Nuestra vida se rige por un reloj interno, el reloj biológico, que guía los ritmos de nuestro cuerpo y mente. Este reloj, que opera en un ciclo cercano a las 24 horas, es esencial para regular una amplia gama de funciones fisiológicas y comportamientos, desde el sueño hasta el metabolismo. En esta nota, veremos en detalle los ritmos circadianos y el reloj biológico, desentrañando cómo funcionan e impactan en la salud y bienestar.

El reloj biológico: Un director de orquesta

El reloj biológico, en términos simples, es el mecanismo intrincado que regula los ritmos en nuestro cuerpo. Es como el director de una orquesta invisible que coordina una sinfonía de procesos biológicos en perfecta armonía con el ciclo de luz y oscuridad del entorno. A nivel molecular, está compuesto por una red de genes que se encienden y apagan en un ciclo aproximado de 24 horas, influyendo en una variedad de funciones celulares y corporales.

Reloj biológico

Este reloj maestro, ubicado en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo, actúa como el principal regulador, asegurándose de que todos los relojes biológicos en el cuerpo estén sincronizados.

Además, su sensibilidad a la luz natural del día desencadena una coreografía genética. Y esta, cuando se desequilibra, puede tener un impacto significativo en nuestra salud y bienestar (Copertaro y Bracci, 2019).

¿Cómo funciona el reloj biológico?

A nivel molecular, se basa en una serie de reacciones químicas y procesos genéticos que se sincronizan en un ciclo de aproximadamente 24 horas. En el corazón de este sistema se encuentran los relojes moleculares, conocidos como genes del reloj, que se activan y desactivan en un patrón predecible. Estos genes, como el CLOCK y el BMAL1, forman proteínas que interactúan para regular la expresión de otros genes, creando así un ritmo biológico (Liu, y Chang, 2017).

¿Quiénes lo tienen?

El reloj biológico es una característica fundamental de la vida en la Tierra, y de prácticamente todos los seres vivos, desde los humanos hasta las plantas y los microorganismos, tienen algún tipo de reloj biológico. Por ejemplo, muchos animales migratorios utilizan relojes biológicos para guiar sus viajes a través de largas distancias, y algunos insectos sincronizan sus patrones de alimentación y reproducción con la salida y puesta del sol.

Hablemos sobre los ritmos circadianos

Los relojes internos siguen ciclos de un aproximado de 24 horas, esto es a lo que llamamos ritmos circadianos. Estos están sincronizados con las variaciones naturales del entorno, como el ciclo de luz y oscuridad causado por la rotación de la Tierra.

ritmos circadianos, circadian

Uno de los ejemplos más notables de ritmo circadiano es el ciclo sueño/vigilia en los seres humanos. Pues en estos es donde se experimenta un estado de alerta durante el día y la necesidad de descanso y sueño durante la noche.

Además, no solo afectan los patrones de sueño, sino que también influyen en una serie de funciones biológicas, como la regulación hormonal, temperatura corporal y digestión. Por ello, los estudios científicos sobre los ritmos circadianos son esenciales. Y es que, sirven para comprender cómo tales procesos internos impactan en la salud y bienestar, así como en la de otros seres vivos (Reddy et al., 2023).

¿Cómo se desarrolla este sistema circadiano en los seres humanos?

El desarrollo del sistema circadiano en los seres humanos es un proceso fascinante que comienza incluso antes del nacimiento y continúa durante los primeros años de vida. A medida que los bebés y los fetos atraviesan esta etapa temprana de desarrollo, se establecen patrones de sueño/vigilia y se produce la secreción de hormonas, marcando hitos importantes en la maduración del reloj biológico. Sin embargo, en la sociedad moderna, los bebés a menudo se enfrentan a desafíos en su desarrollo circadiano debido a señales ambientales adversas, como la exposición a la luz artificial y las señales hormonales desincronizadas (Wong et al., 2022).

Sueño, ritmos circadianos y reloj biológico

El sueño está intrincadamente vinculado a los ritmos circadianos y al reloj biológico. Por ello, la regulación del sueño se rige por la interacción de dos procesos fundamentales. Uno de estos procesos sigue un ritmo aproximado de 24 horas, con una inclinación al sueño que comienza en la noche y alcanza su punto máximo en la madrugada. A lo que le sigue un impulso hacia la vigilia que surge temprano en la mañana.

El otro proceso está determinado por la cantidad de vigilia previa, de manera que cuanto más tiempo una persona permanece despierta, mayor es la presión para dormir. Esta sensación se acumula de manera exponencial durante el día y se disipa durante el tiempo dedicado al sueño. Ambos procesos, aunque independientes, interactúan para regular los niveles de alerta y el deseo de dormir. Así, a medida que la presión de sueño aumenta durante el día, se contrarresta con un mayor impulso circadiano hacia la vigilia (Foster, 2020).

¿Cómo funcionan?

sueño/

A la hora de dormir, la propensión al sueño se ve promovida por la coordinación de la secreción de melatonina y un alto nivel de presión de sueño. Y, a medida que avanza la noche, la presión de sueño disminuye.

El impulso circadiano para dormir continúa promoviendo la consolidación del sueño hasta despertar por la mañana. De modo que la sinergia de dichos procesos es esencial para promover un sueño óptimo durante la noche y mantener la vigilia durante el día. Cualquier desajuste entre estos procesos puede resultar en una reducción de la calidad y duración del sueño.

¿Qué pasa cuando el reloj interno está desajustado?

Cuando estos sistemas se ven perturbados, ya sea debido al jet lag, el trabajo por turnos u otros factores del estilo de vida moderno, las consecuencias para la salud pueden ser significativas. Estas demandas excesivas de trabajo y actividades diarias pueden dar lugar a trastornos del ritmo circadiano, fatiga crónica, cambios en el estado de ánimo y un mayor riesgo de enfermedades graves.

Es más, se ha establecido una clara asociación entre la disrupción de los ritmos circadianos y enfermedades como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares y trastornos metabólicos. Además, la exposición constante a la luz artificial durante la noche puede interferir con la producción de melatonina.

Cronoterapia

La buena noticia es que, a medida que avanzamos en la comprensión de tales sistemas, también hemos desarrollado estrategias terapéuticas prometedoras para realinear y corregir los ritmos circadianos alterados. Entre ellas, la cronoterapia, que implica la administración de medicamentos en momentos específicos del día para aprovechar al máximo el ritmo biológico, o las terapias farmacológicas, dirigidas a componentes centrales del reloj biológico que están abriendo nuevas posibilidades para el tratamiento de enfermedades relacionadas con los ritmos circadianos (Ruan et al., 2021).

Conclusión

En resumen, los ritmos circadianos y el reloj biológico son fundamentales para regular una amplia variedad de funciones en el cuerpo y mente. Desde el sueño hasta el metabolismo, estos intrincados sistemas mantienen un delicado equilibrio que influye en nuestra salud y bienestar. Sin embargo, en el mundo moderno, la exposición constante a la luz artificial y otros factores pueden desajustar tales ritmos. Y, por ello, cuidarlos se vuelve imprescindible.

Referencias bibliográficas

  • Copertaro, A. y Bracci, M. (2019). Working against the biological clock: a review for the Occupational Physician. Industrial health57(5), 557-569. https://doi.org/10.2486/indhealth.2018-0173
  • Foster, R. G. (2020). Sleep, circadian rhythms and health. Interface focus10(3), 20190098. https://doi.org/10.1098/rsfs.2019.0098
  • Liu, F. y Chang, H. C. (2017). Physiological links of circadian clock and biological clock of aging. Protein & cell8(7), 477-488. https://doi.org/10.1007/s13238-016-0366-2
  • Reddy, S., Reddy, V. y Sharma, S. (2023). Physiology, Circadian Rhythm. StatPearls Publishing.
  • Ruan, W., Yuan, X. y Eltzschig, H. K. (2021). Circadian rhythm as a therapeutic target. Nature reviews. Drug discovery20(4), 287-307. https://doi.org/10.1038/s41573-020-00109-w
  • Wong, S. D., Wright, K. P., Jr, Spencer, R. L., Vetter, C., Hicks, L. M., Jenni, O. G. y LeBourgeois, M. K. (2022). Development of the circadian system in early life: maternal and environmental factors. Journal of physiological anthropology41(1), 22. https://doi.org/10.1186/s40101-022-00294-0