Pesquisas recentes da Universidade Estadual de Washington sugerem um novo paradigma para a compreensão do sono, demonstrando que uma substância nas paredes em rede das bactérias, chamada peptidoglicano, está naturalmente presente nos cérebros de camundongos e está intimamente relacionada ao ciclo do sono.

Essas descobertas atualizam uma hipótese mais ampla que vem sendo desenvolvida na WSU há anos, propondo que o sono resulta da comunicação entre os sistemas reguladores do sono do corpo e a infinidade de micróbios que habitam em nós.

“Isso adicionou uma nova dimensão ao que já sabemos,” afirmou Erika English, estudante de doutorado na WSU e autora principal de dois artigos científicos recentemente publicados que introduzem as descobertas.

Essa visão do sono como proveniente da “condição holobionte” se une a um crescente conjunto de evidências que sugerem que nossos microbiomas intestinais desempenham um papel crucial na cognição, apetite, libido e outras atividades — uma perspectiva que inverte os modelos tradicionais centrados no cérebro e tem implicações para nossa compreensão da evolução e do livre-arbítrio, além do desenvolvimento de futuros tratamentos para distúrbios do sono.

As recentes descobertas sobre peptidoglicano, ou PG, reforçam essa hipótese e sugerem um possível papel regulador dos produtos da parede celular bacteriana no sono. Sabe-se que o PG promove o sono quando injetado em animais, mas até recentemente, a visão convencional afirmava que ele não migrava naturalmente para o cérebro.

English descobriu que o PG, juntamente com suas moléculas receptoras envolvidas na sinalização e comunicação do PG, estava presente em diferentes locais do cérebro, com níveis que variavam conforme o horário do dia e a privação de sono.

As descobertas foram relatadas em julho na revista Frontiers in Neuroscience; o pesquisador de sono da WSU e professor regente James Krueger coautora o artigo. English também é autora principal de um artigo recente com Krueger na revista Sleep Medicine Reviews que propõe a hipótese da “condição holobionte” do sono.

Esse artigo combina duas visões predominantes. Uma postula que o sono é regulado pelo cérebro e pelos sistemas neurológicos. A outra se concentra no “sono local,” que enquadra o descanso como resultado do acúmulo de estados semelhantes ao sono em pequenas redes celulares em todo o corpo. Esses estados semelhantes ao sono foram observados entre células in vitro, conhecidos como o modelo de “sono em uma placa.”

À medida que esses pequenos focos de sono se acumulam, como luzes se acendendo em uma casa, o corpo se inclina de vigília para o sono.

A nova hipótese funde essas teorias, propondo que o sono resulta da interação entre o corpo e seus micro-organismos residentes — dois sistemas autônomos que se interagem e se sobrepõem.

“Não é um ou outro, é ambos. Eles precisam trabalhar juntos,” disse English. “O sono é, de fato, um processo. Ele ocorre em diferentes velocidades para diferentes níveis de organização celular e tecidual e resulta de uma coordenação extensa.”

Ligames entre o microbioma e o comportamento estão emergindo em várias frentes, indicando que os microrganismos formados no intestino desempenham um papel significativo na cognição e em comportamentos humanos fundamentais. Este trabalho desafia a visão tradicional da neurologia humana, sugerindo que não é completamente descendente — ou seja, o resultado da tomada de decisão no cérebro — mas ascendente — ou seja, impulsionado pelos pequenos organismos cuja evolução moldou os animais para servirem como seus hospedeiros e cujas necessidades influenciam as atividades e a cognição de seus hospedeiros.

“Temos uma comunidade inteira de micróbios vivendo dentro de nós. Esses micróbios têm uma história evolutiva muito mais longa do que qualquer mamífero, ave ou inseto — muito mais longa, bilhões de anos mais longa,” afirmou Krueger, que foi nomeado “Lenda Viva em Pesquisa do Sono” pela Sociedade de Pesquisa do Sono em 2023. “Acreditamos que a evolução do sono começou há eons com o ciclo de atividade/inatividade das bactérias, e as moléculas que estavam impulsionando isso estão relacionadas às que impulsionam a cognição hoje.”

O trabalho de English expande os conhecimentos já estabelecidos entre bactérias e sono, incluindo o fato de que padrões de sono afetam a função do microbioma intestinal e que infecções bacterianas fazem com que as pessoas durmam mais.

As novas descobertas começam a explorar questões que English está ansiosa para investigar mais a fundo.

“Agora que o mundo passou a reconhecer quão importantes são os micróbios, não apenas para doenças, mas também para a saúde, é um momento muito empolgante para começar a expandir nossa compreensão de como nos comunicamos com nossos micróbios e como nossos micróbios se comunicam conosco,” disse ela.