Dormir não significa que o cérebro esteja inativo. Durante o sono, diferentes grupos de neurónios alteram a sua atividade, regulando funções essenciais do organismo, incluindo a libertação de hormonas. Uma dessas hormonas é a hormona do crescimento, conhecida pelo seu papel no desenvolvimento dos ossos e dos músculos, mas também importante no metabolismo durante a idade adulta.
Embora a relação entre o sono e a libertação desta hormona seja conhecida há décadas, os mecanismos cerebrais responsáveis por essa ligação não estavam completamente esclarecidos.
Uma equipa de investigadores liderada por Xinlu Ding e Yang Dan, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, estudou esta questão em ratinhos e identificou circuitos neuronais que ajudam a explicar como o cérebro regula a libertação hormonal ao longo do ciclo sono-vigília. Os resultados foram publicados na revista científica Cell, em 2025.
A hormona do crescimento desempenha funções ao longo da vida
A hormona do crescimento, também conhecida pela sigla GH, é produzida pela hipófise, uma pequena glândula localizada na base do cérebro. A sua libertação é regulada por sinais provenientes do hipotálamo, uma região cerebral envolvida no controlo de várias funções do organismo.
Durante a infância e a adolescência, esta hormona é fundamental para o crescimento corporal. Na idade adulta, continua a participar na manutenção dos tecidos, no metabolismo das proteínas, na utilização das gorduras como fonte de energia e na regulação da glicose.
A sua libertação não ocorre de forma constante. Pelo contrário, a hormona é libertada em pulsos, e o sono é um dos fatores que influenciam esse padrão.
A questão que orientou a investigação foi perceber como a atividade dos neurónios responsáveis pelo controlo hormonal se altera durante o sono e de que forma esses sinais determinam a quantidade de hormona libertada.
Dois sinais cerebrais controlam a libertação hormonal
No hipotálamo existem diferentes populações de neurónios que participam na regulação da hormona do crescimento. O estudo centrou-se em dois grupos com funções distintas.
O primeiro produz a hormona libertadora da hormona do crescimento, designada GHRH. Este sinal estimula a hipófise a libertar a hormona do crescimento.
O segundo grupo produz somatostatina, ou SST, uma substância que inibe esse processo.
De forma simples, a GHRH favorece a libertação da hormona do crescimento, enquanto a somatostatina ajuda a travá-la. O resultado depende do equilíbrio entre os dois sinais.
Os investigadores identificaram duas populações de neurónios produtores de somatostatina que atuam por vias diferentes. Uma encontra-se no núcleo arqueado do hipotálamo e inibe diretamente os neurónios que produzem GHRH. A outra localiza-se na região periventricular e envia projeções para a eminência mediana, uma estrutura através da qual os sinais hormonais chegam à circulação que comunica com a hipófise.
Esta distinção ajuda a compreender como o cérebro pode regular a mesma hormona através de circuitos diferentes.
O sono REM e o sono não REM não regulam o processo da mesma forma
O sono é constituído por diferentes fases, entre as quais o sono não REM e o sono REM. Embora ambas estejam associadas à libertação da hormona do crescimento, os mecanismos neuronais observados pelos investigadores foram diferentes.
Durante o sono não REM, a atividade dos neurónios produtores de GHRH aumenta moderadamente, enquanto diminui a atividade dos neurónios produtores de somatostatina da região periventricular. Esta combinação favorece a libertação hormonal: o sinal estimulador aumenta e um dos sinais inibidores diminui.
Durante o sono REM, o padrão é mais complexo. Os investigadores observaram aumentos acentuados da atividade tanto dos neurónios produtores de GHRH como dos neurónios produtores de somatostatina. Apesar de estes últimos exercerem uma função inibidora, a atividade global do circuito continua associada ao aumento da libertação hormonal.
Este resultado mostra que não basta observar isoladamente a atividade de um único grupo de neurónios para compreender o processo. É necessário considerar as ligações entre diferentes populações celulares e a forma como interagem em cada fase do sono.
Nos ratinhos estudados, os níveis de hormona do crescimento medidos durante ou imediatamente após episódios de sono REM e não REM foram superiores aos observados durante a vigília. Os valores médios foram semelhantes nas duas fases, embora os mecanismos neuronais associados fossem distintos.
Fonte: Ding et al., Cell (2025), Figura DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.05.039.
Como conseguiram os investigadores identificar estes circuitos?
A equipa combinou várias técnicas experimentais para estudar a atividade cerebral e a libertação hormonal.
Os investigadores utilizaram técnicas de optogenética, que permitem controlar a atividade de determinados neurónios através da luz, e de quimiogenética, que permitem modificar a atividade celular através de substâncias específicas. Estas abordagens ajudaram a testar se a ativação ou inibição de determinados grupos neuronais alterava a libertação da hormona do crescimento.
Recorreram também à fotometria de fibra, uma técnica que permite acompanhar alterações da atividade celular através de sinais fluorescentes, e a registos eletrofisiológicos para estudar a atividade elétrica dos neurónios.
Em paralelo, recolheram amostras de sangue dos animais para medir a concentração da hormona do crescimento.
Ao combinar estas medições com a manipulação controlada dos circuitos, os investigadores conseguiram ir além de uma simples associação entre sono e libertação hormonal. Puderam testar a contribuição de populações neuronais específicas para o processo.
Os animais utilizados eram ratinhos adultos jovens, com idades entre dois e seis meses. Esta característica é relevante para interpretar os resultados, uma vez que a libertação da hormona do crescimento se altera com a idade.
A própria hormona pode favorecer a vigília
Uma das descobertas mais importantes surgiu quando os investigadores estudaram os efeitos da hormona do crescimento sobre outras regiões do cérebro.
A equipa identificou recetores desta hormona nos neurónios noradrenérgicos do locus coeruleus, uma região do tronco cerebral envolvida na atenção, no estado de alerta e na regulação do sono.
Em experiências com ratinhos, a administração da hormona do crescimento aumentou a atividade destes neurónios. Os investigadores verificaram também que, quando reduziram a expressão dos recetores da hormona nestas células, os efeitos observados diminuíram ou desapareceram.
Noutras experiências, a administração da hormona diretamente no sistema nervoso central aumentou o tempo passado em vigília e reduziu o tempo de sono nos animais que mantinham os recetores funcionais.
Estes resultados apontam para uma via de retroação: o sono favorece a libertação da hormona do crescimento, mas a hormona pode, por sua vez, estimular circuitos cerebrais que promovem a vigília.
Este mecanismo acrescenta uma nova dimensão à relação entre o sono e a regulação hormonal. O cérebro não controla apenas a libertação da hormona; recebe também sinais que podem influenciar o estado de sono ou de alerta.
O que poderá significar para a saúde humana?
A descoberta contribui para compreender melhor a ligação entre o sono, a atividade cerebral e a regulação hormonal. A hormona do crescimento participa em funções importantes, como a manutenção dos tecidos e o metabolismo energético, e a privação de sono tem sido associada a alterações metabólicas.
Conhecer os circuitos que regulam a libertação hormonal poderá ajudar a orientar futuras investigações sobre perturbações do sono e alterações da regulação neuroendócrina. Identificar os neurónios e as ligações envolvidos permite formular questões mais específicas sobre a forma como estes processos poderão ser influenciados em determinadas condições.
No entanto, os resultados não demonstram que seja possível melhorar o sono ou alterar a composição corporal através de uma intervenção dirigida a estes circuitos em seres humanos.
Os investigadores salientam que os padrões de sono dos ratinhos são diferentes dos humanos. Os ratinhos apresentam episódios de sono mais fragmentados, enquanto os seres humanos tendem a concentrar o descanso num período mais prolongado. Também existem diferenças na regulação circadiana, uma vez que os ratinhos são animais predominantemente noturnos.
Por estas razões, ainda é necessário determinar até que ponto os mecanismos identificados se aplicam diretamente ao cérebro humano e se poderão ter alguma utilidade clínica.
Ao revelar os circuitos envolvidos neste processo, o trabalho acrescenta novas peças à compreensão dos mecanismos biológicos do sono e abre caminho a investigações futuras sobre a sua relação com a regulação hormonal.
