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Con esta entrada comienzo una serie sobre uno de los temas que más me apasionan, por su influencia tanto a nivel del universo, del mundo entero, incluidas todas las criaturas que habitamos en él.
Un poco de historia sobre los ritmos circadianos
Algunas de las primeras pruebas relacionadas con los ritmos circadianos provienen de estudios en plantas.
En 1729, el científico Jean-Jacques d’Ortous de Mairan llevó a cabo un experimento simple: Mantener una planta en un ambiente oscuro, le permitió observar que las características que la planta desarrollaba durante el día y la noche, en cuanto a la apertura y cierre de las hojas se mantenían, a pesar que la planta no tenía acceso a la luz solar.
Antes de dicho experimento, se asumía que eran las variaciones de la luz y la oscuridad del medio ambiente lo que generaba estos efectos.
Sin embargo, este experimento demostró que un factor distinto al medio ambiente de la planta, posiblemente, un elemento interno, podría explicar este fenómeno.
Ritmos circadianos y los ciclo de 24 horas
La palabra circadiana, proviene de los términos latinos, circ? (alrededor) y dies (día).
En la actualidad, el término se utiliza para los acontecimientos biológicos que se repiten como es de esperarse una vez cada 24 horas.
Los primeros estudios han demostrado que las personas aisladas de la luz y la oscuridad durante semanas siguen manteniendo un ciclo donde el descanso (sueño) y la actividad (despertar) se alternan en un período de aproximadamente 24 horas.
La persistencia del ciclo sueño/vigilia, en ausencia de cambios diarios en el medio ambiente, sugiere que el ser humano tiene un reloj biológico interno que influye en su comportamiento.
Por esta razón, los ritmos circadianos se refieren a lo endógeno.
Es decir, que se generan dentro de nuestros cuerpos por un mecanismo de sincronización interna: Un reloj circadiano.
En los seres humanos, los ritmos circadianos se observan en las variaciones normales en:
La temperatura del cuerpo
las hormonas (cortisol, melatonina)
El estado de alerta
La frecuencia cardíaca
El estado de ánimo
La vigilia
La memoria
Influencia de los ritmos circadianos del cuerpo
Casi todos los aspectos de la fisiología, tanto humana, vegetal como animal, son afectado por los ritmos circadianos incluyendo:
Ciclos de sueño-vigilia
La alternancia periódica de sueño y despertar es uno de los ritmos diarios observados más fácilmente.
En personas normales que están activas y funcionando durante el día, dos procesos interactúan para mantenerlos despiertos durante aproximadamente 16 horas y dormidos durante aproximadamente 8 horas:
Un proceso homeostático: Mantiene un registro de la necesidad de dormir, aumento de la presión por dormir mientras uno se mantiene despierto más tiempo.
En otras palabras, cuanto más tiempo has estado despierto, mayor será el deseo por dormir
Un proceso de reloj circadiano: proporciona fuertes señales fisiológicas que favorecen el sueño o despertar en momentos específicos del día.
Esto significa que ciertos momentos del día es mejor para el sueño que otros
En un sentido práctico, la interacción de estos dos procesos puede explicar por qué muchos trabajadores del turno de noche tienen problemas para dormir lo suficiente en el día a pesar de haber estado despiertos durante 16 horas o más.
Y tener que dormir en momentos en que los marcapasos circadiano promueven la vigilia puede llevar a períodos de sueño más cortos y perturbados.
Edad
Desde la infancia hasta la vejez, los cambios de los marcapasos circadianos, afectan los patrones de sueño que tenemos en nuestras vidas.
En respuesta a las señales de sus relojes circadianos, los adolescentes pueden preferir ir a la cama y despertarse más tarde.
A medida que la edad avanza, ocurre lo contrario: Nos acostamos y nos amanece más temprano y el sueño se vuelve más ligero.
Curiosamente, animales de laboratorio con mutaciones en los genes del reloj circadiano pueden mostrar no solo los ritmos circadianos alterados, sino también signos de envejecimiento prematuro.
Temperatura del cuerpo
La temperatura central del cuerpo también sigue un ritmo circadiano definitivo: Al final de la tarde, la temperatura puede ser un grado centígrado más elevado que en la mañana.
De hecho, la regulación de la pérdida de calor por todo el cuerpo sigue un ritmo circadiano, que está estrechamente relacionado con el sueño y la somnolencia.
Antes de acostarse, los sensores de temperatura del cuerpo pueden detectar una disminución gradual de la temperatura corporal y un aumento de temperatura en las extremidades (manos y pies) que están estrechamente asociados con la iniciación del sueño.
Los niveles de sueño más profundo, en la madrugada, normalmente ocurren al mismo tiempo que se da un mínimo en la temperatura central del cuerpo.
Producción de hormonas
Algunas hormonas están más estrechamente asociadas con ritmos circadianos que otras.
La melatonina muestra un fuerte ritmo circadiano, que por lo general tiene sus picos durante la noche.
El cortisol afecta a muchas funciones corporales, incluyendo el metabolismo y la regulación del sistema inmune.
Sus niveles son más elevados por la mañana y disminuyen gradualmente durante todo el día hasta alcanzar su punto mínimo temprano en la noche.
Sistema cardiovascular
La mayoría de los accidentes cerebrovasculares y ataques al corazón ocurren en la mañana, más que en cualquier otro momento del día.
La presión arterial también sube por la mañana y permanece elevada hasta el final de la tarde, a partir de ese momento, disminuye y alcanza su nivel más bajo durante la noche.
Tolerancia al dolor
Tolerancia de dolor es más elevada en la tarde, por ejemplo, el dolor de diente se nota menos en horas de la tarde.
Ciclo menstrual
Las mujeres reportan cambios en su sueño lo largo del ciclo menstrual con mayores alteraciones en el sueño justo antes de la menstruación.
De hecho, los trastornos del sueño son uno de los criterios para diagnosticar el síndrome disfórico premenstrual (TDPM).
Curiosamente, los cambios en los ritmos circadianos relacionados con la temperatura del cuerpo que se producen durante el ciclo menstrual y la interrupción de la producción de melatonina puede ocurrir en el trastorno, se asocian con el síndrome disfórico premenstrual.
Esto ha llevado a los científicos a investigar más a fondo la base biológica de estos cambios y la relación entre el reloj circadiano y el ciclo menstrual.
Medicamento
Los científicos están estudiando cómo los ritmos circadianos afectan la forma del cuerpo para utilizar los medicamentos.
Un hallazgo es que se necesita menos anestesia para causar somnolencia cuando se administra por la tarde.
Los ritmos circadianos en la función de los tejidos individuales significa que un fármaco administrado en la misma formulación y dosis puede tener efectos muy diferentes cuando se administra en diferentes momentos del día.
Por lo tanto, la cronoterapia armoniza el tratamiento con los ritmos circadianos endógenos para lograr la máxima eficacia. Por ejemplo:
Medicación para la presión arterial: Los cambios importantes en la frecuencia cardíaca y la presión arterial que ocurren alrededor del momento de despertar en parte podrían explicar el aumento de riesgo de ataque cardíaco o accidente cerebrovascular en la mañana.
La medicación tomada antes de acostarse, se libera en las horas de circulación sanguínea posteriormente y es más eficaz durante las horas de la madrugada, cuando la presión arterial y la frecuencia cardíaca comienzan a subir.
La presión desciende en la noche, también disminuye la concentración de la droga
Tratamiento contra el cáncer: La aplicación de la cronoterapia para la quimioterapia en el tratamiento de cáncer pretende entregar medicamentos en tiempos de máxima tolerabilidad y eficacia y mínima toxicidad.
Otras condiciones como la artritis reumatoide, asma y fiebre del heno puede también tratarse con eficacia mediante cronoterapia.
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En la próxima semana veremos los efectos de la luz en los ritmos circadianos, por favor suscribete a mi página para recibir las novedades.
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