Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo ha galardonado con el Nobel de Medicina a Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young por sus «descubrimientos de los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano».
¿Qué son los ritmos circadianos?
Los ritmos circadianos son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo aproximado de 24 horas y que responden, principalmente, a la luz y la oscuridad en el ambiente de un organismo. Se encuentran en la mayoría de los seres vivos, incluidos los animales, las plantas y muchos microbios diminutos. El estudio de los ritmos circadianos se llama cronobiología.
¿Los ritmos circadianos son lo mismo que los relojes biológicos?
No, pero tienen relación. Nuestros relojes biológicos controlan nuestros ritmos circadianos.
¿Qué son los relojes biológicos?
Los relojes biológicos que controlan los ritmos circadianos son agrupaciones de moléculas interrelacionadas en las células de todo el cuerpo. Un “reloj principal” en el cerebro coordina todos los relojes del cuerpo para que estén sincronizados.
¿Qué es el reloj principal?
El «reloj principal» que controla los ritmos circadianos consiste en un grupo de neuronas en el cerebro que se llama núcleo supraquiasmático o NSQ. El NSQ contiene alrededor de 20.000 neuronas y se ubica en el hipotálamo, el área del cerebro justo arriba de donde se cruzan los nervios ópticos.
¿Los ritmos circadianos tienen un componente genético?
Sí. Los investigadores ya identificaron los genes que regulan los ritmos circadianos en seres humanos, moscas de la fruta, ratones, hongos y otros organismos usados como modelo para estudiar sus características genéticas.
¿El cuerpo crea y mantiene sus propios ritmos circadianos?
Los ritmos circadianos obedecen a factores naturales del cuerpo, pero también se ven afectados por las señales del ambiente. La luz es el principal estímulo que influye en los ritmos circadianos al activar y desactivar los genes que controlan los relojes internos de los organismos.
¿Cómo afectan los ritmos circadianos el funcionamiento del cuerpo y la salud?
Los ritmos circadianos pueden influir en los ciclos de sueño-vigilia, la liberación de hormonas, la temperatura del cuerpo y otras funciones corporales importantes. Se relacionan con varios trastornos del sueño, como el insomnio. Los ritmos circadianos anormales también se relacionan con obesidad, diabetes, depresión, trastorno bipolar y trastorno afectivo estacional.
¿Cómo se relacionan los ritmos circadianos con el sueño?
Los ritmos circadianos son importantes para determinar los patrones de sueño en los seres humanos. El reloj principal del cuerpo, o NSQ, controla la producción de melatonina, una hormona que hace dar sueño. Dado que está ubicado justo sobre los nervios ópticos, que trasmiten la información de los ojos al cerebro, el NSQ recibe información sobre la luz entrante. Cuando hay menos luz, como en la noche, el NSQ le dice al cerebro que elabore más melatonina para producir sueño.
¿Cómo se relacionan los ritmos circadianos con el desajuste horario?
El desajuste horario se presenta cuando los viajeros tienen una alteración de los ritmos circadianos. Cuando se pasa por diferentes zonas horarias, el reloj corporal es diferente al reloj de pulsera. Por ejemplo, si uno vuela en un avión de California a Nueva York, uno “pierde” tres horas de tiempo. Entonces, cuando uno se levanta a las 7:00 am, el cuerpo todavía piensa que son las 4:00 am, lo que hace que uno se sienta aturdido y desorientado. El reloj corporal finalmente se reajusta por sí mismo, pero suele tomar unos días.
¿Cómo estudian los investigadores los ritmos circadianos?
Los científicos pueden aprender sobre los ritmos circadianos al estudiar a seres humanos o usar organismos modelo que tengan genes “reloj” similares. Los investigadores que realizan estos experimentos pueden controlar el ambiente del sujeto al alterar los períodos de luz y oscuridad, y luego, observar los cambios en la actividad de los genes u otras señales moleculares.
¿Cómo contribuye la investigación sobre el ritmo circadiano a la salud de los seres humanos?
La comprensión de lo que hace andar los relojes biológicos pueden llevar a los investigadores a diseñar tratamientos para los trastornos del sueño, el desajuste horario y otros problemas de salud. Una comprensión más amplia de los genes responsables de los ritmos circadianos también proporcionará mayor conocimiento de los sistemas biológicos y el cuerpo humano.
Fuente: Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales (NIGMS)