Cientistas descobriram um circuito cerebral oculto que liga o sono profundo, o hormônio do crescimento e a vigília, revelando por que uma boa noite de sono é essencial tanto para a saúde do corpo quanto para a do cérebro.
Por Universidade da Califórnia – Berkeley, com informações de Science Daily.
Uma boa noite de sono faz muito mais do que simplesmente deixar você revigorado. Durante o sono profundo, o corpo libera o hormônio do crescimento, um poderoso mensageiro químico que ajuda a construir músculos, fortalecer os ossos e regular o metabolismo da gordura. Para os adolescentes, dormir o suficiente é especialmente importante, pois o hormônio do crescimento desempenha um papel fundamental para que alcancem seu potencial máximo de altura.
Os cientistas sabem há muito tempo que a falta de sono pode interferir na produção do hormônio do crescimento. O que ainda não estava claro era exatamente como o cérebro controla esse processo, particularmente durante o sono não REM, o estágio profundo e restaurador que normalmente predomina na primeira parte da noite.
Agora, pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, desvendaram o circuito cerebral por trás dessa relação. Em um estudo publicado na revista Cell , a equipe identificou os neurônios que regulam a liberação do hormônio do crescimento durante o sono e descobriu um sistema de feedback até então desconhecido que ajuda a manter um delicado equilíbrio entre os níveis hormonais e o estado de vigília.
A descoberta revela que a relação funciona nos dois sentidos. O sono estimula a produção do hormônio do crescimento, mas o hormônio do crescimento também envia sinais de volta ao cérebro que influenciam a hora em que acordamos.
As descobertas poderão eventualmente ajudar os cientistas a desenvolver novas abordagens para o tratamento de distúrbios do sono associados a doenças metabólicas como a diabetes, bem como a doenças neurológicas 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 da verificação dos níveis desse hormônio durante o sono”, disse a primeira autora do estudo, Xinlu Ding, pesquisadora de pós-doutorado no Departamento de Neurociência da UC Berkeley e no Instituto de Neurociência Helen Wills. “Estamos, na verdade, registrando diretamente a atividade neural em camundongos para ver o que está acontecendo. Estamos fornecendo um circuito básico para trabalharmos no futuro no desenvolvimento de diferentes tratamentos.”
Por que o sono profundo é importante para o crescimento e o metabolismo
O hormônio do crescimento é mais conhecido por seu papel no desenvolvimento infantil, mas sua importância se estende até a idade adulta. Ele auxilia na manutenção da massa muscular e óssea, ajuda o corpo a regular a utilização da gordura armazenada e influencia os níveis de açúcar no sangue.
Quando o sono é constantemente interrompido, a regulação do hormônio do crescimento pode ser prejudicada. Como esse hormônio ajuda a controlar o metabolismo da glicose e da gordura, a falta de sono pode contribuir para um risco aumentado de obesidade, diabetes e doenças cardiovasculares.
Para entender como o cérebro coordena esses processos, os pesquisadores de Berkeley se concentraram em uma região chamada hipotálamo. Localizado profundamente no cérebro, esse pequeno, mas essencial centro de controle ajuda a regular a fome, a temperatura corporal, a produção de hormônios e o ciclo diário de sono e vigília. Suas funções básicas foram preservadas ao longo da evolução dos mamíferos.
No hipotálamo, os pesquisadores examinaram os neurônios que produzem o hormônio liberador do hormônio do crescimento (GHRH) e dois tipos distintos de neurônios que produzem somatostatina.
Esses mensageiros químicos têm funções opostas. O GHRH estimula a secreção do hormônio do crescimento, enquanto a somatostatina a suprime. Juntos, eles ajudam a controlar a quantidade de hormônio do crescimento que entra na corrente sanguínea, principalmente regulando sua liberação pela glândula pituitária, uma pequena estrutura produtora de hormônios localizada na base do cérebro.
Os cientistas também investigaram como o hormônio do crescimento influencia o locus coeruleus, uma região do tronco cerebral envolvida no estado de alerta, na atenção, no pensamento e no impulso de explorar experiências novas ou desconhecidas.
Interrupções na atividade dessa região têm sido associadas a diversos distúrbios psiquiátricos e neurológicos.
“Compreender o circuito neural da liberação do hormônio do crescimento pode eventualmente apontar para novas terapias hormonais que melhorem a qualidade do sono ou restaurem o equilíbrio normal do hormônio do crescimento”, disse Daniel Silverman, pós-doutorando da UC Berkeley e coautor do estudo. “Existem algumas terapias genéticas experimentais que visam um tipo específico de célula. Este circuito pode ser uma nova ferramenta para tentar reduzir a excitabilidade do locus coeruleus, algo que ainda não foi discutido.”
Cientistas mapeiam o circuito cerebral que controla o hormônio do crescimento.
A pesquisa foi conduzida no laboratório de Yang Dan, professor de neurociência e de biologia molecular e celular na UC Berkeley.
Para investigar como o circuito funciona, a equipe estudou ratos usando eletrodos implantados em seus cérebros. Os cientistas registraram a atividade neural enquanto usavam luz para estimular neurônios específicos no hipotálamo, permitindo-lhes observar como diferentes partes do sistema respondiam.
Os ratos são particularmente úteis para o estudo da regulação do sono porque seus padrões de sono diferem significativamente dos dos humanos. Em vez de dormirem durante um longo período a cada noite, os ratos geralmente dormem em breves episódios que duram apenas alguns minutos, distribuídos ao longo do dia e da noite.
Isso proporcionou aos pesquisadores repetidas oportunidades de examinar como a atividade neural e a regulação do hormônio do crescimento mudavam à medida que os animais alternavam entre o sono e a vigília.
Utilizando técnicas avançadas para rastrear as conexões entre as células cerebrais, a equipe descobriu que o GHRH e a somatostatina se comportam de maneira diferente dependendo do estágio do sono.
Durante o sono REM (movimento rápido dos olhos), a fase geralmente associada a sonhos vívidos, a atividade envolvendo tanto o GHRH quanto a somatostatina aumenta. Embora esses hormônios normalmente exerçam efeitos opostos, sua atividade coordenada durante essa fase contribui para o aumento da liberação do hormônio do crescimento.
Durante o sono não REM, o padrão se altera. A atividade da somatostatina diminui, reduzindo sua influência inibitória, enquanto a atividade do GHRH aumenta moderadamente. Essa combinação também promove a secreção do hormônio do crescimento.
A descoberta ajuda a explicar como diferentes estágios do sono podem favorecer a liberação do mesmo hormônio essencial por meio de padrões distintos de atividade cerebral.
O hormônio do crescimento também ajuda a controlar a hora em que acordamos.
Talvez a descoberta mais surpreendente tenha sido que o hormônio do crescimento não responde simplesmente a sinais do cérebro adormecido. Ele também influencia os circuitos cerebrais que controlam a vigília.
À medida que o hormônio do crescimento se acumula gradualmente durante o sono, ele estimula os neurônios no locus coeruleus, aumentando sua atividade e ajudando a promover a transição para o estado de vigília.
Isso cria um ciclo de feedback no qual o sono estimula a liberação do hormônio do crescimento, e a atividade hormonal resultante ajuda a regular o ciclo sono-vigília.
Os pesquisadores também identificaram uma complicação inesperada. Embora uma maior atividade no locus coeruleus geralmente promova o estado de alerta, a estimulação excessiva pode ter o efeito oposto.
Em um estudo anterior, publicado no mesmo ano, Silverman demonstrou que, quando os neurônios dessa região ficam hiperexcitados, podem paradoxalmente promover a sonolência em vez da vigília.
Em conjunto, essas descobertas revelam um sistema cuidadosamente regulado no qual o cérebro deve equilibrar sinais conflitantes para manter um sono saudável e a atividade hormonal.
Os cientistas descrevem esse tipo de processo autorregulatório como homeostase, a capacidade do corpo de manter condições internas estáveis mesmo quando seu ambiente e suas demandas fisiológicas mudam.
“Isso sugere que o sono e o hormônio do crescimento formam um sistema rigorosamente equilibrado: dormir pouco reduz a liberação do hormônio do crescimento, e o excesso desse hormônio pode, por sua vez, estimular o cérebro a manter-se acordado”, disse Silverman. “O sono impulsiona a liberação do hormônio do crescimento, e o hormônio do crescimento, por sua vez, regula o estado de vigília, e esse equilíbrio é essencial para o crescimento, a reparação e a saúde metabólica.”
Uma conexão surpreendente entre o sono e a saúde cerebral.
O sistema de feedback recém-identificado pode ter implicações que vão além do crescimento físico e do metabolismo.
Como o locus coeruleus ajuda a regular a atenção, o estado de alerta e a função cognitiva, a influência do hormônio do crescimento nessa região sugere que ele também pode desempenhar um papel na eficácia do funcionamento cerebral após o despertar.
Isso levanta a possibilidade de que a manutenção de ritmos saudáveis de sono e hormônio do crescimento possa favorecer tanto a recuperação física quanto o desempenho mental.
“O hormônio do crescimento não só ajuda a construir músculos e ossos e a reduzir o tecido adiposo, como também pode trazer benefícios cognitivos, promovendo um nível geral de alerta ao acordar”, disse Ding.
Ao identificar as células cerebrais específicas e as vias de sinalização envolvidas, os pesquisadores forneceram uma base para explorar terapias que visam distúrbios do sono e da regulação hormonal.
Essas abordagens podem eventualmente se mostrar úteis para pessoas com distúrbios do sono relacionados a doenças metabólicas ou neurológicas. No entanto, os experimentos foram conduzidos em camundongos, e pesquisas adicionais serão necessárias para determinar como esses mecanismos funcionam em humanos e se podem ser alvos seguros de tratamentos.
As descobertas reforçam um princípio fundamental da biologia do sono: o repouso não é simplesmente um período em que o cérebro desliga. É um processo ativo e cuidadosamente coordenado, no qual hormônios e circuitos neurais se comunicam constantemente para promover o crescimento, a reparação, o metabolismo e a vigília.
Financiamento e Contribuições para a Pesquisa
A pesquisa foi financiada pelo Instituto Médico Howard Hughes (HHMI), que apoiou Dan como pesquisador do HHMI até o ano de publicação do estudo, e pelo fundo Pivotal Life Sciences Chancellor’s Chair.
Dan ocupa a Cátedra de Neurociência da Pivotal Life Sciences.
Coautores adicionais incluem Peng Zhong, Bing Li, Chenyan Ma, Lihui Lu, Grace Jiang, Zhe Zhang, Xiaolin Huang, Xun Tu e Zhiyu Melissa Tian da UC Berkeley, juntamente com Fuu-Jiun Hwang e Jun Ding da Universidade de Stanford.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade da Califórnia – Berkeley . Observação: o conteúdo pode ser editado em termos de estilo e extensão.
Referência do periódico :
Xinlu Ding, Fuu-Jiun Hwang, Daniel Silverman, Peng Zhong, Bing Li, Chenyan Ma, Lihui Lu, Grace Jiang, Zhe Zhang, Xiaolin Huang, Xun Tu, Zhiyu Melissa Tian, Jun Ding, Yang Dan. Neuroendocrine circuit for sleep-dependent growth hormone release. Cell, 2025; 188 (18): 4968 DOI: 10.1016/j.cell.2025.05.039
