Relojes Biológicos

Dr. Beatriz Baño Otálora

Mientras leéis este blog, ¿cuántos de vosotros ha mirado su reloj de pulsera o ha comprobado la hora en el reloj del ordenador o en el teléfono móvil? ¿Por qué es tan importante saber qué hora es?. Seguramente todos contestéis que el saber la hora os permite anticiparos y aseguraros de estar en el lugar apropiado, en el momento adecuado para vuestros intereses. Sin embargo, los relojes no son un invento original del ser humano, sino que prácticamente todos los organismos a lo largo de la escala evolutiva, incluyendo bacterias, hongos, plantas y animales, también disponen de relojes internos o endógenos capaces de medir o marcar el paso del tiempo. Estos relojes se conocen como relojes biológicos.

¿Qué ventaja adaptiva ofrece a los organismos el disponer de estos relojes? Para responder a esta pregunta, solo tenemos que observar el medio ambiente en el que vivimos, y en el que se ha desarrollado la vida desde su origen en la Tierra hace millones de años. Se trata de un ambiente sujeto a un gran número de cambios cíclicos, incluyendo aquellos que se suceden día tras día como consecuencia del movimiento de rotación de la tierra sobre su propio eje. Uno de los ciclos ambientales más importantes es el de alternancia día-noche, acompañado de variaciones en la temperatura, disponibilidad de alimento, etc. En este ambiente gobernado por cambios periódicos y por lo tanto predecibles, no ha de sorprendernos que la selección natural haya favorecido la presencia de relojes biológicos en los organismos y así garantizar que puedan anticiparse a estos cambios y reducir la incertidumbre. Por ejemplo, si el lobo o búho salen de caza al caer la noche, es de vital importancia para el conejo o el ratón que no se les haga tarde y vuelvan a su madriguera antes de que anochezca. A nivel celular, es importante que la división celular se produzca en el momento de menor exposición a radiación ultravioleta y así poder reducir la posibilidad de que ocurran mutaciones a nivel genético.

Existen distintos tipos de ritmos biológicos en función de cada cuánto tiempo se repiten. Los más estudiados hasta el momento son los ritmos de aproximadamente 24h, también conocidos como ritmos circadianos (del latín “circa diem”, que significa “cercano a un día”). Un buen ejemplo de estos ritmos es el ciclo sueño-vigilia.

¿Quién genera y coordina estos ritmos circadianos? En el caso de los mamíferos se trata de un reloj o marcapasos central descubierto a principios de los años 70. Este reloj se localiza en un área muy particular de nuestro cerebro conocida como núcleo supraquiasmático (NSQ). La maquinaria del NSQ está constituida por una población de neuronas que contienen una serie de engranajes moleculares programados a nivel genético. Para asegurar que este reloj está en “sintonía” con el ambiente que le rodea, la actividad de estas neuronas se resetea o pone en hora cada día. Para ello utiliza señales del exterior, principalmente la luz, aunque también la actividad física o los horarios regulares de alimentación. Una vez puesto en hora, este reloj transmite el mensaje de qué hora es al resto del organismo. De esta manera, el NSQ controla prácticamente todos los aspectos de nuestra vida diaria: tic-tac es hora de expresar este gen; tic-tac es hora de producir esta hormona; tic-tac es hora de levantarse; tic-tac es la hora de dormir; tic-tac es tu momento de máxima capacidad de concentración; tic-tac es hora de comer, etc.

La importancia de la labor que desempeña este reloj en nuestro organismo se ha puesto de manifiesto en estudios recientes que relacionan alteraciones de los ritmos biológicos (ej. alteraciones del ciclo sueño-vigilia o de los patrones de secreción de hormonas como la melatonina o el cortisol) con una mayor incidencia de distintas patologías (ej. trastornos neuropsiquiátricos, problemas cardiovasculares, síndrome metabólico o determinados tipos de cáncer). Gran parte de las alteraciones de los ritmos biológicos son el resultado del estilo de vida en las sociedades modernas 24/7. Estas sociedades se caracterizan por el abuso de la luz artificial durante la noche, los bajos niveles de exposición a la luz del sol durante el día, el trabajo a turnos, el estrés, el jet-lag crónico por viajes intercontinentales muy frecuentes, la pérdida de horarios regulares de alimentación, la ruptura de nuestra rutina diaria durante los fines de semana en los que nos vamos a la cama excesivamente tarde, etc. La historia se complica aún más si tenemos en cuenta que el desarrollo de estas patologías puede, a su vez, alterar el funcionamiento del sistema circadiano.

Aunque en los últimos años se han producido grandes avances en el campo de la Cronobiología (ciencia que estudia los ritmos biológicos), todavía nos queda un largo camino por recorrer. Un camino en el que profundizar nuestro conocimiento sobre cómo funcionan los relojes biológicos, cómo controlan los distintos ritmos en los organismos y cómo distintas situaciones pueden alterar su funcionamiento. En este camino, los cronobiológos no estamos solos, sino que cada vez son más los investigadores que incorporan la dimensión “tiempo” en sus estudios y, cada vez son más las colaboraciones interdisciplinares. Sin duda, éste es el camino a seguir y, cómo no, el tiempo siempre será nuestro compañero común de viaje! So Keep Time and Carry On!!

Por Dr. Beatriz Baño Otálora. Investigadora Postdoctoral, Universidad de Manchester, Reino Unido

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