Los ritmos circadianos son procesos naturales que abarcan cambios físicos, mentales y conductuales a lo largo de un ciclo de 24 horas. Estos ritmos, que influyen en la mayoría de los seres vivos, están mayormente regulados por la luz y la oscuridad. La cronobiología se encarga de estudiar estos ritmos circadianos, y un ejemplo claro es el patrón de sueño y vigilia, donde dormir de noche y estar despierto durante el día es una manifestación de estos ritmos. Para comprender mejor este fenómeno, se ilustra un ciclo de ritmo circadiano típico en un adolescente.
Los relojes biológicos, por otro lado, son dispositivos naturales presentes en los organismos que regulan los ritmos circadianos. Estos relojes están compuestos por moléculas específicas, como proteínas, que interactúan en todo el cuerpo. Prácticamente todos los tejidos y órganos contienen relojes biológicos, y genes similares que codifican componentes moleculares de estos relojes se han identificado en diversas especies, desde seres humanos hasta plantas y microbios.
En el cerebro, existe un reloj principal que coordina todos los relojes biológicos del organismo. En animales vertebrados, como los humanos, este reloj principal consiste en aproximadamente 20,000 neuronas agrupadas en una estructura llamada núcleo supraquiasmático (NSQ), ubicado en el hipotálamo. El NSQ recibe información directa de los ojos a través de los nervios ópticos.
Los ritmos circadianos son generados por factores naturales en el cuerpo, como los genes período y criptocromo, que codifican proteínas que se acumulan en las células durante la noche y disminuyen durante el día. Estas proteínas están relacionadas con la regulación de la vigilia, la alerta y la somnolencia. Sin embargo, las señales ambientales, como la exposición a la luz en diferentes momentos del día, pueden ajustar la activación de estos genes.
Los ritmos circadianos pueden influir en funciones vitales del cuerpo, como la liberación de hormonas, los hábitos alimentarios, la digestión y la temperatura corporal. Uno de los efectos más notables es la influencia en los patrones de sueño. El NSQ controla la producción de melatonina, una hormona que induce el sueño, en respuesta a la luz. Menos luz, como durante la noche, estimula la producción de melatonina, preparando al cuerpo para el descanso.
Diversos factores pueden alterar los ritmos circadianos y desincronizarlos con el ciclo natural de luz y oscuridad. Mutaciones genéticas, trabajos por turnos, viajes a diferentes husos horarios y la exposición nocturna a dispositivos electrónicos son ejemplos de elementos que pueden afectar estos ritmos. Estos cambios pueden desencadenar trastornos del sueño y afecciones crónicas, como obesidad, diabetes y problemas de salud mental.
Cuando se viaja a través de husos horarios diferentes, se experimenta el desajuste horario, donde el reloj biológico del cuerpo no coincide con la hora local. El ajuste puede llevar varios días, siendo más sencillo cuando se “gana” tiempo que cuando se “pierde”.
La investigación sobre los ritmos circadianos se realiza mediante estudios en seres humanos y en organismos con genes similares de reloj biológico, como moscas de la fruta y ratones. Los científicos controlan el ambiente experimental al modificar los ciclos luz-oscuridad y buscan cambios en la actividad génica y otras señales moleculares. Comprender los relojes biológicos podría llevar a tratamientos para trastornos del sueño, obesidad, problemas de salud mental y permitir una mejor adaptación a los turnos de trabajo nocturnos. Además, profundizar en los genes responsables de los ritmos circadianos puede arrojar luz sobre el funcionamiento del cuerpo humano.
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