¿Qué es el ciclo circadiano? Descubre la importancia que tiene en nuestra vida

El ciclo circadiano dura proximadamente 24 horas y marca el ritmo en los procesos fisiológicos de los seres vivos, incluyendo plantas, animales, hongos y cianobacterias. En sentido estricto, los ritmos circadianos se generan de forma endógena, aunque pueden ser modulados por señales externas como la luz solar y la temperatura.

Los ritmos circadianos son importantes para determinar los patrones de sueño y alimentación de todos los animales, incluidos los seres humanos. Existen patrones claros de actividad de las ondas cerebrales, producción de hormonas, regeneración celular y otras actividades biológicas relacionadas con este ciclo diario.

La mayoría de las personas se despiertan por la mañana y se van a dormir por la noche: día tras día. Dado que nuestros ciclos de sueño y vigilia son tan importantes, se rigen por un reloj estrechamente controlado llamado ritmo circadiano. Un estudio reciente sugiere que el ritmo circadiano podría controlar algo más que nuestros ciclos de sueño y vigilia.

Ciclo circadiano

El ciclo circadiano y la luz

El ritmo circadiano, que es nuestro reloj interno de 24 horas, está regulado por la presencia o ausencia de luz. Nuestros ojos perciben la luz y transmiten mensajes al cerebro diciéndoles que es hora de despertarse y estar atentos. Por otro lado, cuando no hay luz, nuestros cuerpos producen melatonina, un producto bioquímico que le indica al cuerpo que es hora de regenerarse y dormir.

La percepción de la luz hace que nuestro ritmo circadiano funcione. Hasta hace poco, los científicos habían asumido que sus dos tareas principales eran controlar los hábitos de sueño y alimentación, pero un estudio reciente sugiere que el ritmo circadiano podría desempeñar un papel importante en nuestro desarrollo.

El reloj interno debe estar sincronizado con la hora del día. La luz es el temporizador más fuerte para esto. La luz ambiental se puede usar para sincronizar el reloj interno. Los efectos de esta sincronización a menudo pueden explicarse por el curso de la luz natural, que representa evolutivamente el único temporizador de luz. Así, especialmente la luz brillante en las horas del mediodía puede prevenir un cansancio por la tarde.

Se puede encontrar una correspondencia en la irradiación de luz diurna más alta a la hora del almuerzo. La luz blanca con un alto porcentaje de luz de color azul o alta, que corresponde a la luz dispersada de una luz de día azul, puede llevar a un mayor estado de alerta y atención. Incluso por la noche, este efecto se puede utilizar para lograr un mayor estado de alerta a pesar de la hora que sea.

En el lugar de trabajo, la luz con un mayor porcentaje de azul puede evitar la somnolencia durante el día. Al mismo tiempo, se puede mantener una noche de sueño más reparador cuando se utiliza una luz tenue al atardecer y la oscuridad durante la noche. Por otro lado, la luz puede inducir fases de vigilia no deseadas cuando, por ejemplo, si se enciende una luz azul del baño por la noche, lo que puede provocar insomnio a corto plazo.

La influencia de la luz

Estudios sobre el ritmo circadiano

Para descubrir qué procesos están regulados principalmente por el ritmo circadiano, los investigadores han criado moscas de la fruta que tenían mutaciones en el gen del ritmo circadiano. Este gen produce una hormona asociada con el sueño y la vigilia.

Cuando se interrumpieron en todo el cuerpo, las moscas se desarrollaron normalmente, pero mostraron un comportamiento anormal y no siguieron un ciclo rítmico de sueño y vigilia. Sin embargo, cuando el gen se rompió en un solo tejido, los resultados fueron mucho más devastadores. Las moscas de la fruta no se desarrollaron en absoluto y murieron en la fase larvaria temprana de desarrollo.

Kirst King-Jones, uno de los coautores del estudio, declaró: “Nos dice que apagar un reloj mientras los otros continúan trabajando es mucho peor que apagar todos los relojes: tendrás menos daño pero más pérdidas”.

¿Cómo es posible que romper el reloj en un solo tejido tenga un efecto más dramático que romper todos los relojes del cuerpo? Los científicos todavía están tratando de descubrir qué hay detrás de este rompecabezas. Sin embargo, los resultados son claros: los ritmos circadianos afectan más que solo cuando dormimos y estamos despiertos.

Estudio con moscas

El desarrollo

Este estudio muestra claramente lo que los investigadores han sospechado durante mucho tiempo: el ritmo circadiano influye mucho más que la sincronización de los procesos y es más que un reloj interno. De hecho, hay varios tipos diferentes de ritmos en nuestro cuerpo que están regulados y vinculados a casi todos los procesos de nuestro cuerpo.

Al igual que las personas trabajan y comen a cierta hora, nuestras células están diseñadas para realizar ciertas actividades en el momento óptimo del día. Sobre la base de esta nueva investigación, el crecimiento y el desarrollo de la fase embrionaria dependen de que nuestros relojes internos sigan funcionando.

Los ritmos innatos de nuestro cuerpo resultan estar más interconectados de lo que habíamos pensado previamente. Nuestros síndromes no funcionan de manera independiente, sino como partes de un todo y deben tratarse como tales. El ritmo circadiano no es una excepción.

El reloj interno

Hormonas reguladas por el ciclo circadiano

Biológicamente, estos procesos funcionan al liberar o suprimir ciertas hormonas (melatonina, cortisol, serotonina, etc.) que son responsables de la fatiga, el estrés o el rendimiento. Las células ganglionares fotosensibles se activan, de modo que la influencia de la luz en el equilibrio hormonal puede detectarse directamente a través de las concentraciones de hormonas en la sangre.

Regulación de las hormonas:

• El nivel de cortisol, que aumenta al comienzo del día y aumenta la actividad del ser humano y, por tanto, el estado de alerta. También regula los niveles de atención de las personas. Es por eso que el cortisol se lo considera como una hormona del estrés.
• El nivel de melatonina, que aumenta bruscamente durante la noche o en la oscuridad y se reduce considerablemente durante el día. La melatonina es también llamada hormona del sueño.
• La temperatura corporal como consecuencia de la actividad del organismo. El curso del nivel de melatonina en la sangre divide el día de 24 horas en un día biológico (día de trabajo, la fase ergotrópica) y una noche biológica (día de descanso, la fase trofotrópica).

Regulación hormonal

Los problemas de sueño e incluso las enfermedades pueden ocurrir cuando el reloj interno se altera artificialmente y por un largo tiempo. Un ejemplo de esto es el cambio constante en el trabajo por turnos, que puede causar un jet lag permanente debido a la iluminación nocturna en el lugar de trabajo y la oscuridad creada artificialmente durante el día y, por lo tanto, puede provocar problemas de salud. Dicho cambio se puede sincronizar de nuevo mediante el curso de la luz correctamente configurado.