¿Cómo marcan el tiempo nuestros cuerpos? Según una nueva investigación, es posible que nuestros órganos individuales y relojes centrales trabajen juntos a través de un proceso conocido como oscilación acoplada.
A menudo hablamos del ritmo circadiano como si fuera un único reloj. Sin embargo, nuestros relojes internos son mucho más complicados. De hecho, cada sistema de órganos e incluso cada célula de nuestro cuerpo tienen su propio cronometraje interno, con diferentes tareas a realizar según un horario distinto. Una nueva investigación en cronobiología sugiere que un fenómeno conocido como oscilación acoplada puede ser clave para entender cómo los diferentes relojes de nuestro cuerpo coordinan actividades y tiempos entre sí.
Coordinación de diferentes señales
Un nuevo experimento con moscas de la fruta ha arrojado luz sobre cómo los relojes centrales y periféricos (no centrales) pueden trabajar juntos para regular estrechamente diversos procesos biológicos. Los huevos de la mosca de la fruta eclosionan siempre por la mañana, un proceso controlado tanto por la glándula protorácica como por las neuronas del reloj central del cerebro de las moscas. La glándula protorácica es similar a la glándula suprarrenal del cuerpo humano, ya que produce hormonas corticosteroides que intervienen en la sincronización de diversas actividades. En este caso, la glándula protorácica produce una hormona llamada ecdisona, que indica a los huevos que inicien el proceso de eclosión.
Sabemos que ambos sistemas son necesarios para que los huevos de luciérnaga eclosionen, porque si se interrumpe cualquiera de ellos en un laboratorio científico, la eclosión se descoordinará y ocurrirá en momentos aleatorios. Los investigadores creen que esta acción coordinada se ve facilitada por otro grupo de neuronas llamadas neuronas PTTH. Los relojes central y periférico pueden comunicarse y, en última instancia, trabajar juntos para conseguir el efecto deseado.
¿Qué es un oscilador acoplado?
¿Cómo funciona exactamente un oscilador acoplado? Imaginemos dos relojes de péndulo uno al lado del otro. La mayoría de los relojes de péndulo tienen una sincronización ligeramente diferente, por lo que los péndulos no suelen estar sincronizados. Sin embargo, a veces los péndulos se mueven juntos, aunque sólo sea durante un breve espacio de tiempo. Este movimiento doble se conoce como oscilación acoplada. Dos sistemas diferentes emiten un patrón que ocasionalmente se alinea. Los mayores efectos se producen cuando los dos patrones están acoplados, es decir, funcionan sincronizados como dos relojes de péndulo que se mueven juntos.
En biología, este sistema se utiliza para controlar los ritmos cerebrales y diversas actividades. Nuevas investigaciones en cronobiología sugieren que también puede ser importante para determinar otros patrones. Nuestro cuerpo necesita a menudo que sus actividades estén influidas o controladas por más de un mecanismo, y ahí es donde la oscilación acoplada resulta tan útil. Según el investigador Christian Wegener
«Ésta es la primera descripción experimental completa de una vía que vincula los relojes circadianos y demuestra que el modelo de oscilador acoplado es realmente cierto en ciertos casos».
En otras palabras, es la primera vez que se relacionan los osciladores acoplados con la cronobiología y nuestros relojes internos.
Los ritmos de la vida
Comprender mejor cómo se alinean los distintos relojes internos podría mejorar la salud de muchas maneras. Por ejemplo, se podrían programar los medicamentos para que fueran más eficaces y tuvieran menos efectos secundarios, o se podría encontrar por fin una causa -y, por tanto, una cura- para los trastornos del sueño. Nuestros relojes están tan integrados en la vida que aprender más sobre ellos tiene un potencial casi infinito.
La vida tiene un ritmo característico, tanto en la naturaleza como en la biología. El sol sale y se pone todos los días; la luna atraviesa fases en intervalos de 28 días. La vida se sincroniza tanto con los relojes del mundo exterior como con nuestros propios impulsos y exigencias internas. Los osciladores acoplados presentan una posible forma de que todos estos ciclos se coordinen para mantener nuestros cuerpos en hora y en el buen camino.
