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CRONOBIOLOGÍA: LA CIENCIA DE LOS RITMOS BIOLÓGICOS

por | Nov 22, 2023 | 0 Comentarios

La cronobiología es la ciencia que estudia los ritmos biológicos, es decir, los cambios cíclicos que se producen en los seres vivos a lo largo del tiempo. Estos ritmos están controlados por unos relojes biológicos, que se encuentran en todas las células del cuerpo.

Los ritmos biológicos tienen una gran importancia para la salud, debido a que regulan la actividad de muchas funciones corporales como, por ejemplo, el sueño, la alimentación, la temperatura corporal y la respuesta hormonal.

En este artículo te explicamos por qué la ciencia de la cronobiología está cobrando cada vez más importancia en el ámbito de la salud. También te revelamos cómo los trastornos de los ritmos biológicos pueden causar problemas de salud y cómo puedes sincronizarlos para disfrutar de un bienestar renovado.


LOS RELOJES BIOLÓGICOS


La existencia de un reloj biológico interno en los seres vivos es conocida desde antiguo. El astrónomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan estudió en el siglo XVIII la mimosa. Esta planta abre sus hojas de día, las dirige hacia el Sol en su recorrido y las cierra de noche. El científico francés se percató de que la mimosa seguía el mismo patrón cíclico de apertura y cierre de sus hojas, pese a encontrarse en una habitación oscura, donde no existía luz ambiental. Concluyó que un reloj misterioso estaba al cargo de ese ritmo biológico.

El ser humano posee un reloj biológico principal localizado en el núcleo supraquiasmático (NSQ) del hipotálamo. Se encarga de sincronizar el ritmo biológico interno con el ciclo diario día/noche, es decir, con la luz y la oscuridad. Además, el reloj biológico principal es responsable de sincronizar y coordinar el funcionamiento de los relojes biológicos periféricos.

Aparte del reloj principal, contamos con un sinfín de relojes biológicos periféricos, ubicados en todos los órganos y tejidos del cuerpo. Más aún, cada célula posee su propio reloj biológico. Uno de los relojes biológicos periféricos más estudiados es el digestivo.


EL RELOJ DIGESTIVO


Existen relojes periféricos en el hígado, páncreas, intestino y tejido adiposo que responden principalmente al estímulo de la comida, en particular, al momento y composición de la ingesta de nutrientes.

El reloj intestinal es esencial en la regulación de la composición y función de la microbiota mediante la regulación de patrones moleculares asociados a microbios (MAMP). Durante el ayuno nocturno, nuestras bacterias intestinales producen ácidos grasos de cadena corta (AGCC) como el butirato, que protege al intestino y regula los niveles de glucosa, o el propionato, que regula el metabolismo de la grasa en el hígado.

Durante el día, cuando nos alimentamos, nuestras bacterias secretan metabolitos ligados a la absorción de proteínas y lípidos. Por ejemplo, estimulan la transformación del triptófano en serotonina, una molécula que regula la motilidad intestinal y está vinculado con la producción de melatonina (la hormona del sueño).

El reloj digestivo también regula la secreción de hormonas que afectan el apetito y el metabolismo. La grelina se produce en el estómago y es responsable de estimular el apetito. La leptina se produce en el tejido adiposo y es responsable de suprimir el apetito. Los niveles de grelina y leptina fluctúan a lo largo del día de acuerdo con el ritmo circadiano. Las tasas de grelina son más altas en la mañana y disminuyen a lo largo del día. Los niveles de leptina son más bajos en la mañana y aumentan a lo largo del día.

 

Reloj intestinal


RITMO CIRCADIANO


Aunque existen más ciclos periódicos que ocurren a nuestro alrededor y a los que se ajusta nuestro organismo a través de su reloj biológico principal, como los ritmos circalunares (fases lunares), circanuales (estaciones), etc., el más estudiado e importante es el ritmo circadiano.

Se denomina ritmo circadiano al conjunto de cambios, puestos en marcha y dirigidos por el reloj biológico interno, que ocurren a nivel físico-mental con una periodicidad de 24 horas. Es resultado directo de la alternancia cíclica de luz y oscuridad ambiental, es decir, que responde principalmente a la luz y la oscuridad.

Uno de los mecanismos más conocidos de sincronización es la regulación de la producción de la hormona melatonina. El reloj biológico principal recibe a través del nervio óptico información sobre las condiciones ambientales de luminosidad. Al anochecer, el reloj biológico informa a la glándula pineal, localizada en el cerebro, para que segregue melatonina. Esta hormona se encargará de inducir el sueño.


LA CRONOBIOLOGÍA EN LA SALUD HUMANA


El ritmo circadiano está implicado en una amplia gama de procesos fisiológicos y conductuales diarios como el de sueño/vigilia, el hormonal, el metabólico, el digestivo, así como ritmos en el sistema inmunitario, en la temperatura corporal, la tensión arterial, etc.

El ritmo circadiano puede mantenerse durante un tiempo, pese a no existir las señales ambientales que ponen en marcha el reloj biológico. Exactamente como les sucede a las plantas de mimosa que, a pesar de permanecer en oscuridad, abren sus hojas como si fuera de día. Pero tiene un límite.

El comportamiento humano puede acabar desajustando el reloj biológico y como resultado el ritmo circadiano se alterará. Sin remedio acabaremos sufriendo ciertos trastornos como los del sueño, inmunitarios, metabólicos, etcétera.


CAUSAS DE LA DISRUPCIÓN DEL RITMO CIRCADIANO


Ciertos hábitos del estilo de vida moderno pueden producir una disrupción del ritmo circadiano.

👉Sedentarismo. La actividad física regular modula la expresión de genes que controlan el ritmo circadiano. Por tanto, la falta de actividad física puede llevar a desregulaciones en estos mecanismos genéticos.

👉Dieta no saludable. Ciertos nutrientes pueden modular la expresión de genes reloj en diferentes tejidos, como los ácidos grasos Omega 3. Una ingesta deficitaria en triptófano, el aminoácido precursor de la melatonina, puede afectar los niveles de esta hormona. La dieta pobre en fibra puede alterar la microbiota intestinal y alterar la producción de metabolitos encargados de ajustar el ritmo circadiano. Además, la ingesta desequilibrada de alimentos influye en la liberación de hormonas que están vinculadas al ritmo circadiano.

👉Horarios desordenados de alimentación. La disponibilidad constante de alimentos nos lleva a comer a todas horas, expandiendo la ventana de alimentación y alterando el reloj biológico. Comer menos durante el día y más por la noche también puede desincronizar los ritmos internos.

👉Estrés. El estrés puede interferir la producción de melatonina, la hormona que regula el sueño y el ritmo circadiano. Por otro lado, el estrés activa el eje HPA. Este eje regula la liberación de hormonas como el cortisol, la hormona del estrés. La liberación de cortisol sigue un patrón circadiano, alcanzando niveles más altos en la mañana y disminuyendo por la noche. Sin embargo, el estrés crónico puede provocar una hiperactividad del eje HPA, desregulando los patrones normales de liberación de cortisol y afectando el ritmo circadiano.

👉Falta de exposición a la luz del sol y la exposición a la luz artificial durante la noche. Estos hábitos, tan extendidos en la actualidad, interfieren la producción de melatonina, lo que se traduce en una desregulación del ciclo sueño/vigilia.

 

Ordenar horarios de comida para sincronizar relojes biológicos


CONSECUENCIAS DE LA DISRUPCIÓN DE LOS RITMOS BIOLÓGICOS


La disrupción del ritmo circadiano puede causar problemas de salud. Algunos ejemplos son:

✅El jet lag. Es un trastorno pasajero del ritmo circadiano que se produce cuando viajamos a través de diferentes zonas horarias.

✅Envejecimiento prematuro. El envejecimiento se asocia con una disminución de la función circadiana. Los desajustes de estos ritmos aceleran el proceso de envejecimiento.

✅Insomnio y fatiga diurna.

✅Trastornos del estado de ánimo y ansiedad.

✅Trastornos digestivos.

✅Obesidad.

✅Aumento de la permeabilidad intestinal, lo que genera inflamación sistémica crónica. Este proceso implica un mayor riesgo de desarrollar enfermedades crónicas, síndrome metabólico, enfermedades cardiovasculares y cáncer.


CÓMO SINCRONIZAR LOS RITMOS BIOLÓGICOS


La organización temporal del sueño y la alimentación, además de la incorporación de hábitos saludables como tener una vida activa, el contacto con la naturaleza y la exposición a la luz natural, son de crucial importancia para mantener estable nuestro sistema circadiano.

✔️Establecer un horario regular para dormir y despertarse.

✔️No olvidarse del contacto con la naturaleza y la exposición a la luz natural a lo largo del día. En la naturaleza, el espectro de luz azul de la radiación solar está elevado durante el día, se reduce al atardecer y tiende a desaparecer después del ocaso. Estos cambios de la luz azul son los que el organismo emplea para regular su ritmo circadiano. Lee nuestro artículo sobre los beneficios de la exposición al sol [Aquí].

✔️Evitar la luz artificial por la noche. El espectro azul predomina en la iluminación artificial, por lo que interfiere con la producción de melatonina y, como resultado, alteran el ritmo circadiano.

✔️Realizar ejercicio físico moderado regularmente. A ser posible, al aire libre.

✔️Establecer un horario regular para las comidas.

✔️Reducir el consumo de alimentos al atardecer y, por supuesto, cuando ha caído la noche. La ingesta calórica debe ser mayor en las horas con luz solar.

✔️Seguir una dieta rica en fibras fermentables. Consumir abundantes hortalizas y verduras.

✔️Ciertos genes relacionados con los relojes periféricos necesitan periodos de ayuno para su correcta expresión. Existe evidencia que demuestra que alargar el ayuno nocturno, cenando más temprano y/o desayunando más tarde (o lo que es lo mismo: comprimir la ventana de alimentación), promueve la expresión de los genes ligados a la regulación circadiana

✔️En la medida de lo posible, evitar el trabajo a turnos.


REFERENCIAS CIENTÍFICAS


Konturek PC, Brzozowski T, Konturek SJ (2011).
Gut clock: implication of circadian rhythms in the gastrointestinal tract. [Aquí].

Voight, R., Forsyth, C, Green, S. et Al. (2014). Circadian Disorganization Alters Intestinal Microbiota [Aquí]. 

West AC, Bechtold DA. (2015). The cost of circadian desynchrony: Evidence, insights and open questions. [Aquí].

Liu H, Liu Y, Hai R, Liao W, Luo X. (2022). The role of circadian clocks in cancer: Mechanisms and clinical implications. [Aquí].

Maury E. (2019). Off the clock: from circadian disruption to metabolic disease. [Aquí].

Marcheva, B., Ramsey, K., Peek, C. et al. (2013). Clocks and Metabolism. [Aquí].

Kirlioglu, S.S. and Balcioglu, Y.H. (2020). Revisited in Psychiatric Disorders: From a Translational Perspective. [Aquí].

Sobre Frank Pérez

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