Ritmos Circadianos

El estudio de los ritmos circadianos merece el premio Nobel de medicina

La academia sueca ha otorgado el Premio Nobel de Medicina 2017 a Jeffrey Hall1 de la Universidad de Maine, Michael Rosbash2 de la Universidad de Brandeis y Michael Young3 de la Universidad Rockefeller, los tres norteamericanos, por sus investigaciones sobre los mecanismos moleculares que regulan los ritmos circadianos en los seres humanos.

Es de dominio común que todos los seres vivos, animales y plantas, adaptamos nuestra actividad diaria a la rotación de la Tierra; es decir, acomodamos nuestra conducta y nuestro metabolismo según estemos dormidos o despiertos, dado que disponemos de un reloj biológico interno que nos permite anticiparnos y adaptarnos a las necesidades fisiológicas de cada momento del día y de la noche4.

En el siglo XVIII, el astrónomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan descubrió que las hojas de las mimosas se abrían hacia el sol durante el día y se cerraban al anochecer aunque fueran colocadas en un lugar permanentemente oscuro. De ahí, dedujo que  aquellas plantas debían tener su propio reloj biológico. Con posterioridad, se descubrió que los animales también disponían de un reloj biológico que modificaba ciertos componentes de la homeostasis a requerimientos horarios específicos. Este fenómeno se denomina ritmo circadiano y se aplica tanto a la secreción de varias hormonas como al ritmo cardiaco, a la presión arterial, al sueño, a la temperatura corporal, el metabolismo e, incluso, el comportamiento. Así, nuestro bienestar se ve alterado cuando se pierde la sincronización entre el reloj biológico interno y el entorno ambiental, tal como sucede por ejemplo cuando atravesamos varias zonas horarias en un corto espacio de tiempo (jet lag)4. De hecho, parece ser que los desajustes horarios de nuestro reloj interno comportan un mayor riesgo de padecer algunas enfermedades.

Sin embargo, el funcionamiento de la cronobiología no se conoció hasta que,  observando a las moscas de la fruta, los investigadores premiados recientemente aislaron un gen que controla el ritmo circadiano diario normal, y demostraron que este gen codifica una proteína, la proteína PER que se acumula en la célula durante la noche, y que luego se degrada durante el día mediante un circuito inhibitorio de retroalimentación regulando su nivel en un ritmo cíclico continuo. Así, cuando el gen del período es activo, un gen produce un tipo específico de ácido ribonucleico (RNA) que se transporta al citoplasma de la célula para la producción de la proteína PER. Esta se acumula en el núcleo de la célula y bloquea la actividad del gen del período nocturno correspondiente5.

Posteriormente, estos científicos –en concreto Michael Young- identificaron otro gen, doubletime, que codifica la proteína DBT que, a su vez, retrasa la acumulación de la proteína PER; lo cual explica cómo se ajusta el proceso para que coincida más estrechamente con un ciclo de 24 horas5. Durante los años siguientes se aclararon otros componentes moleculares del mecanismo de relojería, explicando su estabilidad y función. Por ejemplo, identificaron proteínas adicionales necesarias para la activación del gen del período, así como para el mecanismo por el cual la luz puede sincronizar el reloj5.

En resumen, el reloj biológico está involucrado en muchos aspectos de nuestra fisiología. Ahora sabemos que todos los organismos multicelulares, incluyendo humanos, utilizan un mecanismo similar para controlar los ritmos circadianos; y que una gran parte de nuestros genes están regulados por el reloj biológico y, en consecuencia, un ritmo circadiano cuidadosamente calibrado adapta nuestra fisiología a las diferentes fases del día con importantes implicaciones para nuestra salud y bienestar5.

Por otra parte, se da la afortunada circunstancia de que, desde hace más de 10 años, GOC Networking está participando en un proyecto –Cardiorisc- impulsado por la Sociedad Española de Hipertensión Arterial (SEH-LEHLA) cuyo propósito principal es estudiar los ritmos circadianos de la presión arterial mediante el registro de monitorizaciones ambulatorias de 24 horas (MAPA), al objeto de establecer la cronoterapia más adecuada a cada hipertenso; puesto que es sabido que los pacientes que experimentan un aumento de la presión arterial durante la noche (raisers) y los que no experimentan una reducción media del 10-20% (non-dippers) presentan, los primeros netamente más que los segundos, un riesgo cardiovascular significativamente más elevado6.

  1. Jeffrey C. Hall was born 1945 in New York, USA. He received his doctoral degree in 1971 at the University of Washington in Seattle and was a postdoctoral fellow at the California Institute of Technology in Pasadena from 1971 to 1973. He joined the faculty at Brandeis University in Waltham in 1974. In 2002, he became associated with University of Maine.
  2. Michael Rosbash was born in 1944 in Kansas City, USA. He received his doctoral degree in 1970 at the Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. During the following three years, he was a postdoctoral fellow at the University of Edinburgh in Scotland. Since 1974, he has been on faculty at Brandeis University in Waltham, USA.
  3. Michael W. Young was born in 1949 in Miami, USA. He received his doctoral degree at the University of Texas in Austin in 1975. Between 1975 and 1977, he was a postdoctoral fellow at Stanford University in Palo Alto. From 1978, he has been on faculty at the Rockefeller University in New York.
  4. https://www.xataka.com/medicina-y-salud/premio-nobel-de-medicina-2017-el-nobel-va-para-hall-rosbash-y-young-y-su-descubrimiento-de-los-ritmos-circadianos. Consultado el 1/10/2017.
  5. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2017/press.html.  Consultado el 1/10/2017.
  6. https://www.cardiorisc.com/CR/index.asp. Consultado el 10/10/2017.