Los ritmos circadianos regulan los cambios fisiológicos que ocurren en relación con el paso del día haciendo que sigamos ciclos regulares de 24h. Estos ciclos coinciden con los estados de sueño y vigilia y tienen una relación directa con los estímulos de luz, puesto que durante el día el cerebro asocia la luz a una mayor actividad fisiológica mientras que, en la oscuridad, no se necesitan las mismas funciones y el cuerpo se ralentiza y ocupa de regenerarse.
El sistema circadiano está organizado jerárquicamente para que su correcto funcionamiento no dependa de un único factor. Aún así es la luz del día y los ritmos de día y noche uno de los factores más importantes para regular este sistema.
Dentro del cerebro, el reloj biológico desempeña un papel importante, no solo en el mantenimiento del tiempo del ciclo de sueño-vigilia en relación con la luz, sino también en muchos comportamientos, incluidos el aprendizaje, la recompensa y regeneración neuronal.
Aunque la alimentación y la temperatura son dominantes en la sincronización del ritmo circadiano, la conexión con el Sistema Nervioso Central, sistemas hormonales y redes neuronales son otros sistemas fundamentales para el correcto funcionamiento de nuestro sistema circadiano.
La desincronización del marcapasos central desencadena procesos fisiológicos que pueden desencadenar enfermedades importantes como la obesidad, la diabetes, problemas cardíacos, el Alzheimer, la autoinmunidad y el cáncer. Nos solemos desincronizar durante el envejecimiento, el trabajo por turnos, los viajes en avión, la sobrealimentación, la obesidad o el estrés. La alteración del ritmo circadiano y el deterioro asociado en el sueño contribuyen también a la patogénesis molecular de trastornos como el síndrome metabólico.
Pero hoy no vamos a centrarnos en los efectos nocivos de la pérdida del ritmo circadiano sino en un paso fundamental para la investigación sobre este reloj interno que marca nuestras vidas.
Gracias a una investigación de la Universidad de Northwestern ahora podemos saber de forma objetiva, cual es la hora de nuestro reloj interno respecto al reloj externo. Y corroborar de una forma objetiva, con un error máximo de una hora y media en qué momento está nuestro reloj y nuestro ritmo circadiano.
Eso quiere decir que a pesar de ser las 8 de la mañana, nuestro reloj interno puede estar todavía en las 5.30 de la mañana. Según palabras de uno de los investigadores; «este análisis de nuestro ritmo circadiano es mucho más preciso y sofisticado que identificar si eres una alondra matutina o un búho nocturno».
Este test consiste en tomar un par de muestras de sangre en momentos diferentes del día y tras estudiar en perfil de expresión de genes implicados en la periodicidad del ritmo circadiano, analizar sus patrones mediante un algoritmo informático que permite describir la fase del ciclo en la que se encuentran dichas muestras. El test se llama “TimeSignature” y aunque muchos han intentado llevar a cabo algo parecido, hasta ahora no se había logrado ningún test con suficiente fiabilidad como para poder ser utilizado a nivel científico. Lo más parecido era tomar sangre de los individuos cada 2 horas, lo cual era muy complicado y costoso y aun así no permitía obtener resultados fiables.
La investigación llevada a cabo por William Rosemary y colaboradores fue publicada en la revista “journal PNAS”el día 10 de septiembre de 2018 y el algoritmo utilizado para desentramar la lectura genética está disponible de forma gratuita para que investigadores y médicos puedan utilizarla, permitiendo así que cualquiera que desee investigar sobre el ritmo circadiano, tenga acceso a este tipo de investigación y recursos. Se pretende que toda la comunidad científica pueda examinar fácilmente el impacto de la desalineación del reloj biológico y se puedan abordar enfermedades relacionadas con este desfase.
Uno de los resultados más directos de esta investigación es la posibilidad de prescribir los medicamentos para ciertas enfermedades en el momento de mayor efectividad para el organismo, haciendo posible una mejor dosificación e incluso una disminución en la carga de toxicidad de los mismos como es el caso de los medicamentos para el cáncer. El test se puede realizar a cualquier hora del día, sin tener importancia si has dormido bien o mal.
Este análisis se fundamenta en un estudio informático basado en inteligencia artificial que detecta y aprende sobre patrones biológicosen la expresión genética de las personas estudiadas. El test consiste en el análisis de la expresión de 40 genes, escogidos entre los más de 20.000 que se comenzaron a investigar en relación con el ritmo circadiano, siendo estos los que más información proporcionaban al software y se comportaban de una forma más estable para su posterior análisis algorítmico.
Este software es una magnífica herramienta para el estudio del ciclo circadiano, ya que no sólo nos proporciona más información acerca del funcionamiento de nuestro cuerpo, sino que nos permite reforzar la idea y tener más presente si cabe, que una de las mejores medicinas para el cuerpo es descansar adecuadamente y dormir a las horas que nos corresponde por naturaleza, para estar sanos. En próximas entradas del Blog haremos referencia a la melatonina como nueva hormona diana para la lucha contra la inflamación y el dolor.
Iván Ruiz Rodríguez
Fisioterapeuta Experto en Terapia Manual
Profesor de grado y máster en la Universidad Europea
Miembro del Grupo de Investigación Dolor Musculoesquelético y Control Motor de la Universidad Europea
tmouniversidadeuropea@gmail.com
Referencias
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Mullane, K., & Williams, M. (2018). Alzheimer’s Disease (AD) therapeutics-2: Beyond amyloid-re-defining AD and its causality to discover effective therapeutics. Biochemical Pharmacology.
Somers, J., Harper, R. E., & Albert, J. T. (2018). How many clocks, how many times? On the sensory basis and computational challenges of circadian systems. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 12.
Najafi, M., Salehi, E., Farhood, B., Nashtaei, M. S., Hashemi Goradel, N., Khanlarkhani, N., … & Mortezaee, K. (2018). Adjuvant chemotherapy with melatonin for targeting human cancers: A review. Journal of cellular physiology.
Garbazza, C., & Benedetti, F. (2018). Genetic Factors Affecting Seasonality, Mood, and the Circadian Clock. Frontiers in endocrinology, 9.
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