Cómo modificar Los ritmos circadianos

Los científicos han descubierto el "botón de reinicio" de nuestro reloj biológico

Una investigación podría derivar en nuevos tratamientos que permitan corregir los desajustes entre el medio que nos rodea y nuestros relojes biológicos internos.

Foto: El botón de reinicio podría corregir los desajustes entre el medio que nos rodea y nuestros relojes biológicos internos. (Corbis)
El "botón de reinicio" podría corregir los desajustes entre el medio que nos rodea y nuestros relojes biológicos internos. (Corbis)

Trabajar en turno de noche, dormir durante el día o simplemente pasar las noches en vela por problemas de sueño. Por no hablar del desgaste que suponen los largos viajes de avión y el descoloque por el cambio de franjas horarias. Todas estas cosas trastornan los ciclos diarios del cuerpo, o lo que es lo mismo, el ritmo circadiano, responsable de marcar el estado de nuestro “reloj biológico”.

Los ritmos circadianos son los cambios fisiológicos, mentales y de comportamiento que siguen un ciclo de aproximadamente 24 horas y que vienen dictados principalmente por los cambios en la luz del medio que nos rodea.

La ciencia lleva años estudiando los componentes de nuestros “relojes biológicos” con el objetivo de encontrar la forma de alterarlos para corregir determinados trastornos vitales que pueden derivar en enfermedades como el insomnio o la depresión. ¿Podemos modificar el ritmo de nuestro reloj o simplemente se desgasta?  

Los ritmos circadianos son los cambios fisiológicos, mentales y de comportamiento que siguen un ciclo de aproximadamente 24 horas

Un estudio de la Universidad de Vanderbilt parece haber encontrado el "botón de reinicio" de estos relojes en ratones, lo que podría ayudar a los investigadores a desarrollar nuevos tratamientos que permitan corregir los desajustes entre el medio que nos rodea y nuestros relojes biológicos internos pudiendo tratar diferentes enfermedades.

El ritmo del reloj , marcado por el sol

Parece que las oscilaciones de nuestros ritmos circadianos son impulsadas por la interacción de grupos de moléculas en el cuerpo, lo que comúnmente se conoce como “relojes biológicos”, que actúan como un marcapasos principal situado en el cerebro que se encarga de coordinar y regular las distintas funciones del cuerpo parta que actúen en sincronía.

Se ha sabido desde hace tiempo que este “reloj maestro” es un conjunto de neuronas que se encuentran en una región llamada el núcleo supraquiasmático (SCN). Sin embargo, los científicos no sabían si la alteración de las células podría cambiar la forma en que opera.

Los trastornos en los ciclos diarios de nuestro cuerpo pueden derivar en problemas como el insomnio o la depresión. (corbis)
Los trastornos en los ciclos diarios de nuestro cuerpo pueden derivar en problemas como el insomnio o la depresión. (corbis)

Los investigadores han demostrado que es posible controlar el reloj alterando selectivamente esta población de células. “Nos dimos cuenta de que podemos cambiar los ritmos de sueño por estados de vigilia de los roedores estimulando artificialmente las neuronas del reloj biológico maestro, que se encuentra en el SCN, con un láser y una fibra óptica", explica Douglas McMahon, director del estudio.

Hasta ahora, los neurocientíficos pensaban que la interacción de las neuronas del SCN se debía a un impulso de salida de la actividad del reloj biológico y no se creía que la alteración del nivel de actividad neuronal pudiese afectar en el funcionamiento del mismo. Pero, como explican en la revista Nature Neuroscience, los investigadores de Vanderbilt han demostrado que se pueden estimular o suprimir las neuronas del SCN emulando sus niveles de actividad de día y de noche para poner el reloj a cero.

Reseteando: puesta a cero

Para llegar a estas conclusiones utilizaron una sofisticada técnica llamada optogenética con la que se manipulan los impulsos de las neuronas del SCN.

Se pueden estimular o suprimir las neuronas del SCN emulando sus niveles de actividad de día y de noche para poner el reloj a cero

A través de la inserción de genes que descodifican las proteínas ópticamente sensibles en las células diana con el fin de hacer que las células respondan a la luz. Así, tras implantar una fibra óptica en el cerebro de los roedores, los científicos pueden usar láseres para estimular (encender) o inhibir (apagar) estas células.

“Esto pone a las neuronas reloj bajo nuestro control, por primera vez”, explica el estudiante de doctorado Jeff Jones, participante en la investigación.

Cura para enfermedades 

“Por supuesto, este enfoque no está listo para el uso humano todavía”, puntualiza Michael Tackenberg, estudiante de doctorado de la Universidad de Vanderbilt y coordinador del estudio. Es necesario continuar investigando y examinar si los ratones que sufren trastorno afectivo estacional o algún tipo de depresión que tenga como patrón la respuesta a una determinada temporada a la estimulación mejoran con este tratamiento experimental.

“Se están haciendo progresos para poder usar la optogenética como terapia”, comenta Tackenberg. Una técnica experimental en la que se usaría un virus para insertar nuevos genes en las células con el objetivo de poder tratar diferentes enfermedades. Estos podrían ser utilizados para implantar proteínas ópticamente sensibles en las neuronas del SCN que podrían ser activadas mediante un LED implantado.

“El hecho de que la tasa de estímulos SCN es un componente clave de la ritmicidad circadiana, y no sólo una salida como habíamos pensado, demuestra que todavía tenemos mucho que aprender acerca de cómo funcionan nuestros relojes biológicos”, explica McMahon.

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