Un nuevo estudio publicado en Nature y realizado por investigadores de la UCLA y Stanford ha identificado dos pequeños grupos de neuronas en el tronco del encéfalo que son responsables de la transformación de las respiraciones normales en suspiros.

«Suspirar parece estar regulado por el menor número de neuronas que hemos visto ligado a un comportamiento humano fundamental», explicó Jack Feldman, profesor de neurobiología en la Escuela David Geffen de Medicina en UCLA y miembro del Instituto de Investigación del Cerebro de la UCLA. «Uno de los santos griales de la neurociencia es averiguar cómo el cerebro controla el comportamiento. Nuestro hallazgo nos da conocimientos sobre los mecanismos que pueden subyacer a comportamientos mucho más complejos.»

De acuerdo con Mark Krasnow, profesor de bioquímica del Instituto Médico Howard Hughes, los nuevos hallazgos arrojan luz sobre la red de células en el tronco cerebral que genera el ritmo de la respiración. «A diferencia de un marcapasos que regula únicamente la rapidez con la que respiramos, el centro respiratorio del cerebro también controla el tipo de respiración que tomamos», dijo Krasnow.

Utilizando un modelo de ratón, Krasnow y sus colegas examinaron más de 19.000 patrones de expresión de genes en las células cerebrales de los animales y encontraron aproximadamente 200 neuronas en el cerebro que fabrican y liberan dos neuropéptidos que permiten a las células del cerebro a comunicarse entre sí. Feldman sabía que la misma familia de péptidos, que también se encuentran en los seres humanos, es altamente activo en una parte del cerebro que influye en la respiración y juega un papel importante en el gemido. Lo que no había identificado eran los genes o las neuronas que las controlaban.

Al unir fuerzas, Krasnow y de los laboratorios de Feldman descubrieron que los péptidos desencadenaron una serie de 200 neuronas. Estas células activan los músculos de la respiración del ratón para producir un suspiro, que se da aproximadamente 40 veces por hora. Los investigadores encontraron que el bloqueo de uno de los péptidos recorta las tasas de suspiros de los animales a la mitad. El silenciamiento de ambos péptidos detuvo la capacidad de los ratones para suspirar por completo.

Suspirar es vital para la función pulmonar, y por lo tanto para la vida, Feldman enfatizó. «Un suspiro es una respiración profunda, pero no una respiración profunda voluntaria», dijo. «Empieza como una respiración normal, pero antes de exhalar, se toma un segundo aire en la parte superior de la misma». En promedio, una persona suspira cada cinco minutos, lo que se traduce en 12 suspiros por hora. El propósito de los suspiros es inflar los alvéolos, pequeños sacos en forma de globo en los pulmones, donde el oxígeno ingresa y el dióxido de carbono sale de la circulación sanguínea. A veces, sin embargo, estos sacos individuales colapsan.

«Cuando los alvéolos colapsan ponen en peligro la capacidad de los pulmones para el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono», explica Feldman. Esto sucede con las personas que no pueden respirar por su cuenta, como las personas que están en respirador artificial.

«Si no suspiras cada cinco minutos, los alvéolos colapsan lentamente, causando insuficiencia pulmonar», dijo Feldman.