Ritmos biológicos (1): relojes por todas partes (con cronoterapias, jet-lag, búhos y alondras)

(NOS HEMOS MUDADO A www.dixitciencia.com)

Por Jesús Méndez

Este artículo fue publicado en papel en Tercer Milenio, suplemento de El Heraldo de Aragón.

Por otro lado, este artículo es complementario y divergente a: Ritmos biológicos (2): los relojes, la epigenética y…¿el vino?, también publicado en el blog De cero a ciencia y en 20000caligrafias.

          Tú te escondes detrás de un violoncello a desnudar y vestir el tiempo como si fuese una muñeca antigua. 

La música que gotea debajo de un paraguas. 

Fernando Menéndez. ‘Historias Somalíes’.

Estás en un concierto. El batería marca imperturbable el compás y tú sigues el ritmo dando golpes al suelo con el pie. Lo haces inconscientemente, aunque en algún momento te percatas de lo que haces y te sorprendes ligeramente. Lo que no piensas en ese momento es que dentro de ti millones de relojes están marcando otro compás, que en general dura unas veinticuatro horas y que altera los compases periódicamente para que sepas cuándo debes dormir, la temperatura que debes marcar, cuándo tienes que comer.

Los ritmos

La naturaleza, nosotros incluidos, genera ritmos por doquier. En nuestro caso, un conjunto de ellos son los que reciben el nombre de ritmos circadianos (del latín: alrededor del día), que oscilan con una periodicidad de unas 24 horas (pero que no son nuestros en exclusiva: los presentan el resto de animales, las plantas e incluso las algas y las bacterias). Esos ritmos son los que hacen que, cuando la noche se acerca, comiencen a aumentar los niveles demelatonina, una hormona que nos relaja y disminuye las funciones vitales, que nos prepara para el sueño (es, de hecho, esa hormona que ya se comercializa para minimizar el jet-lag, aunque su eficacia real todavía no haya sido precisada. Y es, además, una hormona liberada por la glándula pineal, una pequeña estructura alojada en el mismo centro del cerebro y en la que Descartes, por criterios ante todo estéticos, situó nada menos que el lugar donde se alojaba el alma humana). Son también esos ritmos los que, un par de horas antes de que despertemos producen un gran pico de cortisol, la llamada hormona del estrés, que nos prepara para el día subiendo la tensión arterial, liberando azúcar a la sangre y aumentando nuestro nivel de alerta ante el día que se avecina. Y es, también, la responsable de que nos apetezcan tostadas para desayunar y uno de los factores que contribuye a que un alto porcentaje de infartos se produzcan en las primeras horas del día…

Sucesión diaria en los picos de melatonina (sueño) y cortisol (despertar)

Los relojes

Decíamos que el periodo de estos ritmos es de unas 24 horas, pero eso no es del todo cierto. En realidad se aproxima a 25, por lo que debe ser ajustado para que no se produzcan retardos de fase (y que no nos entre el sueño una hora más tarde cada día). Para ello son necesarios los llamados zeitgebers (del alemán, sincronizadores o dadores de tiempo). El más importante es la luz, el regulador del reloj principal. El gran reloj, como podríamos llamarlo, se encuentra alojado en el hipotálamo, una estructura cerebral responsable del control de multitud de funciones corporales. El hipotálamo se encuentra conectado directamente con la retina, de forma que las señales de luz que le llegan desde ella hacen que sea capaz de adaptarse al entorno y ajustarse a las 24 horas. Pero, como decíamos, y aunque suene increíble, disponemos en realidad de millones de relojes en nuestro interior, prácticamente en cada órgano y cada célula, que se ajustan al reloj principal pero que en cierto modo pueden funcionar también de forma independiente de él. Y en este caso no reciben información de la luz, sino por ejemplo de la temperatura o de los alimentos. Así, se ha visto que los relojes que tenemos en el hígado se regulan también por el ciclo de comidas que hagamos. Lo cual se relaciona con el hecho de que trastornos del ritmo circadiano – como los que acontecen en los trabajadores por turnos – no sólo puedan causar problemas de insomnio o depresión, sino también multitud de problemas metabólicos como el desarrollo de diabetes. O incluso con que el ayuno se plantee como un método para combatir el jet-lag. Pero, ¿cómo son y en qué consisten exactamente estos pequeños relojes?

En el fondo los relojes son castillos de Lego que juegan con el ADN. La vida se basa en la genética porque contiene la información necesaria para fabricar proteínas, pero para ello el proceso tiene que estar regulado. No sólo es que algunos órganos produzcan unas proteínas y otros otras, es que dentro de cada uno de ellos habrá momentos en que una proteína se fabrique y otros en que no, y esta variación también puede ocurrir a lo largo del día, cíclicamente. Por ejemplo, uno de estos pequeños relojes es el llamado CLOCK (Circadian Locomotor Output Cycles Kaput) – los acrónimos, siempre tan ajustados -. CLOCK es una familia de proteínas que lo que hacen es dirigir y coordinar la producción de otras muchas. Para ello, y para mantener un ritmo circadiano, lo que hacen es ´trabajar y descansar´ de forma cíclica a lo largo de cada día. Y quien le dicta cuándo debe hacerlo es otra familia de proteínas llamadas PER (de Period, en inglés). Para conseguirlo lo que hacen es sintetizarse y degradarse cíclicamente a lo largo del día. Como un castillo de ladrillos de Lego que se va formando y que al poco debe ser destruido para poder seguir jugando el día después. Como un reloj de arena al que se le da la vuelta una vez cada doce horas. Algo así. De hecho, hace muy poco se ha descubierto que PER es la principal responsable de que nos levantemos por la mañana, incluso en ausencia de despertador. Cuando el castillo se destruye, es cuando nos despertamos.

Pero hay además otra cosa, y es que PER está muy relacionada con otras proteínas, llamadas ciclinas, encargadas de regular el ciclo de división de las células. Es decir, que para protegernos de un posible cáncer las ciclinas deben funcionar bien. Pero para que las ciclinas funcionen bien, es necesario que PER y CLOCK construyan cuando tengan que construir. Lo cual, a poco que tiremos del hilo, debe llevarnos al apartado que viene a continuación..

 

Cronoterapia: fármacos con reloj

Que los ritmos circadianos puedan estar relacionados con la aparición de procesos como el cáncer o que la tensión arterial siga un patrón establecido y provoque que la mayor parte de los infartos ocurran por las mañanas, entre otras tantas cosas, implica, necesariamente, que los ritmos se relacionan con la salud y con la enfermedad. Pero no sólo eso. Los ritmos parecen tener que ver incluso con los remedios contra la propia enfermedad, y pueden influir en que determinados fármacos sean más útiles según el momento en que se administren. Es lo que se conoce como cronoterapia, o la administración de un tratamiento según el momento más adecuado para su función.

Cada vez existen más evidencias de que los principales fármacos contra la hipertensión funcionan mejor de noche, porque disminuyen el pico que se produce al despertar y no pierden eficacia durante el día. En el mismo sentido, parece que las estatinas, los principales medicamentos contra el colesterol, son más útiles si se toman antes de acostarse. Y la cantidad de ejemplos ha ido aumentando con el tiempo: en el caso de las úlceras de estómago, se ha visto que el omeprazol es más recomendable tomarlo por la mañana, pero que en caso de tomar aspirina, es más aconsejable por la noche. Y si hablamos del asma, se recomienda que los corticoides se tomen poco después de despertarse. En el caso del tratamiento del cáncer, y teniendo en cuenta las características de las quimioterapias, la atención se ha centrado hasta ahora en averiguar cuál es el momento idóneo para disminuir su toxicidad, pero ya comienza a haber evidencias de cuáles son los momentos oportunos para mejorar la eficacia de diferentes compuestos. (Independientemente de los tratamientos, pero también en relación con el cáncer, una investigación reciente ha comprobado que los ritmos circadianos influyen también a la hora de determinar el momento en que se dividen las células de la piel. Lo que hacen es favorecer esta división en los momentos de mayor oscuridad, previniendo que la luz interfiera en el proceso y protegiéndonos, por tanto, de un mayor número de mutaciones y tumores). Pero en los tratamientos no todo son fármacos. En el caso de la depresión estacional, que a tanta gente afecta cuando llega el invierno y disminuye la luz ambiental, se están probando, al parecer con éxito, terapias como el adelantamiento del sueño o la exposición matinal a fuentes intensas de luz, en un intento por ´reeducar´ al reloj.

O que, según la música, así será el paraguas.

Columnas al margen 

Columna 1

Un mundo de ritmos

La naturaleza está llena de ritmos, más o menos constantes. Por un lado están los relacionados con el sol, que definen los años y las estaciones, y todo lo que queda bajo su mandato, como la floración de las plantas o las migraciones y la hibernación de ciertos animales. También están los ritmos en relación con la luna, en ciclos de unos 29 días, que influyen sobre las mareas (los llamados ritmos nictamerales) y que resultan tan parecidos en duración a los ciclos menstruales que durante siglos se implantaron numerosas leyendas sobre su influencia y disposición. Todos ellos serían ritmos infradianos, llamados así porque aunque tienen mayor duración, su frecuencia es inferior a la de un día. Pero también hay numerosos ritmos llamados ultradianos, cuya duración se define como inferior a 20 horas. Muchos de los procesos endocrinos en los que las hormonas están implicados siguen ritmos con este patrón, pero también la alimentación, la atención, las fases del sueño o la capacidad de aprendizaje están sometidos a su mandato. Dentro de ellos también se encuentran los llamados ritmos de alta frecuencia, como podrían ser los latidos cardiacos, los movimientos que se producen durante la digestión o la misma respiración. 

 

Columna 2

Búhos y alondras

En base al sueño se pueden distinguir tres tipos de personas: los búhos, las alondras y, como en muchas otras distinciones, ´los del medio´ (aunque en la realidad todo sea un continuo). Los primeros son aquéllos que tienden a acostarse tarde, y consecuentemente, levantarse bien entrada la mañana. Los segundos son los que ya antes de las 12 apenas aguantan el sueño pero, por el contrario, tienden a madrugar. El número de horas totales dormidas suele ser bastante similar, pero el patrón puede condicionar muchas funciones sociales (como las fiestas nocturnas o el rendimiento en las mañanas de trabajo). El por qué de esta variación se ha estudiado desde el punto de vista evolutivo, y una teoría sugiere que su existencia era ventajosa para las tribus antiguas, ya que garantizaba que siempre habría alguien despierto haciendo guardia frente a posibles peligros. Y lo que se ha visto recientemente es que, independientemente de la tendencia individual, todos los adolescentes tienden a ser búhos, pero que con la edad (¿y la madurez?) esta tendencia va disminuyendo, especialmente en las mujeres. De hecho, el patrón de sueño de ambos sexos se iguala al filo de la menopausia, lo que sugiere que las hormonas seguramente juegan un importante papel.

 

Columna 3

Trastornos del ritmo

Los dos trastornos del ritmo circadiano más comunes son el jet-lag y el síndrome del trabajador nocturno o por turnos, aunque existen otros muchos, en general relacionados con el sueño. El primero consiste en una desadaptación entre el reloj biológico y el entorno cuando se viaja atravesando varios husos horarios. Se caracteriza por alteraciones del sueño, cansancio, dolor de cabeza, problemas digestivos… Y es diferente según que el viaje sea hacia el este o el oeste, ya que en el primer caso los efectos son más pronunciados. En condiciones normales, el cuerpo tarda en adaptarse al nuevo entorno entre 2 y 7 días, aunque se han estudiado diferentes formas de acelerar el proceso. El uso adecuado de melatonina (o de sus análogos) parece ser de ayuda a la hora de resincronizar los patrones de sueño, aunque su eficacia todavía no se ha valorado con precisión. También la exposición en los momentos apropiados a una fuente de luz intensa puede ser eficaz. E incluso se ha descrito que, aprovechando la existencia de relojes periféricos, un ayuno de 16 horas puede servir para modificar el ciclo. En cuanto a los trabajadores nocturnos o por turnos, no sólo está la posible irregularidad de horarios, es que el sueño diurno suele ser de peor calidad. De hecho, es más probable que desarrollen alteraciones del sueño, depresión, diabetes e incluso algunos tipos de cáncer. Además, tienden a usar alcohol y tranquilizantes como inductores del sueño, lo que aumenta los problemas. En el caso de estos trabajadores, fármacos como la melatonina antes del sueño pueden ser de cierta ayuda, pero más eficaz parece el exponerse a fuentes de luz brillante en el caso de trabajar de noche. De cualquier forma, lo que más se recomienda es una correcta planificación en el caso de los turnos y mantener horarios regulares en la medida de lo posible.

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