Nuestras vidas están gobernadas por el tiempo; usamos el tiempo para decirnos qué hacer. Pero el despertador que nos despierta por la mañana o el reloj de pulsera que nos dice que llegamos tarde a la cena son relojes antinaturales. Nuestra biología responde a un ritmo profundamente más antiguo que probablemente comenzó a marcar temprano en la evolución de toda la vida.
Incrustados dentro de los genes de nosotros, y casi toda la vida en la tierra, están las instrucciones para Reloj biológico eso marca el paso de alrededor de 24 horas. Los relojes biológicos o "relojes circadianos" ayudan a cronometrar nuestros patrones de sueño, estado de alerta, estado de ánimo, fuerza física, presión arterial y mucho más.
En condiciones normales, experimentamos un patrón 24-hour de luz y oscuridad, y nuestro reloj circadiano usa esta señal para alinear el tiempo biológico con el día y la noche. El reloj se usa para anticipar las diferentes demandas del día de la 24 y ajustar la fisiología y el comportamiento antes de las condiciones cambiantes. La temperatura corporal disminuye, la presión arterial disminuye, el rendimiento cognitivo disminuye y el cansancio aumenta antes de acostarse. Antes del amanecer, el metabolismo se prepara en anticipación de una mayor actividad cuando nos despertamos.
Un reloj circadiano también detiene todo lo que sucede al mismo tiempo, lo que garantiza que los procesos biológicos se produzcan en la secuencia adecuada. Para que las células funcionen correctamente, necesitan los materiales correctos en el lugar correcto en el momento adecuado.
Miles de genes tienen que encenderse y apagarse en orden y en armonía. Las proteínas, enzimas, grasas, carbohidratos, hormonas, ácidos nucleicos y otros compuestos deben ser absorbidos, descompuestos, metabolizados y producidos en una ventana de tiempo precisa. La energía tiene que ser obtenida y luego asignada al crecimiento, la reproducción, el metabolismo, la locomoción y la reparación celular.
Todos estos procesos, y muchos otros, consumen energía y todos deben programarse a la hora correcta del día. Sin un reloj, nuestra biología estaría en caos.
El investigación pionera de Jeffrey Hall, Michael Rosbash y Michael Young - galardonado con el 2017 Premio Nobel de Fisiología o Medicina a principios de esta semana, siempre que comprendiéramos por primera vez cómo funciona un reloj biológico en cualquier organismo; en este caso, una mosca de la fruta.
Cómo funciona el reloj
En el corazón del reloj hay un "ciclo de retroalimentación negativa" que consiste en la siguiente secuencia de eventos. Los genes del reloj producen mensajes que se traducen en proteínas. Las proteínas luego interactúan para formar complejos y pasar del citoplasma de la célula al núcleo y luego inhibir sus propios genes. Estos complejos inhibidores de la proteína del reloj se descomponen y los genes del reloj vuelven a ser libres para generar más mensajes y proteínas frescas, y el ciclo continúa día tras día.
Este circuito de retroalimentación negativa genera un ritmo de producción y degradación de proteína de casi 24-hora que impulsa el día biológico interno.
En base a los hallazgos de Hall, Rosbash y Young en la mosca de la fruta, se descubrieron genes de reloj muy similares en ratones, los seres humanos. y muchos otros animales Entonces, los relojes biológicos que "marcan" en nosotros son muy similares a los relojes que se encuentran en insectos, gusanos, peces y aves.
Ahora sabemos que las preferencias matutinas y vespertinas de las personas que se describen a sí mismas como "alondras" o "búhos" también parecen estar relacionadas con pequeños cambios en algunos de estos genes de reloj que acelera o ralentiza nuestros ritmos circadianos.
No molestar
La comprensión de cómo funcionan los relojes circadianos y el papel central que desempeñan en nuestra biología ha llevado a avances en muchas áreas, entre otras cosas, la apreciación de que cuando se interrumpen los ritmos circadianos, nuestra salud y bienestar general pueden verse gravemente afectados.
Los trabajadores de turno intentan dormir durante el día, pero el sueño suele ser más corto y de peor calidad que cuando se produce el sueño por la noche porque, aunque está desesperadamente cansado, el sistema circadiano le indica al cuerpo que debe estar despierto. Luego trabajan durante la noche en un momento en que el sistema circadiano ha preparado el cuerpo para dormir, y el estado de alerta y el rendimiento son bajos. En efecto, funcionan cuando tienen sueño y duermen cuando no lo están.
La interrupción del ritmo circadiano a corto plazo puede tener un gran impacto negativo en memoria, la resolución de problemas, respuestas emocionales y Whatsapp. Y se ha demostrado que los años de trabajo durante la noche aumentan el riesgo de enfermedad del corazón, infección, células cancerosas, la diabetes tipo 2 y obesidad. Así que ignoramos nuestros ritmos circadianos a nuestro propio riesgo.
La disrupción del ritmo circadiano es también una característica compartida por algunas de las enfermedades más desafiantes de nuestro tiempo. Las víctimas de enfermedades mentales como esquizofrenia, el trastorno bipolar y depresión.; condiciones neurológicas como Alzheimer, golpe y esclerosis múltiple; trastornos del desarrollo tales como autismo; y trastornos graves del ojo (incluyendo el desarrollo de cataratas) todos exhiben interrupción del ritmo circadiano.
El futuro de la investigación de los ritmos circadianos es comprender cómo se produce esta alteración y, en base a este conocimiento, desarrollar nuevos medicamentos y tratamientos que nos ayuden a regular el tiempo interno en todo el espectro de la salud. Realmente vivimos en tiempos emocionantes.
Sobre el Autor
Russell Foster, profesor de Neurociencia Circadiana, Universidad de Oxford
Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.
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