Sincronizando las agujas del reloj

Agencia CTyS (Gaspar Grieco) - Los científicos que componen el programa “Cronos. Regulación de los ritmos biológicos” de la Universidad Nacional de Quilmes, están realizando cuatro líneas de investigación en el laboratorio de cronobiología basadas en el estudio de los ritmos circadianos que controlan el organismo con un período cercano a las 24 horas.

“Los organismos han ido evolucionando para poder predecir los cambios cíclicos que ocurren en un planeta que gira sobre su propio eje en períodos de 24 horas y estar bien preparados para aprovechar las ventajas o para prevenirse de las desventajas que traen cada una de las fases del día”, explicó a Agencia CTyS Leandro Casiraghi, integrante del grupo de investigación dirigido por Diego Golombek.

Según el biotecnólogo, el hecho de que los días tengan una fase de luz y una de oscuridad hizo que las especies (incluidos los seres humanos) desarrollen un sistema de ritmos circadianos, comandados por el reloj biológico, que hacen que normalmente se mantengan constantes los horarios destinados al sueño, a la alimentación y a estar despierto..

En el cerebro de los mamíferos existen unas pequeñas estructuras localizadas en el hipotálamo,  denominadas núcleos supraquiasmáticos. Considerados el “reloj biológico”, reciben la información de la luz a través de los ojos, lo que les permite sincronizar (“poner en hora”) el sistema.

Según el investigador, el reloj es regulado por incidencia de la luz pero, a su vez, su funcionamiento es independiente de factores externos. “Si aisláramos a una persona durante todo un día, si lo mantuviéramos sin cambios de iluminación ni de temperatura que le permitan saber cuál es la hora, fisiológicamente el organismo sabría aproximadamente qué hora es”, destaca.

“El sueño está manejado por dos mecanismos independientes: el sistema circadiano, que le dice al organismo aproximadamente cuál es la mejor hora para dormir, y el que se conoce como homeostático, que dice: `estoy cansado, quiero dormir´ o, `no estoy tan cansado, no es hora de dormir´”, explica el investigador quien aclara que “estos dos mecanismos compiten y cooperan para definir la hora de sueño”  

Primera Línea: Sincronización fótica de los ritmos circadianos

Una de las investigaciones que se llevan a cabo dentro del laboratorio de Cronobiología de la UNQUI consiste en averiguar cómo se produce la comunicación intercelular que hace que el reloj se ponga en hora. Esta línea es la que se ocupa de la sincronización  fótica en los ciclos de luz-oscuridad, que envían la información desde la retina hasta el cerebro en donde se involucra la adaptación del reloj a eventos de Jet Lag.

“Cuando nosotros viajamos de la Argentina a Europa, el ciclo de luz-oscuridad se adelanta. Entonces el reloj se tiene que reacomodar y eso lo hace, mayormente, mediante la información de la luz. Nosotros investigamos cuáles son las pequeñas señales que suceden molecularmente en las células que están en el reloj para que éste se adapte”, destaca el investigador.

Segunda Línea: relación entre el sistema circadiano y el inmune

Otra de las líneas que lleva adelante el grupo investigador consiste en analizar cómo el sistema circadiano se relaciona con el sistema inmune. Según Casiraghi, se ha comprobado que cuando el sistema inmune entra en acción, lo hace de distintas maneras según la hora del día  y, a su vez, este accionar afecta en alguna forma al reloj.

“En ciertas horas del día hay células inmunes que están en mayor número que en otras horas, por ejemplo. Entonces, se sabe que el sistema circadiano controla al sistema inmune en determinadas cosas. Por otro lado, se sabe que si un mamífero se enferma, en ciertas enfermedades inflamatorias en donde el sistema inmune se manifiesta de forma activa, el reloj también es afectado”, aclara el investigador.

Según el científico, se ha reportado en personas que trabajan en horarios rotativos o en pilotos que realizan frecuentes viajes transatlánticos, un aumento de las probabilidades de contraer ciertos tipos de cáncer, producto, se supone, del desajuste del sistema circadiano provocado por el esfuerzo del organismo por acomodarse repetidas veces a nuevos husos horarios.

“Nosotros ahora estamos investigando cómo el cáncer puede llegar a afectar al sistema circadiano y, a su vez, cómo si se desajusta el sistema circadiano, por ejemplo, sometiendo a los animales a permanentes procesos de Jet Lag, se pueden llegar a promover la formación de tumores”, puntualiza el investigador y luego señala: “Hay tratamientos oncológicos y farmacológicos que, se sabe, a ciertas horas tienen menos efectos adversos sobre la persona”.

Tercera Línea: C. Elegans

Los investigadores también intentan descubrir el funcionamiento de  los ritmos circadianos en organismos simples, microscópicos y de pocas células usando como agente el gusano nematodo Caenorhabditis Elegans, al que suele recurrirse frecuentemente en investigaciones genéticas por su sencillez y el conocimiento completo de la secuencia de su genoma.

El objetivo de esta línea es estudiar la cronobiología de sistemas muy básicos con resultados que luego puedan extrapolarse a otras especies con una composición más compleja, y descubrir si existe una homología entre ambas.

Cuarta Línea: Estimación de Intervalos Cortos

Existe otra línea de investigación dentro del laboratorio de cronobiología que se propone descubrir si hay algún tipo de influencia del sistema circadiano en el sistema de estimación de intervalos cortos (“interval timing”). Tanto los humanos como los animales tienen la capacidad de estimar pequeños lapsos de tiempo como minutos o segundos.

Se sabe que no son los mismos sistemas los que se ocupan de la estimación del tiempo a diferentes escalas. Por ejemplo, el sistema circadiano que determina ritmos de cerca de 24 horas no funciona para la estimación de un lapso de 10 segundos. “Hay áreas específicas identificadas con este proceso, y nuestro objetivo es analizar si el sistema circadiano tiene alguna influencia sobre éstas y sobre la capacidad de estimación de intervalos cortos de tiempo”, concluye Casiraghi.