O sono pode não ser apenas um descanso para a mente – pode ser uma manutenção essencial para o fornecimento de energia do corpo. Um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Oxford, publicado na Nature, revela que a pressão para dormir surge do acúmulo de estresse elétrico nos minúsculos geradores de energia dentro das células cerebrais.

A descoberta oferece uma explicação física para o impulso biológico de dormir e pode reformular a maneira como os cientistas pensam sobre o sono, o envelhecimento e as doenças neurológicas.

Liderada pelo Professor Gero Miesenböck, do Departamento de Fisiologia, Anatomia e Genética (DPAG) , e pelo Dr. Raffaele Sarnataro, do Centro de Circuitos Neurais e Comportamento de Oxford , a equipe descobriu que o sono é desencadeado pela resposta do cérebro a uma forma sutil de desequilíbrio energético. A chave está nas mitocôndrias – estruturas microscópicas dentro das células que usam oxigênio para converter alimentos em energia.

Quando as mitocôndrias de certas células cerebrais reguladoras do sono (estudadas em moscas-das-frutas) ficam sobrecarregadas, elas começam a liberar elétrons, produzindo subprodutos potencialmente prejudiciais conhecidos como espécies reativas de oxigênio. Esse vazamento parece atuar como um sinal de alerta que leva o cérebro a dormir, restaurando o equilíbrio antes que os danos se espalhem mais amplamente.

"Você não quer que suas mitocôndrias percam muitos elétrons", disse o Dr. Sarnataro. "Quando isso acontece, elas geram moléculas reativas que danificam as células."

Os pesquisadores descobriram que neurônios especializados agem como disjuntores, medindo esse vazamento de elétrons mitocondriais e desencadeando o sono quando um limite é ultrapassado. Ao manipular o processamento de energia nessas células – aumentando ou diminuindo o fluxo de elétrons – os cientistas conseguiram controlar diretamente o tempo de sono das moscas.

Até mesmo a substituição de elétrons por energia da luz (usando proteínas emprestadas de microrganismos) teve o mesmo efeito: mais energia, mais vazamento, mais sono.

O professor Miesenböck disse: "Procuramos entender para que serve o sono e por que sentimos a necessidade de dormir. Apesar de décadas de pesquisa, ninguém havia identificado um gatilho físico claro. Nossas descobertas mostram que a resposta pode estar no próprio processo que alimenta nossos corpos: o metabolismo aeróbico. Em certos neurônios reguladores do sono, descobrimos que as mitocôndrias – as produtoras de energia da célula – perdem elétrons quando há um excesso de oferta. Quando o vazamento se torna muito grande, essas células agem como disjuntores, colocando o sistema em sono para evitar sobrecarga."

As descobertas ajudam a explicar as conhecidas ligações entre metabolismo, sono e expectativa de vida. Animais menores, que consomem mais oxigênio por grama de peso corporal, tendem a dormir mais e viver menos. Humanos com doenças mitocondriais frequentemente experimentam fadiga debilitante mesmo sem esforço, o que agora pode ser explicado pelo mesmo mecanismo.

"Esta pesquisa responde a um dos grandes mistérios da biologia", disse o Dr. Sarnataro.

"Por que precisamos dormir? A resposta parece estar escrita na maneira como nossas células convertem oxigênio em energia."