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tiempo-entre-manosHemos oído infinitas veces esta expresión. La voz popular nos asegura que el ser humano tiene un reloj biológico, algo que mide el tiempo de nuestro cuerpo, un supuesto mecanismo que marca un tic-tac inexorable que hace que lleguemos a estadios tan terribles como ese en que “se nos pasa el arroz” y similares.

Y lo cierto es que el ser humano cuenta con un reloj biológico de verdad, aunque muy diferente a la idea que tenemos de reloj. ¿Cómo no íbamos a tenerlo? De alguna forma “algo” tiene que conocer el momento del día que estamos para que nuestro cuerpo se regule adaptativamente (secreción hormonal, digestión, regulación de la temperatura, etc). De alguna forma “algo” tiene que medir cuánto tiempo llevamos viviendo para que vayan sucediendo los cambios físicos y psicológicos (que se expresen los genes correspondientes, se produzcan las hormonas correspondientes, etc.) por los que todos (si somos seres humanos sanos) acabamos pasando en el momento correcto. Pero ¿quién es el que marca este compás vital?

El núcleo supraquiasmático o NSQ

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El núcleo supraquiasmático se señala en verde.

La descripción del reloj biológico resultaría más similar a un péndulo de Newton que a un reloj como el que tenemos en casa. Por así decirlo, varios “aparatos” diferentes componen este reloj desperdigados por diferentes regiones de nuestro sistema nervioso y todos son necesarios para que este reloj biológico funcione correctamente. Se desconoce, por ahora, el dibujo completo de este reloj, pero al menos conocemos la primera bola de este péndulo de Newton, la primera bola de la que depende el funcionamiento del resto del mecanismo, el primer engranaje: el núcleo supraquiasmático.

El núcleo supraquiasmático es un núcleo del hipotálamo. Se trata de un conjunto de neuronas que recibe conexiones de unas células fotorreceptoras de los ojos que informan del nivel de luz actual. A su vez, establece conexión directa o indirecta con otras áreas del sistema nervioso que forman parte de este reloj tan peculiar, como, por ejemplo, la comentada glándula pineal en “Glándula pineal, ¿el tercer ojo?“.

El núcleo supraquiasmático es el marcapasos de los “días corporales” que seguro que nos resultan conocidos: los ritmos circadianos. El comienzo del ciclo, por así decirlo, pone en marcha la actividad del “comienzo de la jornada” propia de la especie. En especies diurnas como el ser humano, nos activamos, comienza el día para nosotros, y este comienzo del ciclo coincide más o menos con el amanecer. En especies nocturnas como, por ejemplo, ciertos roedores, este comienzo de ciclo de actividad corporal se inicia al anochecer.

Cómo funciona este reloj

pndulodenewton1Hay que dejar clara una cosa: el núcleo supraquiasmático no funciona gracias a la luz. Las conexiones de este núcleo con los ojos del ser humano no lo pone en marcha pero sí nos permite funcionar sincronizadamente con el planeta y los ciclos de luz-oscuridad de nuestro territorio, que es lo que nos resulta útil para la supervivencia. El nivel de luz actúa como sincronizador del reloj de este NSQ, es decir, de la actividad de las neuronas que lo componen, pero sin ella este reloj sigue funcionando a su ritmo.

Lo curioso es que sin cambios de luz-oscuridad ambiental, los días que marca este NSQ duran aproximadamente 25 horas. Si mantuviésemos a un ser humano en un ambiente de luz igual, en donde la intensidad no cambiase nunca, su NSQ seguiría funcionando comenzando un nuevo ciclo cada 25 horas aproximadamente. Es decir, que si lo encerramos en este cuarto a las 7 de la mañana, su siguiente ciclo circadiano se iría desplazando paulatinamente durante los días siguientes y terminaría dando comienzo a las 8 de la mañana, etc.

Qué es el tiempo en el núcleo supraquiasmático

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Las proteínas PER se regulan por feedback: cuanto menor es el nivel de proteína en la célula menos se expresan los genes que las codifican y viceversa. El ciclo de máximo a mínimo y de mínimo a máximo dura en torno a 24-25h.

Así pues, si la luz ambiental actúa como sincronizador y no como percutor, el NSQ debe de disponer de una maquinaria interna que pueda marchar sola e indique el momento del ciclo circadiano en que está el cuerpo y el estado de actividad adapativa con el medio en que debe estar este. Y en efecto, así es. Esta inteligente maquinaria está basada la química, en ciertas proteínas y su producción.

Uno de los genes más famosos que intervienen en esta cronobiología es el gen PER1 que sintetiza la proteína de igual nombre. Este gen y otros compañeros semejantes tienen la peculiaridad de que se expresan o no se expresan por un mecanismo de feedback en función de los niveles presentes de la proteína que él mismo codifica. Se puede decir, para simplificar, que el tiempo en las células de este reloj se mide en niveles de proteínas y el tiempo “pasa” según se forman y se degradan esas proteínas.

Este núcleo supraquiasmático es una obra de ingeniería natural que pueden envidiar hasta los mejores relojeros suizos. En ausencia de este núcleo, nuestro cuerpo no actuaría sincronizado con el ritmo planetario ni tendría una actuación regular y útil como la que tenemos. Nuestra hora de dormir no sería siempre la misma y se daría al azar, y entraríamos en una especie de caos de funcionamiento que nos complicaría la existencia.

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