La Voz de la ciencia

Comprendiendo nuestro reloj biológico

Chema Arcos Serrano | Viernes, 3 de Agosto del 2018

Vivimos en un planeta en el que los días duran 24 horas, con ciclos de día y noche, y los seres vivos necesitan ser capaces de adaptarse a ellos. Nuestro cuerpo, al igual que nosotros, debe tener un horario para medir el tiempo. De esta forma, podrá organizar y coordinar correctamente sus diferentes funciones biológicas. Procesos como el ciclo de sueño y vigilia en los animales, o la apertura y cierre de las hojas en las plantas, siguen ciclos de 24 horas. Es lo que se conoce como ritmos circadianos.

El estudio de estos mecanismos en los seres vivos llevó a los científicos Jeffrey C. HallMichael Rosbash and Michael W. Young a hacerse con el Nobel de Medicina y Fisiología del año 2017. Estos investigadores trabajaron utilizando moscas de la fruta, y consiguieron identificar el gen que controla el reloj biológico, al que denominaron gen del Periodo.  Descubrieron que este es el gen responsable de la producción de una proteína denominada PER, que regula nuestro reloj interno. Los estudios revelaron que los niveles de esta proteína son máximos durante la noche, y van disminuyendo a lo largo del día. Esta variación regula muchos factores internos cíclicos, como la sensación de sueño, los niveles de ciertas hormonas o los cambios en la presión arterial.

EL RELOJ INTERNO EN SERES HUMANOS

La sede principal de nuestro reloj biológico es el Núcleo Supraquiasmático, un pequeño grupo de neuronas situado en el cerebro, concretamente en el hipotálamo. Esta región responde a estímulos externos, como la cantidad de luz captada por la retina, y los utiliza para ajustar nuestros ritmos internos. La información será después enviada a la epífisis. Esta es la glándula encargada de producir melatonina, la hormona que nos provoca sensación de sueño. Cuando la cantidad de luz recibida es mayor, se produce menos melatonina y, por el contrario, cuando nuestra retina capta poca luz, se incrementará su producción.  Los niveles de melatonina, por lo tanto, serán bajos durante el día y aumentarán durante la noche. 

Así pues, en nuestro organismo podríamos distinguir dos fases bien diferenciadas en un periodo de 24 horas. Cuando el día va llegando a su fin, nuestro cuerpo entra en la fase nocturna, de forma que aumenta la producción de melatonina, haciendo que nos sintamos cansados y tengamos sensación de somnolencia. También se liberan otros neurotransmisores, como la serotonina, que hace que nos hace estar relajados y tranquilos. Durante la noche también se reducen el metabolismo y la presión arterial. Además, es el momento en que se secretan ciertas hormonas, como la hormona de crecimiento.

Durante la fase diurna, las moléculas que se liberan producen el efecto contrario. Hormonas como el cortisol y la adrenalina, con acción estimulante, nos hacen estar más activos. Además, aumenta nuestra capacidad de concentración, y somos más resolutivos a la hora de enfrentarnos a nuestros problemas cotidianos.

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Localización del hipotálamo en el cerebro humano

También se ha demostrado que estos ritmos son intrínsecos, es decir, pueden mantenerse en ausencia de fases de luz-oscuridad. Esto quiere decir que, a pesar de que la cantidad de luz actúa como un regulador de los ciclos, y nos ayuda a ajustarlos correctamente, si una persona es privada de luz de forma permanente, su organismo sería capaz de seguir los mismos patrones en un periodo aproximado de 24 horas.

¿Y POR QUÉ TENEMOS JET LAG?

Cuando hacemos un viaje largo, en el que atravesamos varios husos horarios, nuestro reloj circadiano se desajusta. Es el efecto que conocemos como jet lag síndrome de los husos horarios. Esto se produce porque nuestro organismo aún funciona con la “hora antigua”, y necesita tiempo para adaptarse al nuevo huso horario. Los síntomas varían mucho según la persona, pero suelen producirse problemas digestivos, falta de atención, insomnio, sensación de cansancio o irritabilidad.

Además, se ha comprobado que el jet lag no funciona igual si viajamos en una dirección o en otra. Es decir, no tendría los mismos efectos viajar de España a Japón que de España a Estados Unidos. Cuando nos desplazamos hacia el oeste, los efectos del jet lag suelen ser menos intensos, ya que para nuestro reloj biológico es como si la duración del día se alargase, siendo relativamente fácil adaptarse. Sin embargo, cuando vamos hacia el este ocurre lo contrario. En este caso el día se acorta, y para nuestro reloj interno es más difícil volver a sincronizarse con el ciclo de luz-oscuridad.

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