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Vida y Salud / « Los descubridores del ‘reloj interno’ del cuerpo, Nobel de Medicina de 2017»
    Fecha: 02 de Octubre del 2017 | Reportero(a) Manuel Cabrera

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*Los premiados son los estadounidenses Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young
Los descubridores del ‘reloj interno’ del cuerpo, Nobel de Medicina de 2017
Los descubridores del ‘reloj interno’ del cuerpo, Nobel de Medicina de 2017

 
VIDEO CIENTIFICO ABAJO

Los científicos estadounidenses Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young han ganado hoy el premio Nobel de Medicina de 2017, "por sus descubrimientos de los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano", según el jurado del Instituto Karolinska de Estocolmo, responsable del galardón. El premio está dotado con nueve millones de coronas suecas, unos 940.000 euros.

Gracias en parte a su trabajo, hoy se sabe que los seres vivos portan en sus células un reloj interno, sincronizado con las vueltas de 24 horas que da el planeta Tierra. Muchos fenómenos biológicos, como el sueño, ocurren rítmicamente alrededor de la misma hora del día, gracias a este reloj interior. Su existencia fue sugerida hace siglos. En 1729, el astrónomo francés Jean-Jacques d´Ortous de Mairan observó el caso de las mimosas, unas plantas cuyas hojas se abren durante el día hacia la luz del Sol y se cierran al atardecer. El investigador descubrió que este ciclo se repetía incluso en una habitación a oscuras, lo que sugería la existencia de un mecanismo interno.

En 1971, Seymour Benzer y su estudiante Ronald Konopka, del Instituto de Tecnología de California, dieron un salto trascendental en la investigación. Cogieron moscas del vinagre e indujeron mutaciones en su descendencia con sustancias químicas. Algunas de estas nuevas moscas presentaban alteraciones en su ciclo normal de 24 horas. En unas era más corto y en otras era más largo, pero en todas ellas estas perturbaciones se asociaban a mutaciones en un solo gen. El descubrimiento podría haber merecido el Nobel, pero Benzer murió en 2007, a los 86 años, por una apoplejía. Y Konopka falleció en 2015, a los 68 años, de un ataque al corazón.

La comunidad científica ha constatado la importancia de este mecanismo en la salud humana

El Nobel, finalmente, se lo han llevado Hall (Nueva York, 1945), Rosbash (Kansas City, 1944) y Young (Miami, 1949). Los tres utilizaron más moscas en 1984 para aislar aquel gen, bautizado "periodo" y asociado al control del ritmo biológico normal. Posteriormente, revelaron que este gen y otros se autorregulan a través de sus propios productos —diferentes proteínas— generando oscilaciones de unas 24 horas. Fue “un cambio de paradigma”, en palabras del neurocientífico argentino Carlos Ibáñez, del Instituto Karolinska. Cada célula tenía un reloj interno autorregulado.

La comunidad científica ha constatado desde entonces la importancia de este mecanismo en la salud humana. Este reloj interior está implicado en la regulación del sueño, en la liberación de hormonas, en el comportamiento alimentario e incluso en la presión sanguínea y la temperatura corporal. Si, como ocurre en las personas que trabajan en turnos de noche, el ritmo de vida no sigue este guión interno, puede aumentar el riesgo de sufrir diferentes enfermedades, como el cáncer y algunos trastornos neurodegenerativos, según destaca Ibáñez.

“El sueño es vital para la función cerebral normal. Las disfunciones circadianas se han vinculado a trastornos del sueño, a depresiones, al trastorno bipolar, a la función cognitiva, a la formación de la memoria y a algunas enfermedades neurológicas”, añade el neurocientífico del Karolinska. El síndrome del cambio rápido de zona horaria, más conocido como jet lag, es una muestra clara de la importancia de este reloj interno y de sus desajustes.

Las disfunciones del ritmo circadiano se han vinculado a trastornos del sueño, a depresiones y al trastorno bipolar

El investigador del Karolinska pone un ejemplo con un ciclo de 24 horas, en el que el reloj interno anticipa y adapta la fisiología del organismo a las diferentes fases del día. Si la jornada comienza con sueño profundo y una temperatura corporal baja, la liberación de cortisol al amanecer aumenta el azúcar en sangre. El cuerpo prepara sus energías para afrontar el día. Cuando cae la noche, con un pico de presión sanguínea, se segrega melatonina, una hormona vinculada al sueño.

Estos ritmos internos se conocen como circadianos por las palabras latinas circa, alrededor, y dies, día. La comunidad científica sabe ahora que estos guiones moleculares “alrededor del día” surgieron muy pronto en los seres vivos y se conservaron a lo largo de su evolución. Existen tanto en formas de vida de una sola célula como en organismos multicelulares, como hongos, plantas, animales y seres humanos.

En el momento de su descubrimiento, Hall y Rosbash trabajaban en la Universidad Brandeis, en Waltham, y Young investigaba en la Universidad Rockefeller, en Nueva York. Su reconocimiento sigue la tónica de los premios suecos. Los hombres han ganado el 97% de los Nobel de ciencia desde 1901. En la categoría de Medicina, la estadística mejora ligeramente: 12 de los 214 galardonados son mujeres: el 5,6%.

Miles de relojes biológicos mantienen en hora el cuerpo humano


Ya sabíamos que nuestro cerebro esconde un eficaz reloj biológico, que dicta que por la noche tengamos sueño o al mediodía nos entre el hambre. Pero ese no es nuestro único cronómetro interno, según nos han descubierto recientes estudios genéticos: hay miles de relojes biológicos ocultos por el resto del organismo dirigiendo actividades específicas en el corazón, el páncreas, la piel, los pulmones… Mantener sincronizados estos otros relojes con el cerebral, gracias a una puntual rutina diaria, ayuda a controlar el peso y puede optimizar tratamientos como la quimioterapia contra el cáncer.

Ciclos circadianos

El cuerpo humano nace de serie con un reloj biológico que lo sincroniza con el ritmo de la naturaleza. Este cronómetro corporal nos ata a los ciclos circadianos de luz y oscuridad, debidos a la rotación de la Tierra en su recorrido alrededor del sol. Nuestro reloj interior nos pone a dormir al anochecer y nos despierta con el alba. Estos ciclos de 24 horas no solo determinan los ritmos de sueño, también repercuten en la regulación de la temperatura, la producción de hormonas o las funciones del aparato digestivo.

El primero en investigar sobre ritmos circadianos fue el astrofísico francés Jean-Jacques Dortous de Mairan en 1729, cuando diseñó un experimento para determinar si los seres vivos mantenían estos ciclos. Primero, Mairan observó como una planta de mimosa abría sus hojas durante el día y las cerraba de noche. Después, comprobó como esa misma planta seguía la pauta en la oscuridad absoluta de un armario (al menos durante un tiempo). Algo en el interior del vegetal parecía mantener aquella apertura y cierre diarios.

1_Reloj biologico

La planta mimosa fue uno de los primeros seres vivos donde se descubrió el ritmo circadiano. Crédito: Elba Cabrera.

No fue hasta la década de 1970 cuando se ubicó el reloj circadiano en humanos. Está en el núcleo supraquiasmático, una estructura cerebral localizada detrás de los ojos, en el hipotálamo, que detecta las señales luminosas que entran por las pupilas, distinguiendo cuando es de día y cuando es de noche. El núcleo supraquiasmático envía señales por el cerebro y el cuerpo, que controlan los cambios diarios de presión arterial, temperatura, nivel de actividad y estado de alerta, y también le indican a la glándula pineal del cerebro cuando liberar melatonina, algo que solo ocurre por la noche, para inducir el sueño.

Puntualidad genética

Gracias al avance en la investigación a nivel genético, hoy sabemos que además de este reloj central, situado en el cerebro, hay muchos otros relojes periféricos repartidos por todo el cuerpo, que controlan la actividad de zonas específicas. Estos miles de relojes periféricos funcionan de forma parecida al reloj central, pero de manera concreta sobre el corazón, el hígado, el páncreas o la piel, en lugar de actuar sobre todo el organismo.

El reloj circadiano influye en muchos de los procesos fisiológicos del cuerpo humano. Crédito: Wikimedia Commons

El reloj circadiano influye en muchos de los procesos fisiológicos del cuerpo humano. Crédito: Wikimedia Commons

Así, en respuesta a un estímulo externo, los genes del interior de las células que forman estos órganos o tejidos se activan y provocan actividad celular (despiertan funciones concretas de esos órganos o tejidos). Cada zona tiene su hora de mayor y menor ajetreo, porque como explica el cronobiólogo John Hogenesch de la Universidad de Pennsylvania (EEUU), que en 2014 publicó el atlas de los genes circadianos del ratón, la actividad de casi la mitad de todos los genes de mamíferos varía de forma regular a lo largo del día. Por ejemplo, en los pulmones reducen su actividad por la noche, por lo que entonces es más probable sufrir un ataque de asma.

En el año 2000, un estudio en ratones determinó que los relojes periféricos pueden desacoplarse del central con solo cambiar los horarios de las comidas. Para conseguirlo, alimentaron a los roedores solo de día, cuando suelen estar dormidos. Los ratones con los relojes desacoplados engordaban más, comiendo lo mismo, que los que los tenían sincronizados.

En los humanos sucede algo parecido. Según un estudio de la nutricionista Gerda Pot, del King’s College de Londres, que analizó los hábitos de 5000 ingleses, con datos recogidos desde 1946, los adultos que no comen de forma regular tienen mayor riesgo de sufrir problemas cardiovasculares y diabetes. Además, la presencia de diabetes, obesidad y problemas cardiovasculares entre trabajadores nocturnos es mayor. Y las personas que no mantienen un horario regular para alimentarse, o aquellas que viven de noche y duermen de día, experimentan más alteraciones como fatiga crónica o falta de apetito.

Ventajas de la rutina

Para mantener en hora todos los relojes biológicos, lo idóneo es llevar una rígida rutina diaria respecto al descanso, la actividad física y la alimentación. Frente a la mala prensa, en este caso una vida monótona ayuda al buen el funcionamiento del organismo. Tener los relojes corporales sincronizados controla el peso y puede ser fundamental para optimizar determinados tratamientos. Por ejemplo, tomar las pastillas para la tensión antes de irse a dormir, en lugar de por la mañana, es más efectivo.

En el caso de los tratamientos contra el cáncer, suministrar la quimioterapia según los ritmos corporales puede tener importantes ventajas. Las células cancerígenas se caracterizan por ser arrítmicas y duplicarse constantemente, en un cuerpo que bien sincronizado mantiene sus ciclos. Dar quimioterapia en el momento adecuado podría atacar el tumor con menos efectos secundarios para el resto del órgano o tejido, si no está activo. Y para eso hay que conocer al detalle el ritmo de su reloj biológico específico.


https://elpais.com/elpais/2017/10/02/ciencia/1506930333_130980.html

 

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