Así como la vida social está regida por el tiempo que dictan
calendarios y relojes, dentro del organismo múltiples funciones
vitales son dirigidas por el ritmo de nuestros relojes biológicos,
complejos sistemas bioquímicos en donde la actividad de ciertas
células y sustancias obedece, como las manecillas y la cuerda de un
reloj, a un mecanismo preciso y constante que, cuando presenta alguna
falla, ocasiona en las personas trastornos de sueño, depresión o
esfuerzos especiales a fin de ajustarse, por ejemplo, al horario de
otro país cuando se viaja de un continente a otro, e incluso para
adaptarse al horario de verano que hoy nos rige.
Aunque los ritmos biológicos son conocidos desde hace 300 años,
generalmente se les ha relacionado con eventos geológicos como la
noche y el día, o el verano y el invierno, ligados a la rotación de
la Tierra. Sin embargo, para la fisiología la ocurrencia de eventos
temporales dentro del organismo fue una curiosidad, hasta que hace 30
años se descubrió que la alteración o desaparición de un pequeño
sitio del cerebro, llamado núcleo supraquiasmático, altera los ritmos
del organismo. Este hallazgo fue la primera evidencia de que en el
cerebro hay un reloj maestro que rige muchos de nuestros mecanismos
básicos.
Incansable buscador de relojes biológicos, el doctor Raúl Aguilar
Roblero, del Instituto de Fisiología Celular de la Universidad
Nacional Autónoma de México (UNAM), estudia los mecanismos del núcleo
supraquiasmático en ratones de laboratorio. Con varios experimentos
realizados en el Departamento de Neurociencias, este científico y sus
colaboradores han demostrado que las ratas con alteraciones en ese
sitio del cerebro presentan algunas disfunciones que también ocurren
en el ser humano. Aunque se cree que no es el único reloj biológico
que hay en el organismo, el núcleo supraquiasmático rige buena parte
de los fenómenos temporales ligados al sueño, a la adaptación en el
tiempo y a la depresión; en tanto, su adecuado manejo podría servir
en la medicina clínica para suministrar medicamentos en ciertas horas
del día, cuando puedan atacar con mayor eficiencia a una enfermedad.
Cada célula, un ritmo
Todos los seres vivos tienen una relación y una respuesta al ambiente
en el que viven, pero en algunos organismos complejos, formados por
muchas y variadas células, las funciones celulares se desarrollan de
forma independiente al medio ambiente que rodea al organismo, explica
el doctor Aguilar Roblero, y añade que las distintas células están
rodeadas por un microambiente acuoso con características
físicoquímicas muy reguladas, de las que depende el funcionamiento
celular. Este microambiente o medio interno, permite un continuo
intercambio de materia y energía con el medio que lo rodea. El fino y
dinámico equilibrio que relaciona a las células con el exterior se
llama homeostasis. Junto a este equilibrio ocurren los ritmos
celulares propios que funcionan independientemente pero en
coordinación con el ambiente externo.
"Creemos que cada célula es un pequeño reloj biológico, que tiene su
propio ritmo y se adapta de forma precisa al ritmo de otras células
con las que comparte ciertas funciones", explica el investigador, que
describe como los principales fenómenos ligados a los relojes
biológicos la vigilia y el sueño, la reacción ante luz y oscuridad y
la menstruación femenina, entre otros.
Especialista en los trastornos del sueño, el doctor Aguilar Roblero
reconoce que la luz puede influenciar al reloj biológico, y encontró
en el núcleo supraquiasmático del cerebro un regulador de los ritmos
internos que luego se acoplan al medio externo.
Un reloj de 15 mil neuronas
Pequeñísimo en tamaño, de aproximadamente 0.8 milímetros cúbicos y
muy escondido en la región del hipotálamo, en la base del cerebro, el
núcleo supraquiasmático tiene la cualidad de sincronizarse
instantáneamente gracias al preciso mecanismo de las 15 o 16 mil
neuronas que lo componen. Por eso cuando este reloj neuronal se
desacopla, las personas recorren involuntariamente su ciclo de sueño,
o durante un viaje transmeridional padecen un tipo de depresión
llamada Jet Lag, directamente ligada a cambios de horario muy
drásticos.
A nivel experimental, el doctor Aguilar Roblero ha ensayado en ratas
de laboratorio transplantes de hipotálamo (con el núcleo
supraquiasmático incluido) que han logrado en el animal alterado en
sus ciclos temporales la recuperación de su ritmo circádico, es
decir, una mejora en su ritmo fisiológico o conductual que actúa
independiente a los estímulos ambientales.
Hasta ahora, esta investigación ha demostrado que el núcleo
supraquiasmático tiene tres conexiones: una con la retina de los
ojos, que es sensible a la luz y que lo relaciona con el ambiente
exterior al organismo; otra con la hojuela intergenicular, que lo
vincula con la actividad neuronal dentro del cerebro; y una tercera
conexión que liga a la retina y a la hojuela entre sí, logrando un
equilibrio. Este mecanismo utiliza alrededor de 15 o 16 mil
neuronas, "y cada una de ellas podría ser un reloj autónomo, por ello
ahora las estamos estudiando a nivel molecular, para profundizar más
en su funcionamiento", explica el científico, quien considera que el
conocimiento de los ritmos circádicos es útil para combatir
trastornos de sueño, depresión y para optimizar el uso de medicinas
cuando las enfermedades están en su máxima actividad.