RELOJ BIOLÓGICO HUMANO

¿Qué es el reloj biológico?

¿Es el tiempo un tema exclusivamente biológico y relativo a la naturaleza? ¿O está influido culturalmente? La cronobiología estudia los ritmos de los seres vivos y cómo el tiempo actúa sobre sus organismos.

Hacia la segunda mitad del siglo XIX "el tiempo era un problema práctico y de dinero. Hasta 1883, no existieron los usos horarios tal como los conocemos hoy, sino que cada ciudad elegía en qué uso horario quería estar y esto creaba problemas muy graves: se debía cambiar la hora según la ciudad en que uno se encontraba", explicó Diego Golombek, biólogo y coordinador del área de Ciencia y Tecnología del Centro Cultural Ricardo Rojas.

Las primeras elaboraciones de lo que serían los usos horarios fueron establecidas por los empleados ferroviarios estadounidenses. "Simultáneamente, en Europa también había una pequeña revolución con el tiempo, cuyos epicentros eran Francia y Suiza, donde se empezó a utilizar el término sincronización", explicó el investigador en la charla "Einstein, su tiempo y la cronobiología".

Para Albert Einstein, este concepto fue fundamental a la hora de elaborar la Teoría de la Relatividad, así como la idea de simultaneidad. Una de las formulaciones en términos populares de la teoría de la relatividad consiste en "poner en hora una serie de relojes a partir de un reloj maestro y evaluar cuánto tarda la señal entre uno y otro, teniendo en cuenta que entra en juego la velocidad de la luz, que es enorme pero no infinita."

Uno de los temas en los que se vuelve esencial entender estos mecanismos de funcionamiento del tiempos en lo que se conoce como el reloj biológico que todos llevamos dentro.

El ritmo biológico está en todos y en todos lados. "Todos los seres vivos tenemos ritmo: ritmos diarios, ritmos de menor y mayor frecuencia, incluso aquellos bichos que no viven a la luz del sol". Esta generalización, que parece tan obvia no lo es: "todo bicho que fue estudiado es rítmico, está en un planeta que gira y sus genes saben esto", amplió Golombek.

Para ocuparse de este tema se encuentra la cronobiología, que se pregunta cómo funciona el reloj biológico y "qué le dice el mundo para ponerlo en hora, que en definitiva no es muy diferente a la pregunta de cómo sincronizar relojes. Es el reloj biológico el que regula los cambios que va teniendo el cuerpo en, por ejemplo, la temperatura o la presión arterial", explicó el especialista.

¿En qué parte del organismo se ubica este regulador natural de los tiempos y ritmos corporales? Para el investigador, "se hicieron diferentes experimentos y se supo que esa información va a parar al centro del cerebro: ingresa a través de la luz por los ojos y se ubica en el núcleo supra-quiasmático".

Así como la vida social está regida por el tiempo que dictan calendarios y relojes, dentro del organismo múltiples funciones vitales son dirigidas por el ritmo de nuestros relojes biológicos, complejos sistemas bioquímicos en donde la actividad de ciertas células y sustancias obedece, como las manecillas y la cuerda de un reloj, a un mecanismo preciso y constante que, cuando presenta alguna falla, ocasiona en las personas trastornos de sueño, depresión o esfuerzos especiales a fin de ajustarse, por ejemplo, al horario de otro país cuando se viaja de un continente a otro, e incluso para adaptarse al horario de verano que hoy nos rige.

Aunque los ritmos biológicos son conocidos desde hace 300 años, generalmente se les ha relacionado con eventos geológicos como la noche y el día, o el verano y el invierno, ligados a la rotación de la Tierra. Sin embargo, para la fisiología la ocurrencia de eventos temporales dentro del organismo fue una curiosidad, hasta que hace 30 años se descubrió que la alteración o desaparición de un pequeño sitio del cerebro, llamado núcleo supraquiasmático, altera los ritmos del organismo. Este hallazgo fue la primera evidencia de que en el cerebro hay un reloj maestro que rige muchos de nuestros mecanismos básicos.

Incansable buscador de relojes biológicos, el doctor Raúl Aguilar Roblero, del Instituto de Fisiología Celular de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), estudia los mecanismos del núcleo supraquiasmático en ratones de laboratorio. Con varios experimentos realizados en el Departamento de Neurociencias, este científico y sus colaboradores han demostrado que las ratas con alteraciones en ese sitio del cerebro presentan algunas disfunciones que también ocurren en el ser humano. Aunque se cree que no es el único reloj biológico que hay en el organismo, el núcleo supraquiasmático rige buena parte de los fenómenos temporales ligados al sueño, a la adaptación en el tiempo y a la depresión; en tanto, su adecuado manejo podría servir en la medicina clínica para suministrar medicamentos en ciertas horas del día, cuando puedan atacar con mayor eficiencia a una enfermedad.

Cada célula, un ritmo

Todos los seres vivos tienen una relación y una respuesta al ambiente en el que viven, pero en algunos organismos complejos, formados por muchas y variadas células, las funciones celulares se desarrollan de forma independiente al medio ambiente que rodea al organismo, explica el doctor Aguilar Roblero, y añade que las distintas células están rodeadas por un microambiente acuoso con características físicoquímicas muy reguladas, de las que depende el funcionamiento celular. Este microambiente o medio interno, permite un continuo intercambio de materia y energía con el medio que lo rodea. El fino y dinámico equilibrio que relaciona a las células con el exterior se llama homeostasis. Junto a este equilibrio ocurren los ritmos celulares propios que funcionan independientemente pero en coordinación con el ambiente externo.

"Creemos que cada célula es un pequeño reloj biológico, que tiene su propio ritmo y se adapta de forma precisa al ritmo de otras células con las que comparte ciertas funciones", explica el investigador, que describe como los principales fenómenos ligados a los relojes biológicos la vigilia y el sueño, la reacción ante luz y oscuridad y la menstruación femenina, entre otros.

Especialista en los trastornos del sueño, el doctor Aguilar Roblero reconoce que la luz puede influenciar al reloj biológico, y encontró en el núcleo supraquiasmático del cerebro un regulador de los ritmos internos que luego se acoplan al medio externo.

Un reloj de 15 mil neuronas

Pequeñísimo en tamaño, de aproximadamente 0.8 milímetros cúbicos y muy escondido en la región del hipotálamo, en la base del cerebro, el núcleo supraquiasmático tiene la cualidad de sincronizarse instantáneamente gracias al preciso mecanismo de las 15 o 16 mil neuronas que lo componen. Por eso cuando este reloj neuronal se desacopla, las personas recorren involuntariamente su ciclo de sueño, o durante un viaje transmeridional padecen un tipo de depresión llamada Jet Lag, directamente ligada a cambios de horario muy drásticos.

A nivel experimental, el doctor Aguilar Roblero ha ensayado en ratas de laboratorio transplantes de hipotálamo (con el núcleo supraquiasmático incluido) que han logrado en el animal alterado en sus ciclos temporales la recuperación de su ritmo circádico, es decir, una mejora en su ritmo fisiológico o conductual que actúa independiente a los estímulos ambientales.

Hasta ahora, esta investigación ha demostrado que el núcleo supraquiasmático tiene tres conexiones: una con la retina de los ojos, que es sensible a la luz y que lo relaciona con el ambiente exterior al organismo; otra con la hojuela intergenicular, que lo vincula con la actividad neuronal dentro del cerebro; y una tercera conexión que liga a la retina y a la hojuela entre sí, logrando un equilibrio. Este mecanismo utiliza alrededor de 15 o 16 mil neuronas, "y cada una de ellas podría ser un reloj autónomo, por ello ahora las estamos estudiando a nivel molecular, para profundizar más en su funcionamiento", explica el científico, quien considera que el conocimiento de los ritmos circádicos es útil para combatir trastornos de sueño, depresión y para optimizar el uso de medicinas cuando las enfermedades están en su máxima actividad.

LOS VIAJES TRANSMERIDIANOS Y LA MELATONINA

En los últimos tiempos se ha despertado un considerable interés acerca del uso de la melatonina como un "dador de tiempo" (zeitgeber) circadiano para el tratamiento de la desincronización producida tanto por los viajes aéreos transmeridianos (jet-lag) como por los turnos de trabajo rotativo.

Recientemente J. Arendt y colaboradores realizaron en Gran Bretaña un experimento controlado de "doble ciego" sobre la efectividad de la melatonina versus placebo para aliviar el cuadro de jet-lag luego de un vuelo de 8 husos horarios desde Los Angeles a Londres. La melatonina (5 mg) o el placebo fueron administrados en cápsulas a las 18.00 hs. durante tres días antes de comenzar el vuelo, y a las 22.00-24.00 hora local de los cuatro días subsiguientes al arribo. Se registraron tests previos y posteriores, bioquímicos y psicológicos, en los diecisiete voluntarios que participaron del estudio. También se evaluó la presencia del cuadro del jet-lag (insomnio, cambios emocionales).

Seis de los nueve sujetos que tomaron placebo presentaron signos severos de desincronización. Ninguno de los ocho que tomaron melatonina presentaron cuadros graves o moderados de jet-Iag y sólo se observaron signos leves. Dentro de los confines del protocolo del estudio de Arendt y colaboradores, la melatonina alivió claramente la sintomatología subjetiva del jet-lag, cuya manifestación primordial fue la modificación del ritmo sueño-vigilia.

Fuentes: Télam-UBA - http://www.invdes.com.mx/anteriores/Junio2000/htm/relojes.html - http://www.cienciahoy.org.ar/