Desde hace varios años se estudian formalmente en México los ritmos biológicos, los cuales regulan funciones esenciales del organismo. Hoy se sabe que las alteraciones en estos ritmos están relacionadas con algunos trastornos como el insomnio, el síndrome metabólico y la depresión.

Raúl Aguilar Roblero, investigador del Instituto de Fisiología Celular de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), ha enfocado su trabajo a entender los ritmos circadianos (que siguen el ciclo de 24 horas) en los mamíferos, como modelo para entender sus significados en la regulación fisiológica.

Todas las funciones de nuestro cuerpo están reguladas por relojes biológicos, genes que cumplen una función similar a un reloj, regulando el momento en el que, por ejemplo, actuarán ciertas hormonas para activar las funciones metabólicas. Lo que estudiamos son las bases biológicas de estos ritmos, indica el especialista, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias.

El experto explica que es como si en cada uno de los rincones del cuerpo se colocara un reloj y en condiciones normales funcionaran de manera sincronizada, pero cuando la maquinaria está desfasada o desalineada se presenta una enfermedad. En otras palabras, es como si el reloj de la cocina señalara que ya es hora del café, pero el de la recámara indicara que no, que faltan dos horas para despertar.

Propensión a infecciones

Si los relojes no funcionan de forma correcta, a largo plazo se deteriora el organismo. Simplemente con una noche sin dormir, por ejemplo, una persona es más propensa a las infecciones. Siempre han existido el insomnio, la depresión o las sensaciones de angustia, pero no sabíamos que tenían que ver con nuestros ritmos biológicos.

Raúl Aguilar, adscrito al departamento de neurociencia cognitiva, dice que recientemente se descubrió que existen grupos de genes denominados genes relojes. El primer reporte de estos genes en mamíferos se publicó en 1997 y a la fecha se han encontrado varias familias de ellos.

Por ejemplo, todas las mañanas una hormona, el cortisol, eleva sus niveles para que la persona pueda levantarse, pero cuando se cambia el horario, esto es, cuando se adelanta o se atrasa el reloj terrestre, como el cuerpo sigue liberando a la misma hora la hormona, es más difícil levantarse.

El doctor en investigación biomédica básica indica en entrevista que hay animales que tienen días de 23 horas, mientras el humano tiene días de 25 horas. A esos ritmos biológicos cercanos a 24 horas terrestres también se les conoce como circadianos y se comenzaron a estudiar a partir de la primera mitad del siglo XX.

El doctor Raúl Aguilar, investigador del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, emplea técnicas moleculares y electrofisiológicas para rastrear los orígenes y la expresión de los ritmos circadianos en el cerebroFoto Elizabeth Ruiz Jaimes/ AMC

“Lo que busco en mi laboratorio –dice– es conocer cómo funcionan esos relojes en el cerebro y entender su funcionamiento en el cuerpo.”

Aguilar Roblero señala que en un principio él y su equipo de colaboradores pensaron que esos relojes estaban en una sola zona del cerebro, pero pronto se dieron cuenta de que no era así; por el contrario, comprobaron que se hallan en todas las células. Son parte del engrane genético que hace, por ejemplo, que se consuma más azúcar, que las células se reproduzcan ordenadamente cada día y controlen el desarrollo del sistema nervioso.

Los ritmos circadianos no son directamente esenciales para la vida, pero sí para la salud. Esto lo hemos visto en personas que tienen horarios rotatorios de trabajo, que laboran en la noche o viajan mucho, como los pilotos o sobrecargos, que tienen mayor propensión a ciertas enfermedades. Simplemente una noche sin dormir hace a uno más propenso a una infección. También afecta comer en horarios irregulares.

Exposición a la luz eléctrica antes y después de que salga el sol

Raúl Aguilar apunta que el desfase de los ritmos biológicos se debe a que las sociedades han adquirido malos hábitos como estar expuestos a la luz eléctrica antes y después de que salga el sol, o bien, comer cuando se puede.

Precisa que los estudios que efectúa son para conocer lo que hacen esos genes reloj en otras partes de la célula nerviosa. Lo que eventualmente es un cambio de niveles de proteína en el citoplasma de la célula se vuelve una modificación en el patrón de disparo de las neuronas. La razón es que durante el día la frecuencia de impulsos eléctricos es muy rápida, pero por la noche baja.

La metodología empleada por Aguilar Roblero en la investigación es una combinación de técnicas moleculares y electrofisiológicas entre las que están la cuantificación de ARN mensajero, el cultivo de células nerviosas, la inmunohistoquímica, el mapeo de vías neurales y el registro de la actividad eléctrica en una sola célula o en grupos de neuronas, que incluyen además el registro conductual de la ritmicidad circadiana en modelos animales.

La parte experimental está centrada en el estudio del núcleo supraquiasmático del cerebro (el cual funciona como un sistema de marcapasos que se sincroniza mediante la información luminosa). Con esas técnicas hemos rastreado las salidas del reloj desde los genes, ya llegamos a la membrana celular, eventualmente vamos a ver a qué otras partes del cerebro se están conectando y cómo están controlando las funciones para generar conductas específicas, como tener sueño o hambre.