En una pequeña pausa del día estuve pensando sobre los mecanismos de funcionamiento de las actividades diarias de los seres vivos. ¿Quién regula un gen regulador? ¿Cómo se inicia un cierto proceso? O, siendo más clara, ¿quién vino primero, el huevo o la gallina?
Los sistematistas dirían que es el huevo, a partir de un ancestro común primitivo que existió entre aves y reptiles. Pero como la taxonomía y clasificación biológica realmente no me permiten muchas navegaciones, no arriesgaré más conjeturas. Pero pensando en el momento en que me desperté, ¿fue solo el despertador el causante de la discordia?
Ciertamente no. Nuestro cuerpo se prepara para el despertar. En el post pasado comentamos sobre la sincronización de los procesos biológicos con las variaciones temporales del ambiente y con esto, porque al despertar, los niveles de la hormona melatonina ya están más bajos mientras que los de cortisol están más altos.
Pero, ¿cómo la información luminosa coordina la inducción del ritmo en las neuronas marcapasos que a su vez impulsarán los ritmos diarios?
Marc Ruben, del departamento de Biología de la Universidad de Nueva York, estudió un gen que codifica canales de potasio, importantes para mantener el estado quiescente de las neuronas marcapasos y cuya expresión está aumentada al anochecer. Así, las oscilaciones del ritmo circadiano influyen en la disminución de la expresión de estos genes, afectando a las neuronas que modulan, de una forma integrada con otros sistemas, las actividades de todo el cuerpo.
No obstante, estos conocimientos son recientes y se han ido construyendo rompiendo paradigmas.
Hace poco tiempo se creía que la gigante secuencia de ADN estaba dividida en 2 partes: una codificadora y otra que sería el desecho. Sin embargo, en la glándula pineal, estructura cuya producción hormonal es comandada por el ciclo de iluminación ambiental, se descubrieron largas secuencias activas de ADN antes clasificadas como materia inerte.
David Klein y colaboradores utilizaron tecnología de secuenciación de última generación para encontrar la llamada larga secuencia no codificadora de ARN (lncRNA) en el tejido de la glándula pineal. A diferencia de las secuencias clásicas de ARN, la lncRNA está involucrada en la activación, bloqueo o incluso alteración de la actividad de genes o proteínas y no solo sirve como un molde para la fabricación de proteínas. Estas secuencias se activan distintivamente en los períodos de claro y oscuro, y se producen mucho más en los tejidos de la glándula pineal que en el resto del cuerpo. El papel exacto de las lncRNA aún es desconocido, pero es clara su importancia en relación con el ritmo circadiano.
Cada vez que encuentro esta complejidad de la cronobiología, me parece intrigante este potencial de conexión y sincronización entre moléculas y medio ambiente. Me hace avanzar en los cuestionamientos, pensando en el órgano más grande de nuestro cuerpo formado por diversos tipos celulares y que está en contacto directo con el medio externo e interno: la piel. ¿Cómo funciona esta sincronización de respuestas fisiológicas entre los diferentes tipos celulares y el cuerpo?
Cada célula de la piel, como el fibroblasto, el queratinocito y el melanocito, posee sus relojes biológicos, cuyos genes del reloj son regulados por los cambios ambientales y actúan en fases diferentes y alternadas llevando al funcionamiento rítmico de las células del órgano. Es posible que este sistema llamado multi-oscilador, bajo el mando del reloj biológico central, esté relacionado con el ajuste fino de las reacciones fisiológicas que ocurren en la piel en respuesta a las adversidades enfrentadas por la acción de los agentes externos (Sandu, et al, 2012).
Estos datos son recientes y abren espacio para más discusiones y estudios sobre el control del ritmo biológico y la sincronización de las respuestas entre las células presentes en diferentes órganos.
De cualquier forma, está claro que diferentes intensidades luminosas desencadenan diferentes respuestas en nuestro cuerpo. Así, recuerden la cronobiología al seguir instrucciones médicas y recomendaciones de productos que puedan abreviar o tratar los signos causados por los agentes externos. El producto de uso nocturno no está allí por casualidad.
Referencias Bibliográficas
Coon SL, Munson PJ, Cherukuri PF, Sugden D, Rath MF, Møller M, Clokie SJ, Fu C, Olanich ME, Rangel Z, Werner T; NISC Comparative Sequencing Program, Mullikin JC, Klein DC. Cambios circadianos en largas ARN no codificantes en la glándula pineal. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Aug 14;109(33):13319-24. Epub 2012 Aug 3.
Marc Ruben, Mark D. Drapeau, Dogukan Mizrak, y Justin Blau. Un mecanismo para el control circadiano de la excitabilidad de las neuronas marcapasos. Journal of Biological Rhythms, 2012; 27: 353-364.
Sandu C, Dumas M, Malan A, Sambakhe D, Marteau C, Nizard C, Schnebert S, Perrier E, Challet E, Pévet P, Felder-Schmittbuhl MP. Los queratinocitos, melanocitos y fibroblastos de la piel humana contienen maquinarias de reloj circadiano distintas. Cell Mol Life Sci. 2012 Oct;69(19):3329-39. Epub 2012 May 25.
