fase del sueño, pero no el motivo principal por el que dormimos**. Si esto fuese así, solo las especies animales con capacidad de aprender y de retener experiencias dormirían.

Efectos psicológicos del sueño

El sueño y la selección

En este punto, cabe destacar que las fuerzas de selección natural que actúan sobre las especies del mundo no favorecen la longevidad porque sí. Si el sueño existe no es para permitir que el animal viva más tiempo sin sentido, sino para que actúe de la forma más exacta posible en el tiempo de vida y pueda reproducirse todo lo que pueda antes de morir.

Por ejemplo, en las ratas, la ausencia total del sueño es mortal en el 100% de los casos a las 3 semanas. Los integrantes de esta especie que no duermen se muestran debilitados, con reflejos lentos, problemas metabólicos y hasta úlceras en sus tejidos. El estado de “No-descanso” disminuye drásticamente la supervivencia del animal, y por ende, de toda la especie. Por ello, el rasgo de “no-dormir” nunca se ha fijado en las poblaciones, a pesar de que existen ciertos trastornos que lo propician. Todo lo que sea desadaptativo es desechado en la naturaleza.

Resumen

Así pues, nos atrevemos a concluir que dormimos por un mero mecanismo de selección biológica. Si un ser vivo no duerme muere, no se reproduce y la especie se extingue, así que siempre se favorecerán los caracteres heredables que favorezcan el sueño equilibrado en los seres vivos.

Por ello, patologías heredables que impiden el sueño (como el insomnio fatal familiar) son extremadamente raras en la población general y no se expanden. Las personas que las portan fallecen y no se reproducen, así que el rasgo no se extiende. En resumen, dormimos porque descansar retrasa la senescencia y nos permite (a nivel evolutivo) recuperarnos del daño metabólico que genera el propio funcionamiento de las células.

  • Harbison, S. T., Serrano Negron, Y. L., Hansen, N. F., & Lobell, A. S. (2017). Selection for long and short sleep duration in Drosophila melanogaster reveals the complex genetic network underlying natural variation in sleep. PLoS genetics, 13(12), e1007098.
  • Kavanau, J. L. (2004). Sleep researchers need to bring Darwin on board: elucidating functions of sleep via adaptedness and natural selection.
  • Rattenborg, N. C., Amlaner, C. J., & Lima, S. L. (2000). Behavioral, neurophysiological and evolutionary perspectives on unihemispheric sleep. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 24(8): pp. 817 - 842.

Graduado en Biología por la Universidad de Alcalá de Henares (2018). Máster en Zoología en la Universidad Complutense de Madrid (2019). Durante su carrera estudiantil, se especializó en comportamiento animal, evolución, parasitología y adaptaciones morfológicas animales al medio. En su estancia en el Máster profundizó en mecanismos evolutivos y comportamientos. También formó parte de un equipo del Museo Nacional de Ciencias Naturales durante dos años, donde realizó investigaciones de índole evolutiva. Aquí adquirió extensos conocimientos sobre genética, heredabilidad y otras cuestiones relacionadas con el ADN. A día de hoy, se dedica a tiempo completo a la divulgación científica, realizando artículos de evolución animal y psicología y medicina humana.

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