Ciencia

Ritmos circadianos: el porqué del Premio Nobel de Medicina 2017

Premio Nobel de Medicina 2017 Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young tras descubrir los mecanismos moleculares que regulan el ritmo circadiano Jueves, 9 Noviembre

Por Redacción National Geographic

Nuestro reloj interno está en sintonía con la Tierra, con el día y la noche o las estaciones del año. Esta conclusión ha permitido a Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young ser los ganadores del Premio Nobel de Medicina 2017 tras descubrir los mecanismos moleculares que regulan el ritmo circadiano. «Antes de que la atmósfera tuviera su composición actual, la Tierra giraba sobre su eje, y el ciclo de luz y oscuridad tuvo un impacto en los inicios de la vida». Así se manifestaba Michael Rosbashen la web del Nobel tras saber que era uno de los premiados.

Losritmos circadianos son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo de alrededor de 24 horas —circadiano procede de las palabras latinas circa (alrededor) y dies (día)— y que responden, principalmente, a la luz y la oscuridad en el ambiente en el que vive un organismo. Los seres vivos portan en sus células un reloj interno. Se adaptan a estos cambios que influyen en los ciclos de sueño, en la liberación de hormonas, el comportamiento alimenticio, la temperatura del cuerpo e incluso en la presión sanguínea y la temperatura corporal.

La comunidad científica sabe ahora que estos «mecanismos moleculares» surgieron en un estadío inicial de la vida y se conservaron a lo largo de su evolución tanto en formas de vida de una sola célula como en organismos multicelulares, plantas, animales y seres humanos.

Las mimosas y los ritmos circadianos

La ciencia lo sabe ahora y el Nobel 2017 reconoce los últimos avances de Hall, Rosbash y Young, pero durante siglos, la existencia de ritmos circadianos era sólo una vaga teoría. En 1729, el astrónomo francés Jean-Jacques d'Ortous de Mairan observó el caso de las mimosas que abren sus hojas buscando la luz del sol y se cierran al atardecer. El investigador descubrió que este ciclo se repetía incluso en una habitación a oscuras, lo que sugería la existencia de un mecanismo interno.

En 1971, Seymour Benzer y su estudiante Ronald Konopka, indujeron mutaciones en la descendencia de moscas del vinagre. Algunas de estas nuevas moscas presentaban alteraciones en su ciclo normal de 24 horas. En unas era más corto y en otras era más largo, pero en todas ellas estas perturbaciones se asociaban a mutaciones en un solo gen.

El salto cualitativo que ahora merece el reconocimiento del Nobel lo dieron en 1984 Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young al aislar el gen que controla los ritmos circadianos. Primero fue Rosbash en identificar el gen period en los ritmos circadianos de las moscas y más tarde y de forma independiente lo hizo Michael Young.

En experimentos posteriores, Hall y Rosbash aislaron la proteína PER, que está producida por el gen period y que inhibe el gen period. La proteína PER se acumula en el núcleo celular durante la noche y sigue un ciclo diario. Hall y Rosbash demostraron que si tiene un funcionamiento correcto, codifica la proteína que se acumula en las células; durante la noche se degrada durante el día.

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¿Por qué tengo jet lag?

El famoso jet lag es una consecuencia directa de la alteración de los ritmos circadianos del organismo. El reloj principal del cuerpo humano está formado por neuronas del núcleo supraquiasmático conectadas a las células que captan luz en la retina. El reloj interno se sitúa en cada una de las células y organismos pluricelulares que detectan la luz del día y la oscuridad de la noche.

En los organismos más complejos, el reloj necesita que haya algo que pueda mirar hacia el exterior y comprobar si es de día o de noche y que transmita esa información al resto del cuerpo. En los seres humanos se trata del núcleo supraquiasmático. La alteración de este proceso en un vuelo transoceánico es el conocido efecto jet lag. Un horario de las comidas adecuado o la práctica de actividad física pueda ayudar a poner de nuevo en hora nuestro reloj interno central.

¿Qué otras cuestiones de la vida cotidiana se ven a afectadas por los ritmos circadianos? La temperatura corporal es mínima de madrugada y máxima por la tarde, el nivel de alerta es máximo por la mañana, mientras que la tensión arterial es máxima por la tarde y el sueño profundo es máximo por la noche.

Científicos españoles y los ritmos circadianos

¿Los ritmos circadianos afectan a nuestros horarios de trabajo? Un estudio realizado en la Universidad de Granada (UGR), en colaboración con la Universidad de Bolonia, asegura que las preferencias circadianas de cada persona influye o debería en los horarios de trabajo. Los investigadores de la UGR, pertenecientes al Centro de Investigación «Mente, Cerebro y Comportamiento» (CIMCYC), junto con los de la Universidad de Bolonia, han evaluado la preferencia circadiana (es decir, si los participantes eran matutinos, vespertinos o intermedios) para conocer la influencia de la hora del día y la preferencia circadiana en la toma de decisiones.

En ese sentido, los investigadores Ángel Correa Torres y Noelia Ruiz Herrera, afirman que, «cuando somos sometidos a horarios que alteran nuestro ritmo circadiano, podríamos tomar decisiones de manera más impulsiva, lo que podría afectar a la calidad de nuestras acciones y, por supuesto, actuar en contra de nuestro propio beneficio». Se entiende entonces que adecuar el horario laboral al reloj interno es más productivo para el trabajador y las empresas que así lo gestionen.

Nuestro reloj interno gobernado por los ritmos circadianos es no sólo Premio Nobel de Medicina (en detrimento del español Francisco Martínez Mojica, profesor del departamento de Fisiología, Genética y Microbiología de la Universidad de Alicante, y padre de la técnica de edición genética CRISPR/Cas9) sino la motivación perfectamente justificada para cambiar de horario laboral.

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