Incluso cuando no estamos trabajando, estamos pendientes de nuestro reloj biológico.

Un sistema de relojes biológicos controla los ritmos diarios, o circadianos, del cuerpo. Estos ciclos de aproximadamente 24 horas de cambios físicos, mentales y de comportamiento se encuentran en la mayoría de los organismos, desde los seres humanos hasta las moscas de la fruta, las plantas e incluso los pequeños microbios. Los ritmos circadianos determinan los patrones de sueño, contribuyen al desfase horario y son responsables de la sensación de aturdimiento que puede experimentar después de «adelantarse» al horario de verano este próximo fin de semana. Las investigaciones realizadas por los Institutos Nacionales de la Salud han demostrado que los ritmos circadianos también influyen en la producción de hormonas, el hambre, la regeneración celular y la temperatura corporal, y que están asociados a la obesidad, la depresión y el trastorno afectivo estacional.

¿Qué los hace funcionar?

Los relojes biológicos no están formados por engranajes, sino por grupos de moléculas que interactúan en las células de todo el cuerpo. Un «reloj maestro» mantiene todo sincronizado. En los vertebrados, incluidas las personas, el reloj maestro se encuentra en el cerebro. El nuestro se encuentra en el hipotálamo, en un grupo de células nerviosas llamado núcleo supraquiasmático o SCN.

Los relojes del cuerpo están parcialmente dirigidos por factores internos, incluyendo numerosos genes y las proteínas que producen. En 2006, investigadores de la Universidad de California, en Irvine, descubrieron que una proteína llamada CLOCK es un componente esencial para dirigir los ritmos circadianos en humanos, moscas de la fruta, ratones, hongos y otros organismos. Como contrapeso a CLOCK se encuentra una proteína metabólica llamada SIRT1, que detecta el uso de energía en las células. Las alteraciones del equilibrio entre el CLOCK y la SIRT1 pueden provocar la interrupción del sueño y el aumento del hambre. Si las proteínas permanecen crónicamente desequilibradas, puede contribuir a la obesidad.

Los relojes biológicos también se ven afectados por las señales del entorno, principalmente la luz y la oscuridad. El SCN está situado justo encima de los nervios ópticos, que transmiten la información de los ojos al cerebro, por lo que se encuentra en una posición ideal para recibir información sobre la cantidad de luz entrante. Cuando hay menos luz, por ejemplo después de la puesta de sol, el SCN dirige al cerebro para que produzca más melatonina, una hormona que da sueño. De este modo, el reloj maestro dirige nuestros ciclos de sueño y vigilia.

Los ritmos circadianos son quizás los más famosos por su implicación en el jet lag, cuando el paso por varias zonas horarias desajusta el reloj de su cuerpo del de su reloj de pulsera. «Perder» o «ganar» tiempo durante el viaje en avión puede hacer que el cuerpo se sienta desorientado, sobre todo si espera la luz del día cuando en realidad es de noche, o viceversa. Con el tiempo, su cuerpo es capaz de ajustar sus ritmos circadianos al nuevo entorno. Pero el viaje de vuelta lo alterará de nuevo, requiriendo otro reajuste.

Tiempo para el tratamiento

Entender los ritmos circadianos puede ayudar a los investigadores a mejorar los tratamientos para los trastornos del sueño, el jet lag, la depresión e incluso el cáncer.

Por ejemplo, los investigadores de la Universidad de Carolina del Norte-Chapel Hill midieron la actividad de los sistemas de reparación del ADN en varios momentos del día en ratones y descubrieron que eran más activos por la tarde y la noche. Dado que algunos fármacos contra el cáncer se dirigen a los sistemas de reparación del ADN, éstos podrían ser más eficaces si se administran a primera hora del día, cuando el organismo es menos activo en la reparación de las células cancerosas dañadas.

Además, el examen de la interacción de las proteínas metabólicas que intervienen en los ritmos circadianos, como CLOCK y SIRT1, podría conducir al desarrollo de fármacos dirigidos a la obesidad y la diabetes.

Más información:

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Este artículo de Inside Life Science ha sido facilitado a LiveScience en colaboración con el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, que forma parte de los Institutos Nacionales de la Salud.