¿Te has dado cuenta de cómo el tiempo está pasando más rápido? ¿Cuántas veces programamos diversas actividades para un día y al final de él esperamos, a cualquier costo, que se extienda, que tenga 6 horitas más....y en medio de tu apuro, alguien dice “Antes el tiempo pasaba mucho más despacio...”.
El cambio del día por la noche y los cambios de las estaciones del año son dados por los movimientos de la Tierra alrededor de su propio eje (rotación) y alrededor del Sol (traslación) respectivamente. Esta variación de claro-oscuro es responsable, desde el punto de vista físico, de la alternancia del tiempo. Tiempo que cada vez más está siendo llenado por actividades aprovechadas por el ser humano en cada instante.
Sin embargo, no es solo el tiempo que pasa, la noche que cae y el día que amanece. Todos los seres vivos acompañan este dinámico proceso y presentan patrones comportamentales también estacionales. La dinámica de los procesos biológicos puede ser ejemplificada por la hibernación, el apareamiento, la maduración sexual, el envejecimiento, así como por la floración y la postura de huevos en determinadas épocas del año. Pero, ¿cómo hay sincronización entre la ritmicidad ambiental y la biológica? ¿Cómo todas las células que forman un organismo pluricelular logran actuar de forma integrada y sincronizada?
La sincronización de las actividades de los seres vivos con las variaciones temporales es dada por un control interno, un reloj biológico central, que posee sensores humorales y neuronales que informan a todo el organismo sobre el estado de la luminosidad ambiental. Este marcador del tiempo está involucrado con genes que regulan eventos fisiológicos cíclicos y, por lo tanto, está relacionado con el paso de las horas en un determinado día. Además de este reloj central, relojes secundarios periféricos están presentes en casi todas las células; parecen ser auto-sostenibles, pero ciertamente dependen de la oscilación coordinada por el reloj central.
¿Te has detenido a pensar, fisiológicamente, por qué dormimos, preferentemente durante la noche y no durante el día? ¿Por qué sentimos hambre a la misma hora? ¿Por qué ciertos medicamentos son recetados para ser tomados por la mañana y no antes de dormir? La respuesta correcta es: por la cronobiología.
La cronobiología es el estudio de la interacción de estos fenómenos periódicos con la ritmicidad ambiental; y el principal sincronizador para muchos seres vivos es la luz.
Las vías celulares y moleculares que son activadas inicialmente por la luz para la sincronización del ritmo biológico son diferentes de aquellas responsables por la visión de colores. La luz excita fotorreceptores localizados en células ganglionares de la retina y la información luminosa es transmitida hasta las células que tendrán sus “genes reloj” modulados. ¡Es fascinante pensar que solo 40,000 células, aglomeradas en un espacio de 0.1mm3, conocidas como núcleos supraquiasmáticos, son los marcapasos centrales de otras 70 billones de células!
El funcionamiento de este sistema de control cíclico circadiano es regulado básicamente por factores de transcripción y proteínas. Se expresan aproximadamente cada 12 horas y son capaces de inhibir la síntesis de ellos mismos al mismo tiempo que estimulan la molécula siguiente, en una alternancia de fases, constituyendo una retroalimentación positiva y negativa. Un ejemplo del funcionamiento del ciclo en nuestro organismo es dado por la melatonina, una hormona secretada por la glándula pineal en el período de ausencia de luz, afectando el sueño y la respuesta inmune innata. Un poco antes del despertar, una hormona llamada cortisol, que prepara al organismo para la actividad, es entonces liberada.
La cronobiología es muy interesante, pero compleja. Con cada lectura surgen más preguntas que respuestas. Molecularmente, ¿cómo se controla todo esto? ¿Cómo ocurre la regulación en el hipotálamo? ¿Y la transmisión de la oscilación cíclica al organismo?
Y recordando que también existen relojes biológicos periféricos activos en diversos tipos celulares, ¿cuál sería su papel en las células de la piel? ¿Será que entre los diferentes tipos celulares las respuestas fisiológicas están reguladas de la misma forma?
¡Esperen que estas y otras cuestiones serán discutidas en el próximo post!
Referencia Bibliográfica consultada y sugerida:
Regina Pekelmann Markus, Eduardo José Mortani Barbosa Junior, Zulma Silva Ferreira. Ritmos biológicos: entendiendo las horas, los días y las estaciones del año. Einstein, 2003, 1:143
Stehle JH, Saade A, Rawashdeh O, Ackermann K, Jilg A, Sebestény T, Maronde E. Una encuesta de detalles moleculares en la glándula pineal humana a la luz de la filogenia, estructura, función y enfermedades cronobiológicas. J Pineal Res. 2011 Ago;51(1):17-43
