La importancia del ciclo circadiano

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Descubrimientos científicos amplían su conocimiento

La Tierra tarda aproximadamente 24 horas en rotar sobre su eje y toda la vida sensible a la luz en la Tierra tiene relojes biológicos internos que anticipan y se adaptan a ese ciclo diario. Despierta, trabaja, come, juega, duerme; se enjabona, se enjuaga, y repite el proceso. Desde la rosa hasta el rinoceronte, desde el hongo hasta el hombre, todos tenemos un ritmo constante, científicamente conocido como ritmo circadiano, del latín circa diem, que significa “alrededor del día”.
En los últimos años, el cuerpo de conocimientos sobre el ritmo circadiano ha crecido de forma espectacular. Los científicos ahora entienden que el ritmo circadiano regula los patrones de sueño y afecta la liberación de hormonas, el metabolismo, la temperatura corporal y otras funciones. Un mecanismo biológico que funciona demasiado rápido o demasiado lento puede dar como resultado ritmos irregulares, lo que a su vez puede conducir a una variedad de problemas de salud, que incluyen insomnio, enfermedades mentales, obesidad y diabetes. De hecho, los ritmos circadianos afectan todo, desde el rendimiento deportivo -los récords mundiales tienen más probabilidades de ser destrozados por la tarde que por la mañana- hasta la agilidad analítica.
Hoy está claro que la naturaleza de 24 horas de nuestra existencia terrenal es verdaderamente fundamental para nuestras vidas.
El Prof. Gad Asher, que se autodenomina “cronobiólogo” en el Departamento de Ciencias Biomoleculares que también ha hecho importantes aportes en esta área, anticipa que el Premio Nobel inspirará una conciencia muy necesaria entre los científicos sobre el impacto de los ritmos circadianos en todos aspectos de la ciencia, especialmente en medicina y salud.
“La importancia de los relojes circadianos de nuestros cuerpos en todos los aspectos de nuestra fisiología y comportamiento siempre ha sido anecdótica”, dice. “Pero ahora hay una apreciación creciente de los mecanismos moleculares involucrados y las implicaciones médicas. No es solo lo que comes, sino también cuándo lo comes; asimismo, el momento de administrar ciertos medicamentos. Se trata de cronometrar mejor”.
El reloj maestro
Con relojes en miniatura y autosostenibles en cada célula, los científicos querían saber cómo todo está perfectamente coordinado. Es decir, ¿dónde está el reloj maestro de un cuerpo? Resulta que cada criatura tiene una, y en los animales vertebrados, incluidos los humanos, el reloj maestro es un grupo de aproximadamente 20.000 neuronas que forman una estructura conocida como núcleo supraquiasmático (SCN), un gran nombre para una pequeña parte del cerebro en el hipotálamo.
El SCN recibe información del tracto óptico, que transmite señales desde la retina. Por lo tanto, el SCN tiene una línea directa de entrada de una sola dirección desde los ojos, que transmite información sobre cuánta luz es visible, que, por supuesto, varía periódicamente cada 24 horas.
De esta forma, nuestros relojes maestros están regulados por el sol. Las señales de la luz del sol encienden y apagan diferentes genes en el SCN, restableciendo nuestro reloj maestro y, por extensión, nuestros ritmos circadianos. El SCN en sí controla la producción de una hormona, llamada melatonina, que induce somnolencia. Cuando hay menos luz, como por la noche, la SCN induce la producción de mucha melatonina, lo que provoca somnolencia. Por lo tanto, los mini-relojes en todo el cuerpo se convierten en parte integrante del ciclo total de sueño-vigilia del cuerpo.
Esta sensibilidad a la luz explica por qué las personas tienen desfase horario cuando viajan a través de zonas horarias. Es decir, cuando se produce un cambio en la relación entre el ritmo conductual y el ciclo de luz, los ritmos conductuales deben restablecerse.
La sincronización lo es todo
Aunque los científicos apreciaron el impacto de la luz del día y la oscuridad en personas y plantas durante cientos de años, no fue sino hasta la década de 1970 que científicos comenzaron a comprender los mecanismos genéticos responsables de adaptar los relojes biológicos de plantas, animales y humanos para estar en sincronía con las revoluciones de la Tierra.
Actualmente se están llevando a cabo importantes investigaciones sobre la relación entre el sistema inmune y los ritmos circadianos, con amplias implicaciones. Algunos científicos incluso han sugerido que, debido al ritmo funcional propio del sistema inmunitario, puede ser más efectivo recibir ciertas vacunas por la mañana que por la tarde. Y la eficacia de programar la administración de ciertos productos farmacéuticos de acuerdo con los ritmos circadianos también podría ayudar a los pacientes que sufren de muchas enfermedades y trastornos. Además, los investigadores han aconsejado que sincronizar nuestras vidas con un ritmo circadiano adecuado puede tener un impacto muy positivo en nuestra calidad de vida, como el ajuste fino de cuando hacemos ejercicio o para tratar de concebir un bebé, como sugiere el profesor Asher. Con el tiempo, agrega, es posible que podamos determinar los tiempos óptimos para la administración del medicamento (con diferentes relojes para diferentes tipos de medicamentos), la ingesta de alimentos e incluso los procedimientos quirúrgicos. “Muchas drogas interactúan con enzimas que se expresan rítmicamente: la actividad de una gran fracción de las enzimas en nuestro cuerpo sigue los ritmos circadianos”, manifestó.
Fuente: Instituto Weizmann

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