Los ritmos circadianos, por definición, son cambios físicos y de comportamiento que siguen un ciclo de aproximadamente 24 horas y pueden persistir en ausencia de señales del entorno. Los ritmos circadianos persisten en un estado constante de oscuridad, pero la luz puede restablecerlos y suelen ajustarse al entorno. Estos ritmos se ajustan a la ingesta de alimentos, la pérdida de calor y la retención de calor, que forman parte de la regulación energética básica del organismo y de la actividad conductual. Los ritmos circadianos pueden dividirse en los siguientes ciclos durante un periodo de 24 días:

– Diurno – Activo durante el día (ejemplo: humanos)
– Nocturno – Activo durante la noche (ejemplo: gatos)
– Crepuscular – Activo durante las horas del amanecer y el atardecer (ejemplo: ciervo de cola blanca).

También se han estudiado otros ciclos. Entre ellos se incluyen:

– Ritmos infradianos – Ciclos que duran más de 24 horas, como los ciclos anuales de reproducción o migración de algunos animales.
– Ritmos de marea – Transición entre la marea alta y la marea baja.
– Ritmos lunares – Siguen el mes lunar, relevante para la vida marina.
– Ritmos ultradianos – Ciclos inferiores a 24 horas. Como el ciclo nasal o el ciclo REM.

Dentro de cada ciclo, hay un periodo de tiempo en el que un determinado proceso puede ser más activo que otros. Esto se denomina «acrofase». Si un proceso no es tan activo, entonces se llama «batifase». El SCN, o núcleo supraquiasmático, rige los ritmos circadianos que conforman el ciclo temporal biológico principal. El SCN tiene el tamaño aproximado de un grano de arroz y se encuentra justo encima del nervio óptico, en el hipotálamo. El SCN está conectado al nervio óptico, de modo que recibe las señales de luz y oscuridad de los receptores de luz de la retina del ojo. Esta información se envía a las glándulas pituitarias y a distintas zonas del hipotálamo. A continuación, hormonas como el cortisol y la melatonina se liberan en el torrente sanguíneo para controlar respuestas conductuales y fisiológicas, como la tensión arterial y la temperatura corporal.

Ritmos lunares

Los ritmos lunarespueden afectar al reloj interno modificando los patrones de sueño en los seres humanos cuando se miden en las condiciones altamente controladas de un protocolo de estudio circadiano de laboratorio sin señales horarias. Los ritmos lunares son un fenómeno que se alinea con el ciclo de un mes lunar. En algunos casos, estos ritmos pueden depender de señales externas, como una mayor o menor cantidad de luz lunar debido a las fases de la luna. Los ritmos lunares pueden contribuir a la falta de sueño de un individuo. Sin embargo, la pérdida de sueño es sólo una pieza del rompecabezas, ya que la dieta también puede verse afectada.

Cronobiología y dieta

Ingerir alimentos a destiempo puede conducir a la obesidad. La obesidad puede contribuir a la privación crónica de sueño, lo que puede provocar una serie de problemas que van más allá de la fatiga y la inquietud. Alterar el reloj biológico interno perturbará la señalización de los lípidos en el plasma que van a los centros de alimentación del cerebro y alterará el comportamiento, lo que puede dar lugar a un aumento de peso significativo. Los resultados son coherentes con las correlaciones que se hicieron anteriormente entre los trastornos del sueño y el trabajo en turno de noche. Estudios de la Organización Mundial de la Salud (OMS) también muestran un mayor riesgo de cáncer de próstata y de mama en los seres humanos que trabajan en turnos nocturnos.

Otro aspecto del reloj molecular relacionado con el metabolismo es una molécula llamada Rev-Erb, que existe en dos formas: Rev-ErbA y Rev-ErbB. Pertenece a una familia de moléculas denominadas receptores nucleares. Se consideran los «reguladores maestros» del desarrollo y el metabolismo. Los científicos han descubierto que las variaciones de los niveles de Rev-Erb con el ciclo circadiano afectaban a la síntesis de lípidos en el hígado. La alteración de Rev-Erb provocó un aumento espectacular de la grasa hepática en ratones de laboratorio. Dado que la grasa en el hígado puede ser tanto una causa como un resultado de la diabetes, también puede ser un problema para el propio hígado.

Aspectos sociales y económicos

La cronobiología está programada en nuestro sistema y, sin embargo, las limitaciones sociales y económicas de los humanos modernos la provocan constantemente, ya sea debido al trabajo, a trastornos o a reuniones sociales. Uno de los objetivos de la cronobiología, aparte de comprender los detalles relativos a las fuerzas que controlan nuestros relojes internos, es encontrar mejores formas de adaptarnos y vivir con las perturbaciones garantizadas que el mundo actual impone a nuestros ritmos biológicos ancestrales y naturales.

Nuestros relojes internos no sólo se encuentran en el cerebro. Se encuentran por todo el cuerpo humano. Algunos ejemplos son: el hígado, los riñones, el corazón y el páncreas. Todos ellos contienen sus propios relojes biológicos internos, que controlan las funciones específicas de cada tejido local. Pero el reloj maestro reside en el SCN. Controla todos los relojes del cuerpo.

Avances recientes

El estudio de la cronobiología ha dado lugar a una serie de avances que incluyen el descubrimiento de que la administración de melatonina y fototerapia puede restablecer los ritmos circadianos tanto humanos como animales. Además, la presencia de luz de baja intensidad por la noche puede acelerar el reentrenamiento circadiano en hámsters. Se cree que esto se debe a que la luz es una simulación de la luz de la luna.

Existen diferentes marcadores biológicos y herramientas de evaluación que pueden utilizarse para determinar su cronotipo, o si usted es una «alondra» matutina o un «búho» noctur no. Puede reducirse a lo que una persona está acostumbrada o lo que prefiere en cuanto a cómo maneja un momento específico del día. La investigación en este campo sigue su curso.

En general, la cronobiología o biología circadiana ha avanzado mucho desde los años sesenta. Lo que antes era una ciencia difícil de promover y enseñar, ahora se ha convertido en un campo muy importante que abarca la biología molecular, la endocrinología, la fisiología, la psiquiatría, la genética, la neurología, los estudios del sueño e incluso la astronomía cuando se trata de los orígenes cósmicos de nuestros relojes biológicos y los ritmos lunares que tienen un impacto en la Tierra.