¿Qué es el reloj biológico?

¿Que es el ciclo circadiano?
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El ritmo circadiano es un producto de nuestro reloj interno, que responde principalmente a señales de luz y oscuridad; de él dependen nuestros ciclos de sueño y vigilia, la temperatura corporal, nuestra producción hormonal y muchos otros procesos fisiológicos, así como también controla procesos biológicos en cualquier organismo vivo, desde las plantas hasta pequeños microorganismos. Al igual que cualquier reloj, posee una duración “aproximada” de 24 horas. La palabra circadiano deriva de las palabras latinas circa que significa “alrededor” y dies que significa “día”.

 

¿Cómo funciona el reloj interno?

 

ritmo circadiano
La marea alcalina es uno de los eventos que mayormente todos padecemos, como ejemplo de la sincronización de nuestros ritmos circadianos. Fuente: .cncsalud.

 

Nuestros ritmo circadiano se encuentran regulado por un reloj maestro en el cerebro, formado por un grupo de células nerviosas presentes en el hipotálamo, conocido como el núcleo supraquiasmático, que responden a muchos tipos de señales, pero una de las más importantes proviene de los cambios diarios de luz y oscuridad, percibidos a través de la retina. Es por ello que, cuando existe un descontrol en nuestros ritmo circadiano, se ve comprometido el proceso de sueño y hasta el sistema digestivo, ya que, además del reloj central en el hipotálamo, tenemos relojes periféricos en diversos tejidos, esto es debido a que los genes “reloj” y los genes controladores del reloj existen en casi todos los tipos de células de mamíferos.

Ahora bien, el hecho de que todos tengamos un reloj interno no quiere decir que todos estamos sincronizados a la misma hora, existen ciertos factores como por ejemplo:

La edad, el género, entre otros, que afectan nuestro reloj interno y que hacen que todos vivamos a nuestro ritmo particular, sin embargo, hay ciertos eventos que parecen tener sincronía, como ese bajón anímico que nos ocurre a todos o casi a todos luego de la hora de almuerzo (marea alcalina), o incluso el mismo influjo hormonal, que también es un producto de nuestro ritmo circadiano, las mujeres que conviven mucho tiempo juntas terminan sincronizando su ciclo menstrual.

 

¿Qué descontrola nuestro ritmo circadiano?

 

 

ritmo circadiano
El Jet lag es común en las personas que viajan entre diferentes husos horarios. Fuente: cimformacion.

 

 

  • Ciertas teorías refieren que los artefactos electrónicos, sobre todo aquellos que emiten luz azul, cuando son utilizados en horas nocturnas hacen que tu cerebro piense que es de día y libere menos melatonina (hormona que participa en el ciclo del sueño, y como ya lo has podido intuir su síntesis es controlada por el núcleo supraquiasmático) debido a los cambios en la iluminación ambiental (sus concentraciones varían de acuerdo al ciclo diurno/nocturno); durante la noche, los niveles de melatonina en sangre son más elevados y hace que te sientas somnoliento. Incluso el dormir más tiempo de lo habitual, un domingo en la mañana pudiera descontrolar tu reloj.

 

  • Las personas que tienen trabajos en horario nocturno, pueden sufrir un trastorno similar al “Jet Lag”, aunque nunca hayan cambiado de zona horaria, el tener que trabajar mientras los demás duermen y dormir cuando el resto está despierto, les impide establecer un patrón de sueño adecuado, ya que el cerebro por los ritmos circadianos naturales está programado para estar activo y despierto.

 

Control molecular del ritmo circadiano

 

ritmo circadiano
Fuente: scenio.es.

 

El estudio de los ritmos circadianos se conoce como cronobiología, nuestro reloj biológico está compuesto por una serie de moléculas (proteínas) específicas, cuya síntesis y/o degradación van a marcar el compás temporal de un sinfín de procesos fisiológicos en nuestro cuerpo, estas moléculas se encuentran en casi todas las células de nuestros tejidos y órganos y los genes que codifican para estas proteínas se encuentran altamente conservados en humanos, ratones, moscas de la fruta e incluso hongos. De hecho, el estudio de la cronobiología en moscas de la fruta, ha sido clave en los hallazgos de los genes que participan en el control de los ritmos circadianos, los experimentos generalmente se basan en la alteración de los periodos de luz/oscuridad para ver cómo esto altera la expresión genética, además de otras señales moleculares.

 

¿Cómo empezó todo?

 

personajes del reloj biologico
Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young. Premio Nobeñ de Medicina por sus aportes sobre el reloj biológico o ritmo circadiano. Fuente: proceso.com

 

Durante el siglo XVIII, el Astrónomo Jean Jacques d’Ortous observó un comportamiento cíclico en las hojas de la planta mimosa: estas durante del día se abrían al sol y se cerraban al atardecer, se preguntó ¿qué pasaría si la planta permaneciera en constante oscuridad? Encontrando que, independientemente si había o no la luz solar, las hojas mantenían su oscilación diaria normal, entonces, las plantas parecían tener su propio reloj biológico.

En los años 70, el investigador Seymour Benzer junto con su estudiante Ronald Konopka, se preguntaron si era posible la existencia de un gen responsable de controlar el ritmo circadiano en las moscas de la fruta, encontrando que mutaciones en un gen para entonces desconocido, interrumpían el reloj biológico de las moscas, ellos llamaron a este gen period. Más recientemente, el mecanismo molecular por el cual este gen puede influenciar los ritmos circadianos fue dilucidado por los investigadores Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young lo que los llevó a ser acreedores del premio Nobel de Medicina en el año 2017.

Estos investigadores demostraron que dicho gen codifica una proteína que se acumula en el interior de la célula durante las horas nocturnas, para posteriormente ser degradada durante el día, de manera que nuestro reloj además de preciso, es capaz de adaptarse fisiológicamente, hablando a las diferentes fases del día.

Así mismo, descubrieron que la proteína codificada por el gen period, conocida como PER, se acumula durante la noche y se degrada durante el día, oscilando en un ciclo aproximado de 24 horas. Pero ¿cómo ésta proteína puede generar tales oscilaciones? Los investigadores plantearon la hipótesis de que la proteína PER es capaz de bloquear la actividad del gen period, evitando su propia síntesis en los momentos de alta concentración dentro de la célula, al crear un circuito de retroalimentación inhibitorio. En este circuito, además participa otra proteína conocida como TIM, codificada por el gen timeless, ambas proteínas: TIM y PER presentes en el citoplasma, se unen formando un dímero capaz de entrar al núcleo, donde bloquean la síntesis del gen period.

La siguiente pregunta a responder era ¿qué controla la frecuencia de oscilación?, estos investigadores identificaron otro gen doubletime que codifica para la proteína DBT, cuya función es retrasar la acumulación de PER, para que el ciclo tenga un ajuste temporal de aproximadamente 24 horas, estos investigadores han identificado otras proteínas que participan en la activación del gen period, así como los mecanismos por el cual la luz puede sincronizar este reloj celular.

El ritmo circadiano y la salud

el ciclo circadiano dependiendo de la hora del dia
El tirmo circadiano varía su concentración dependiendo del momento del día. Fuente: wikipedia.

 

  • El encendido o apagado de estos genes va a depender de la luz, de manera que, cambiar nuestros ciclos naturales de luz y oscuridad pueden acelerar o enlentecer nuestro ritmo circadiano. ¡Imagínense ahora cómo sería el ritmo circadiano de las personas de ciudades que sólo tienen luz solar por sólo 6 meses al año! Se ha demostrado científicamente que estas personas son más propensas a la depresión, recordemos que los ritmos circadianos también controlan cambios mentales y de comportamiento que siguen un ciclo diario. Los ritmos irregulares han estado relacionados además, a varias condiciones de salud como trastornos del sueño, obesidad, diabetes y trastorno bipolar.

 

  • Otro efecto directo está dado en el hígado, los ritmos circadianos juegan un importante papel en el mantenimiento de la homeostasis hepática, regulando el metabolismo energético, la expresión de enzimas metabólicas, por lo que, fallas en la sincronía de este reloj puede conllevar a diversas patologías como hígado graso, cirrosis, hepatitis y hasta cáncer, lo cual ha sido demostrado mediante el estudio de los mecanismos moleculares de la regulación de genes circadianos a nivel hepático a través de modelos experimentales en células de ratones y ratas.

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  • En el intestino, estudios han demostrado que la microbioma se encuentra regulada por los ritmos circadianos, así como por la composición de la dieta y el tiempo de alimentación, lo que afecta directamente la función metabólica e inmunológica del huésped.

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  •  La comida participa en la regulación de los ritmos circadianos, de allí la importancia de tener buenos hábitos alimenticios para el mantenimiento y recuperación de muchas disfunciones fisiológicas, cuidar lo que comemos y cuando lo comemos, estas son las bases de lo que se conoce como crononutrición.

 

  • En la artritis reumatoide, los ritmos circadianos también están presentes, principalmente en las manifestaciones clínicas de dolor y rigidez articular, que se presentan de manera más pronunciada en la mañana, por lo que el estudio de la cronobiología de la artritis reumatoide, recomiendan adaptar el horario del tratamiento a los ritmos circadianos, rama de la cronobiología conocida como cronoterapia, coordinando el momento del tratamiento y sus efectos para reducir el dolor y la rigidez matutina.

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Luz solar: la mejor medicina

 

ritmo del dia
Fuente: megalatina.

 

Antes de implementar el uso de antibióticos para el tratamiento de la tuberculosis en los hospitales, la terapia consistía en unas cuantas horas de luz solar, ya que los pacientes que tomaban el sol de la mañana recuperaban peso y se iban a casa más pronto, debido a que la luz solar influye directamente en los ritmos circadianos de una persona, e incluso resulta beneficiosa hasta para el estado de ánimo.

Las terapias de luz a diferentes intensidades y colores han sido empleadas por la medicina convencional y no convencional para el tratamiento de la depresión, estimular los ritmos circadianos diurnos y mejorar la calidad del sueño; ¿han notado que la mayoría de nosotros en los días nublados y lluviosos nos sentimos con menos energía y con ganas de estar en cama por el resto del día? Esto se conoce como estado anímico deprimido estacional y ha sido tratado eficazmente con terapias de luz, esto probablemente se deba a la regulación de la melatonina y otros neurotrasmisosres.

Muchos cronoterapistas han observado que pacientes con trastornos bipolares expuestos a buenas dosis de luz solar, especialmente en la mañana, salen de sus crisis mucho más rápido que aquellos que no reciben luz solar, este mismo comportamiento se ha observado en pacientes depresivos.

Trastornos del sueño y la sexualidad

 

los transtornos del sueño y el reloj biologico
Los trastornos del sueño pueden afectar la vida sexual y viceversa. Fuente: sumedico.

 

En el caso de los trastornos del sueño, hay evidencias de la eficacia de la exposición a la luz brillante en el tratamiento del insomnio, la mayoría de las terapias recomiendan una exposición de 30 a 40 min diario a la luz para obtener efectos positivos en los cambios del ciclo de sueño y vigilia. ¡Pero cuidado! Las terapias de luz tienen su lado oscuro y es la exposición sin protección a los rayos ultravioleta.

Y hablando de los ciclos de sueños, ¿sabías que los ritmos circadianos pueden generar incompatibilidad de pareja en la cama?; esto se debe a las diferencias fisiológicas circadianas entre hombres y mujeres. Por ejemplo, las mujeres sufren más de insomnio que los hombres y a pesar de esto, suelen ser más madrugadoras, esto podría deberse a que la longitud de los ritmos circadianos en las mujeres es más corto. Así que, entender las diferencias fisiológicas circadianas de tu pareja puede ayudar con la armonía en el dormitorio, es decir: déjala que vea televisión hasta tarde, o déjalo dormir unos 15 minutos más.

Conclusión

 

El ritmo circadiano está involucrado en muchos aspectos de nuestra fisiología, y una gran proporción de nuestros genes se encuentran bajo la influencia del reloj biológico, por lo que es importante mantener nuestros ritmos circadianos cuidadosamente equilibrados, esto se traducirá en un buen estado de salud tanto mental mental como física. Lo que implica una buena rutina diaria con respecto a tus horas de sueño, alimentación e incluso a la hora de tomar tus medicamentos. Un desequilibrio implica la existencia de muchas patologías como trastornos del sueño, obesidad e incluso los molestos síntomas del efecto “Jet lag”. Mientras tanto, levántate, abre las ventanas y dale tu mejor sonrisa al sol; ¡Que tengas un gran día!

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