Los ritmos circadianos regulan los cambios en las características físicas y mentales que ocurren en el transcurso de un día. La palabra circadiano significa "alrededor de un día". Proviene de las palabras latinas "circa" (alrededor) y "diem" (día).

El reloj biológico de nuestro organismo controla la mayoría de los ritmos circadianos. Este reloj se encuentra en una región del cerebro llamada hipotálamo. Sin embargo, no está perfectamente sincronizado con la Tierra, y por eso atrasa dos semanas cada año que pasa.

Ritmos circadianos

Si en un experimento nos encerraran en una habitación aislada de la luz solar y del mundo exterior, nuestro ritmo interno de sueño y vigilia se ajustaría a un ciclo de 25 horas. Es decir, que cada 24 horas ganaríamos una hora. Esto se pudo comprobar, por ejemplo, en el verano de 1972, cuando el francés Michel Siffre vivió en una cueva de Texas durante 7 meses.

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¿Entonces? ¿Cómo lo hacemos en el mundo real? Básicamente, la luz es la que frena este desajuste, que impacta en nuestros ojos, tal y como explica Henning Beck en su libro Errar es útil:

Esto nos permite entender el significado que tiene la precisión para la neurobiología: mientras que usted retrasa el reloj una vez al año para evitar llegar tarde cinco minutos, su cerebro se ajusta diariamente una hora. Si esto no ocurriera, nuestro reloj interior acumularía al año un error de dos semanas.

Dado que los ritmos circadianos son controlados por la luz, las personas que tienen algún grado de ceguera en ambos ojos tienen dificultad para dormir.

Así, por ejemplo, muchas personas con ceguera total tienen problemas para dormir toda la vida porque sus ojos no detectan la luz. Los suplementos de melatonina podrían mejorar el sueño de las personas con ceguera total.

También hay otros factores que calibran el reloj biológico. Estas señales se llaman zeitgebers, una palabra alemana que significa tiempo dado. El zeitgebers más importante es la luz, tanto para las plantas como para los animales, pero otros zeitgebers incluyen la temperatura, las actividades sociales, el ejercicio y el comer.

El ciclo más largo de 24,65 horas es la duración del ciclo de día noche del planeta Marte. Por lo tanto, se presenta como una buena noticia que nuestro ritmo circadiano se podría adaptar si alguna vez quisiéramos vivir en Marte

Publicado recientemente en Scientific Reports, este estudio es el primero en revelar cómo la cognición y el estado de ánimo en los ratones están regulados por el reloj corporal y cómo las regiones cerebrales pertinentes se ven afectadas por la insuficiencia cardíaca.

Si los neurocirujanos siempre miran en el cerebro y los cardiólogos siempre miran en el corazón, este nuevo estudio analiza ambos en conjunto.

Dos órganos conectados

La enfermedad cardíaca coronaria, la causa más común de insuficiencia cardíaca, causa una de cada tres muertes en Canadá, según la Fundación Heart and Stroke. Los pacientes humanos con insuficiencia cardíaca a menudo también tienen afecciones neurológicas como deterioro cognitivo y depresión.

La conexión corazón-cerebro involucra la molécula del mecanismo circadiano, el "reloj" interno de nuestro cuerpo. Los ritmos circadianos en humanos y otros organismos siguen el ciclo de luz y oscuridad de 24 horas de la Tierra, indicándonos cuándo dormir y cuándo estar despiertos. Los ritmos circadianos irregulares, como ocurre con los trabajadores por turnos o los viajeros con jet lag, pueden desencadenar cambios que empeoran la enfermedad cardíaca y afectan la salud y el bienestar en general.

Para este nuevo estudio, los investigadores compararon ratones normales con ratones portadores de una mutación en su mecanismo circadiano, hallando que la mutación afectaba la estructura de las neuronas en áreas del cerebro importantes para la cognición y el estado de ánimo.

Después de inducir la insuficiencia cardíaca en ratones para simular la insuficiencia cardíaca humana, utilizaron los perfiles para identificar genes clave en el cerebro que estaban alterados en el crecimiento neuronal, el estrés y las vías metabólicas.

Los resultados muestran que el mecanismo circadiano influye en los efectos neuronales de la insuficiencia cardíaca. Esto es importante, porque comprender cómo funciona el mecanismo circadiano en el cerebro puede conducir a nuevas estrategias para mejorar la calidad de vida de los pacientes. Los pacientes que se recuperan de ataques cardíacos a menudo experimentan ritmos circadianos perturbados por la luz, el ruido y las interacciones con el personal del hospital durante la noche.

Mantener los ritmos circadianos, especialmente para pacientes con enfermedades cardíacas, podría conducir a mejores resultados de salud. Evitar el trabajo por turnos para personas con afecciones cardíacas subyacentes o trastornos del sueño, reducir la luz en la noche o evitar el jet lag social (irse a la cama tarde y levantarse más tarde de lo habitual los fines de semana) podría ayudar a reducir también los trastornos neurobiológicos.

Los ritmos circadianos del cuerpo se originan en el sistema nervioso central, que es el que provoca cambios regulares en la formación de orina, la temperatura corporal, el ritmo cardíaco, el consumo de oxígeno, la división celular y las secreciones de las glándulas endocrinas.

Así pues, el cuerpo humano se parece bastante a un termostato en el sentido de que es un gran sistema homeostático complejo, que emplea una intrincada red de mecanismos que se retroalimentan para mantenerse estables en medio de situaciones que cambian de forma dinámica.

El cerebro se encarga de mantener a muchos de estos mecanismos de retroalimentación, ya que coordina los estímulos externos recibidos por los órganos sensoriales y responde provocando las acciones corporales apropiadas.

Sin embargo, nuestros ciclos del sueño dependen de la retroalimentación negativa, porque los ritmos circadianos humanos son de 25 horas. Se ignora aún por qué, después de millones de años de vida en un mundo con días de 24 horas, el reloj biológico se atrasa esa hora.

De este modo, debe ser el mundo exterior el que, a diario, pone en hora nuestro reloj biológico, ya sea detectando patrones de luz y oscuridad o, de manera más sutil, percibiendo el cambio del campo magnético de la Tierra, que cambia con la rotación del planeta.

Sin esa retroalimentación negativa que sincroniza nuestros ritmos circadianos, dormiríamos durante un día entero dos semanas de cada mes a causa de esa hora extra de nuestro cuerpo.

Vía | Sistemas emergentes de Steven Johnson