Soy Cronobióloga

13 de marzo de 2012

“Ah”, me dijo mientras echaba levemente la cabeza hacia atrás y me miraba con un rostro inexpresivo, aunque con los ojos bien abiertos, como esperando que dijera alguna palabra que le diera una pista acerca de lo que yo hacía.

No es la primera vez que me pasa. La cronobiología es un campo poco conocido, incluso dentro de los mismos círculos científicos, pero aunque la palabra no nos diga nada, su sujeto de estudio está por todas partes. Según su definición, la cronobiología es el estudio de los ritmos biológicos, como deja intuir su nombre: “crono” hace referencia al tiempo y biología es el estudio de los seres vivos. Esto aún no dice mucho, pero si nos detenemos un poco a pensar, nos daremos cuenta que no trata de nada desconocido.

Condorito Bailando cuecaCuando alguien baila muy bien, decimos que tiene buen ritmo. Cuando un percusionista se desincroniza del resto de sus compañeros de banda, decimos que perdió el ritmo. Alguien que trabaja corriendo de un lado para otro todos los días sin descanso tiene un ritmo de vida acelerado y un niño que estudia todos los días un poco está aprendiendo a su propio ritmo. ¿Qué tienen todas estas frases cotidianas en común? Creo que estarán de acuerdo en que algo que las relaciona es el tiempo, pero no el tiempo por sí solo, sino más bien la repetición de algo en el tiempo con una cierta frecuencia u orden. Así, un bailarín con buen ritmo será capaz de repetir una serie de movimientos con su cuerpo sin perderse y una persona trabajadora que jubila pasará de hacer muchas cosas durante el día a hacer muy pocas, cambiando su ritmo de vida a uno más calmado.

Los ritmos biológicos siguen el mismo principio, pero hacen referencia a algo más específico, a lo que ocurre dentro de los seres vivos: su genética, su metabolismo, su fisiología y su conducta. De esta manera, todos los procesos biológicos que son rítmicos se repiten de manera cíclica y con una periodicidad determinada.

La-tierra-la-luna-y-el-sol-92Todos los seres vivos que habitamos este planeta somos parte de un gran sistema de interacciones con el ambiente, incluyendo otros seres, y hemos evolucionado junto con los cambios en este sistema. Los fenómenos geofísicos también tienen ritmos, como la rotación y la traslación de la tierra, que generan el día y la noche y las estaciones del año. Los ritmos biológicos han evolucionado íntimamente relacionados con los ritmos terrestres, siendo fundamental para su aparición y desarrollo que los astros permanezcan en movimiento.

Quizás los ritmos biológicos más conocidos y estudiados son los ritmos circadianos (circa: alrededor de; dies: día), cuya periodicidad es de aproximadamente 24 horas, es decir, duran un ciclo día-noche y se repiten todos los días. Entre estos ritmos, el más notorio es el de actividad, que determina por ejemplo si un animal es diurno, cuando está activo en el día y en reposo en la noche, o si es nocturno cuando concentra su actividad durante las horas de oscuridad y descansa durante las horas de luz. Tan importante es el día y la noche para los seres vivos, que la mayoría de los organismos estudiados tiene ritmos circadianos, incluso si no pueden ver la luz del sol. Y todo gracias a nuestro propio reloj.

Heart-CardiogramTambién existen ritmos de periodicidad menor, los que reciben el nombre de ultradianos (más de uno al día). Entre estos ritmos, existen algunos que están menos asociados a los ritmos geofísicos, como el ritmo cardíaco y el ritmo de respiración, los cuales se repiten a intervalos regulares varias veces al día. Otros sí dependen de fenómenos físicos, como los ritmos circamareales, que tienen un período de un poco más de 12 horas, el tiempo que demora la marea en pasar de un máximo al máximo siguiente, pasando por la marea baja. Para los animales que viven en el intermareal, es decir la zona de tierra que está cubierta por el mar durante la marea alta y descubierta durante la marea baja, estos ritmos son fundamentales, ya que determinan cuando se activan y realizan todas las funciones que requieren de actividad, como alimentarse o aparearse.

infradianoPor otro lado, los ritmos que tienen una periodicidad mayor a 24 horas se denominan infradianos (menos de uno al día), entre los que podemos mencionar los ritmos circalunares y los circaanuales. Al igual que los ritmos circadianos, estos están fuertemente influidos por los fenómenos geofísicos. Los ritmos circalunares, como su nombre lo dice, dependen del ciclo lunar que tiene un período de 28 días. Entre ellos, el ciclo menstrual de algunos primates, incluyendo a los humanos, es el ejemplo más relevante. Los ritmos circaanuales son los que tienen un período de alrededor de un año, y están en directa relación con las estaciones. Un ejemplo de ello es el ciclo de hibernación de un animal que vive en el Círculo Polar Ártico, que entra en un estado de menor actividad cuando comienza el invierno, pudiendo llegar incluso a permanecer prácticamente inmóvil y no consumir alimento durante meses, y al llegar la primavera vuelve a su actividad normal, y por supuesto con mucha hambre. Otro ejemplo son los ciclos reproductivos de ciertos animales y vegetales, que durante una época del año, principalmente a fines del invierno o principios de primavera, inician los procesos que llevarán a la procreación de descendientes. De esta manera, los aromos se cubren de sus fragantes flores en agosto, al final del invierno austral, y las aves nos deleitan con sus cantos de cortejo durante la primavera.

mimosa

©1982 Moore-Ede, Sulzman y Fuller

Como pueden ver, los ritmos biológicos están por todas partes y no son ajenos al conocimiento del hombre desde sus inicios. Hace casi 300 años, el matemático, astrónomo y geofísico francés Jean Jacques d’Ortous de Mairan realizó el primer experimento cronobiológico del que tenemos conocimiento, muchísimos años antes que la cronobiología existiera como ciencia. Él se dio cuenta (y estoy segura que muchos de nosotros también lo hemos visto) que las hojas de una de sus plantas permanecían erguidas y estiradas durante el día y que al llegar la noche se plegaban y languidecían. Mairan pensó que podría ser efecto del sol, y guardó la planta en un lugar donde no recibiera luz. Cuando observó el aspecto de la planta en la oscuridad, vió que ésta continuaba con el patrón de movimiento de sus hojas, aunque no estuviera expuesta a la luz del sol. ¿Cómo podía mantener este ritmo en el movimiento de sus hojas si no recibía la luz que podría indicarle si era de día o de noche?

Actualmente sabemos que la expresión de ritmos circadianos es una propiedad intrínseca de muchos organismos y que por lo tanto, no se necesitan estímulos externos para producirlos como pensó en un principio Mairan al dejar la planta en la oscuridad. La idea de que existe un reloj en nuestro interior que marca el tiempo tardó 250 años en ser aceptada y desde entonces, la cronobiología ha aumentado enormemente su campo de estudio. Desde los latidos del corazón hasta las variaciones estacionales, desde la expresión de genes hasta la conducta, en organismos unicelulares como las cianobacterias y multicelulares como los hongos, las plantas y los animales, los ritmos están presentes y la cronobiología es la ciencia encargada de estudiarlos. Para saber cuando es el mejor momento para plantar una semilla o para hacer madre a nuestra gatita regalona, para determinar cual es la mejor hora del día para administrar un medicamento o como podemos manejar los síntomas asociados a trabajar durante la noche, o simplemente para conocer como funciona nuestro propio organismo, los cronobiólogos estamos trabajando a buen ritmo.

Javiera Castro Faúndez  
Dra(c) en Ciencias Biomédicas
Laboratorio de Sueño y Cronobiología
Universidad de Chile

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