Cómo funciona el “reloj biológico” que ganó un premio Nobel de medicina

reloj

Hoy sabemos que una gran parte de nuestros genes están regulados por ese mecanismo que llamamos reloj biológico.

Ciudad de México.- Aunque suene a sabiduría popular, es pura química: de verdad existe un “reloj” en el organismo que regula con precisión funciones como el comportamiento, los niveles hormonales, el sueño, la temperatura corporal y el metabolismo. También hay indicios de que un desajuste crónico entre nuestro estilo de vida y el ritmo dictado por ese reloj biológico acarrea un mayor riesgo de sufrir ciertas enfermedades. Los científicos Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young, ganadores del Premio Nobel de Medicina 2017, elucidaron con los años el funcionamiento interno de ese sistema. Esto es lo que descubrieron.

Ciclos Circadianos

En el siglo XVIII, el astrónomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan se dio cuenta de que ciertas plantas abrían sus hojas durante el día y las cerraban durante la noche. Se preguntó qué pasaría si la planta fuera colocada en oscuridad constante y descubrió que, independientemente de la luz del sol, las hojas seguían abriéndose y cerrándose cada 24 horas. Las plantas parecían tener su propio reloj biológico. No tardamos en darnos cuenta de que estas oscilaciones biológicas eran una característica común de la mayoría de organismos vivos, incluidos los animales.

También en los 60, los investigadores Jürgen Aschoff y Rütger Wever metieron a un puñado de personas en un búnker de la Segunda Guerra Mundial y comprobaron que la mayoría tenía un ritmo biológico de entre 24 y 25 horas, aunque algunos se extendían hasta las 29 horas. Fue en aquella época cuando el biólogo Franz Halberg, el principal impulsor de la cronobiología, acuñó la expresión “ritmos circadianos” a partir de los términos circa (“alrededor”) y diem (“día”).

¿Qué causa esos ritmos circadianos? 

En los años 70, el genetista Seymour Benzer y su estudiante Ronald Konopka se preguntaron si podía ser un gen, y trabajaron con moscas de la fruta para demostrar que las mutaciones de un hipotético gen bautizado como “periodo” podía alterar los ritmos circadianos de estos molestos insectos. No fue hasta 1984 que Jeffrey Hall y Michael Rosbash, de la Universidad Brandeis en Boston, y Michael Young, de la Universidad Rockefeller en Nueva York, consiguieron aislar el gen usando moscas de la fruta.

Los investigadores demostraron que el gen periodo codifica una proteína llamada PER, cuyos niveles oscilan en un ciclo de 24 horas en sincronía con el ritmo circadiano. La proteína PER se acumula en la célula durante la noche y luego se degrada durante el día.

En 1994, Michael Young descubrió un segundo gen que codificaba una proteína llamada TIM y que era corresponsable de los ritmos circadianos. En su estudio, Young demostró que cuando TIM se unía a PER, las proteínas eran capaces de entrar en el núcleo de la célula para bloquear la actividad del gen periodo y cerrar el circuito inhibitorio de retroalimentación.

Ciencia incipiente

Muchas funciones de la fisiología han sido cuidadosamente calibradas a nivel celular por nuestro ritmo circadiano para adaptarse a las diferentes fases del día. También sabemos que estos ciclos endógenos establecen una relación muy estable con los ciclos ambientales, y por eso pueden fallar si pasamos varios meses enterrados en una cueva.

La biología circadiana se ha convertido en un campo de investigación vasto y dinámico, con implicaciones para nuestra salud y bienestar. El reloj biológico influye incluso en cómo nos afectan y cómo se mueven los fármacos dentro del organismo.

 

 

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