Hoja informativa sobre los ritmos circadianos

?Qu? son los ritmos circadianos?

Los ritmos circadianos son cambios f?sicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo diario, y que responden, principalmente, a la luz y la oscuridad en el ambiente de un organismo. Dormir por la noche y estar despierto durante el d?a es un ejemplo de un ritmo circadiano relacionado con la luz. Los ritmos circadianos se encuentran en la mayor?a de los seres vivos, incluidos los animales, las plantas y muchos microbios diminutos. El estudio de los ritmos circadianos se llama cronobiolog?a.

Reconocimiento: NIGMS.

?Qu? son los relojes biol?gicos?

Los relojes biol?gicos son el dispositivo de tiempo innato de un organismo. Se componen de mol?culas espec?ficas (prote?nas) que interact?an en las c?lulas de todo el cuerpo. Los relojes biol?gicos se encuentran en casi todos los tejidos y los ?rganos. Los investigadores han identificado genes parecidos en personas, moscas de la fruta, ratones, hongos y muchos otros organismos que son responsables de producir los componentes del reloj.

?Los relojes biol?gicos son lo mismo que los ritmos circadianos?

No, pero est?n relacionados. Los relojes biol?gicos producen ritmos circadianos y regulan su programaci?n.

?Qu? es el reloj principal?

El reloj principal en el cerebro coordina todos los relojes biol?gicos de un ser viviente al mantenerlos sincronizados. En los animales vertebrados, incluidos los seres humanos, el reloj principal es un grupo de aproximadamente 20.000 neuronas que forman una estructura llamada n?cleo supraquiasm?tico o NSQ. El NSQ est? ubicado en una parte del cerebro llamada hipot?lamo y recibe informaci?n directa de los ojos.

?El cuerpo produce y mantiene sus propios ritmos circadianos?

Hay factores naturales en el cuerpo que producen ritmos circadianos; sin embargo, las se?ales del ambiente tambi?n los pueden afectar. La principal se?al que influye en los ritmos circadianos es la luz del d?a, la cual puede activar y desactivar los genes que controlan la estructura molecular de los relojes biol?gicos. El cambio de los ciclos de luz-oscuridad puede acelerar, desacelerar o reiniciar los relojes biol?gicos, as? como los ritmos circadianos.

?Los ritmos circadianos afectan las funciones corporales y la salud?

S?. Los ritmos circadianos pueden influir en los ciclos de sue?o-vigilia, la secreci?n hormonal, los h?bitos alimentarios y la digesti?n, la temperatura corporal, y otras funciones importantes del cuerpo. Los relojes biol?gicos que funcionan r?pida o lentamente pueden producir ritmos circadianos alterados o anormales. Los ritmos irregulares se han relacionado con varias afecciones m?dicas cr?nicas, como trastornos del sue?o, obesidad, diabetes, depresi?n, trastorno bipolar y trastorno afectivo estacional.

?C?mo se relacionan los ritmos circadianos con el sue?o?

Los ritmos circadianos nos ayudan a determinar nuestros patrones de sue?o. El reloj principal del cuerpo o NSQ controla la producci?n de melatonina, una hormona que hace dar sue?o. Este recibe informaci?n sobre la luz que entra en los nervios ?pticos, los cuales trasmiten informaci?n de los ojos al cerebro. Cuando hay menos luz (como por la noche) el NSQ le dice al cerebro que produzca m?s melatonina para hacer que le d? sue?o. Los investigadores estudian c?mo el trabajo por turnos y la exposici?n a la luz de dispositivos m?viles en la noche pueden alterar los ritmos circadianos y los ciclos de sue?o-vigilia.

Los estudios con moscas de la fruta han sido claves para encontrar los mecanismos moleculares de los relojes biol?gicos y las c?lulas que controlan los ritmos circadianos. Esta imagen muestra c?mo la informaci?n de la hora del d?a se trasmite en el cerebro de una mosca de la fruta. Las neuronas del reloj (te?idas de azul) se comunican con otras neuronas (te?idas de rojo) las cuales, a su vez, env?an se?ales a m?s neuronas (te?idas de verde). Reconocimiento: Matthieu Cavey y Justin Blau, New York University.

?C?mo se relacionan los ritmos circadianos con el desajuste horario?

Las personas sufren desajuste horario cuando un viaje les afecta los ritmos circadianos. Al pasar por diferentes zonas horarias, los relojes biol?gicos ser?n diferentes del tiempo local; por ejemplo, si vuela en direcci?n este de California a Nueva York, ?pierde? tres horas. Cuando se despierta a las 7:00 a.m. en la costa este, sus relojes biol?gicos todav?a est?n funcionando con la hora de la cosa oeste; por lo tanto, se siente de la forma en que se sentir?a a las 4:00 a.m. Sus relojes biol?gicos se reiniciar?n, pero esto suele tomar unos d?as.

?C?mo los investigadores estudian los ritmos circadianos?

Los cient?ficos aprenden sobre los ritmos circadianos al estudiar a seres humanos o al usar organismos con genes del reloj biol?gico parecidos, incluso moscas de la fruta y ratones. Los investigadores que realizan estos experimentos pueden controlar el ambiente del sujeto al alterar los per?odos de luz y oscuridad. Luego, buscan cambios en la actividad de los genes u otras se?ales moleculares. Esta investigaci?n nos ayuda a comprender c?mo funcionan y mantienen el tiempo los relojes biol?gicos.

Los cient?ficos tambi?n estudian organismos con ritmos circadianos irregulares para identificar qu? componentes gen?ticos de sus relojes biol?gicos pueden estar da?ados.

?C?mo contribuye la investigaci?n sobre el ritmo circadiano a la salud de los seres humanos?

La comprensi?n de lo que hace funcionar los relojes biol?gicos puede conducir a tratamientos para los trastornos del sue?o, la obesidad, los trastornos mentales, el desajuste horario y otros problemas de salud. Tambi?n puede mejorar las formas en que las personas se ajustan al trabajo por turnos en la noche. Una mayor comprensi?n sobre los genes responsables de los ritmos circadianos tambi?n nos ayudar? a entender los sistemas biol?gicos y el cuerpo humano.

M?s informaci?n (en ingl?s):

NIGMS Resources

Blog Posts on Biological Clocks

Tick Tock: New Clues About Biological Clocks and Health Article

Recipe for Sleep from Findings Magazine

A Light on Life's Rhythms: Profile of Cara Altimus from Findings Magazine

Studying Genes Fact Sheet

Other Resources

NIH Grantees Win 2017 Nobel Prize in Physiology or Medicine News Release (NIH)

Sleep Disorders (MedlinePlus, NIH)

Brain Basics: Understanding Sleep (NINDS, NIH)

International Space Station Circadian Rhythms Experiment (NASA)

El Instituto Nacional de Ciencias M?dicas Generales (NIGMS) es la parte de los Institutos Nacionales de la Salud que apoya la investigaci?n fundamental, con la que se aumenta la comprensi?n de los procesos biol?gicos y se establecen los cimientos para los avances en el diagn?stico, el tratamiento y la prevenci?n de las enfermedades. Para m?s informaci?n sobre las investigaciones y los programas de capacitaci?n del Instituto, consulte https://www.nigms.nih.gov.

Contenido revisado en agosto de 2017