Los seres humanos somos animales de costumbres. Nuestras vidas están estructuradas en patrones que se repiten cada cierto tiempo, y lo mismo ocurre con nuestras funciones corporales. Existen determinadas oscilaciones y ritmos biológicos que se repiten, aproximadamente, cada 24 horas: son los denominados ritmos circadianos, relacionados con procesos como la regulación de la temperatura corporal o el sueño y la vigilia.
En este artículo te explicamos qué son y cómo funcionan los ritmos circadianos, y exponemos uno de los ejemplos más conocidos: el del ciclo sueño-vigilia. Además, te contamos cuáles son los principales trastornos relacionados con estos ritmos biológicos.
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¿Qué son los ritmos circadianos?
Nuestra vida cotidiana se sustenta en multitud de rutinas y patrones que suceden con una cadencia temporal determinada. Normalmente, nos acostamos por las noches y nos despertamos al día siguiente, pasadas 7 u 8 horas. Nuestros hábitos alimenticios también están pautados siguiendo una rutina diaria específica: desayuno, comida, merienda y cena. Todos estos ritmos biológicos ordenan y dan coherencia a nuestra cotidianidad.
La cronobiología, que es la ciencia que estudia estos ritmos biológicos, los clasifica del siguiente modo: ritmos infradianos, aquellos que ocurren con una cadencia superior a 24 horas (p. ej. el ciclo menstrual); los ritmos ultradianos, los que suceden en ciclos de menos de 24 horas (p. ej. el ritmo cardíaco); y los ritmos circadianos, que se repiten cada 24 horas, aproximadamente.
Los ritmos circadianos son procesos biológicos internos de nuestro organismo que se repiten con una cadencia temporal de unas 24 horas, como hemos comentado. Estas variaciones periódicas o ritmos biológicos regulan nuestra actividad metabólica, hormonal y conductual diaria. Funciones corporales tan importantes para la supervivencia como la regulación de la temperatura del cuerpo o el ciclo de sueño-vigilia funcionan en base a estos ritmos circadianos.
Lo que caracteriza a este tipo de ritmos es que son autosostenibles y persistentes, incluso en ausencia de estímulos externos o ambientales. Están genéticamente determinados y no son propiedades exclusiva de los seres humanos, ya que se han encontrado en todo tipo de organismos vivos (desde seres unicelulares hasta mamíferos).
Los ritmos circadianos tienen un gran valor adaptativo, ya que cumplen la función de “reloj interno” mediante el cual nuestro organismo modela y construye una representación del tiempo externo, con el que es capaz de establecer un modelo coherente y una concordancia entre los sucesos ambientales y la organización de sus propias funciones biológicas para poder reaccionar a condiciones externas más o menos previsibles.
El reloj biológico interno
En los seres humanos, los ritmos circadianos se generan gracias a un reloj biológico interno ubicado en el hipotálamo, concretamente en los núcleos supraquiasmáticos. Este grupo de neuronas localizadas en la parte medial de las estructuras hipotalámicas, reciben información de la intensidad lumínica a través de las células fotorreceptoras y de las células ganglionares de las retinas.
En esas células ganglionares se encuentra la melanopsina, una proteína involucrada en la regulación de los ritmos circadianos, y del reflejo pupilar, entre otras funciones. Este mecanismo se halla en distintos “relojes internos” repartidos en diversos tejidos, denominados osciladores periféricos. Estos relojes son capaces de estructurar un orden temporal en distintas actividades del organismo, de modo que oscilen con un periodo de tiempo regular.
Estas oscilaciones en el tiempo son utilizadas por el organismo como referencia temporal para regular los diversos ritmos biológicos de las funciones corporales, como pueden ser: la regulación de la temperatura corporal, la presión arterial, el consumo de oxígeno o el ciclo de sueño y vigilia.
En definitiva, los relojes biológicos internos son los responsables de producir y regular los ritmos circadianos. Si bien la principal señal que influye en estos ritmos es la luz del día (que puede activar o desactivar los genes que controlan los relojes biológicos), cualquier cambio en estos ciclos de luz y oscuridad puede perturbar (acelerando o desacelerando) el comportamiento de los relojes, con el consecuente deterioro en el funcionamiento de los ritmos circadianos.
Los ritmos circadianos y el sueño
Los ritmos circadianos nos ayudan a estructurar los patrones de sueño, en lo que denominamos ciclo vigilia-sueño. Los relojes biológicos principales ubicados en el núcleo supraquiasmático producen melatonina, una sustancia que actúa como reguladora del sueño, entre otras funciones. La sincronización de los ritmos circadianos se realiza en base a cambios rítmicos en la expresión de algunos genes que controlan los relojes internos.
El efecto de la melatonina sigue, asimismo, un patrón: durante la noche se produce un aumento en la secreción de esta sustancia y una disminución general de las funciones neuroconductuales. Este incremento de los niveles de melatonina correlaciona con un aumento de la somnolencia y, también, con el descenso de la temperatura corporal. A su vez, se induce un incremento del flujo sanguíneo hacia las regiones más distales de la piel, con la consiguiente pérdida de calor.
La presencia de luz diurna o la contaminación acústica durante la noche pueden alterar la producción de melatonina y, por lo tanto, trastocar los ritmos circadianos. Asimismo, el hecho de que existan fuentes de luz durante el proceso de sueño o de entrada al mismo puede significar que se segreguen las hormonas encargadas de iniciar el proceso de activación antes de tiempo, provocando alteraciones en el ciclo de sueño-vigilia.
A continuación, veremos algunos ejemplos de trastornos del ritmo circadiano del sueño.
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Trastornos del ritmo circadiano del sueño
Los trastornos del ritmo circadiano del sueño son alteraciones que se producen en el ciclo sueño-vigilia cuando existe un desajuste entre el patrón de sueño de una persona y el tiempo que necesita permanecer dormida o estar despierta. Los más habituales son los siguientes:
1. Síndrome de retraso en la fase del sueño
Las personas que padecen este síndrome presentan dificultades para conciliar el sueño a una hora socialmente aceptable, y se suelen acostar tarde (p. ej. a las 2 de la madrugada). La estructura y la duración del sueño son normales, pero este retraso a la hora de acostarse les genera problemas a nivel laboral, escolar y social (llegar tarde a reuniones de trabajo, a la escuela, etc.). Además, a las personas que sufren este síndrome les cuesta levantarse y tienen una excesiva somnolencia matutina.
2. Síndrome del adelanto de la fase del sueño
Las personas con este trastorno del ritmo circadiano presentan una estructura y una duración del sueño normales, pero se acuestan mucho antes de lo que está socialmente estipulado (p. ej. a las 6 de la tarde).
Este adelanto de la fase del sueño se suele dar más en ancianos, pero también en chicos jóvenes. Al igual que ocurre en el síndrome del retraso en la fase del sueño, este trastorno provoca en el paciente una gran somnolencia vespertina y dificultades para mantenerse despierto durante la tarde y por la noche.
3. Síndrome del desfase horario (jet lag)
El jet lag o síndrome de desfase horario es uno de los trastornos del ritmo circadiano más conocidos y ocurre cuando el reloj biológico interno permanece fijado en el ciclo de sueño-vigilia de la zona horaria en la que la persona ha estado con anterioridad. Los síntomas incluyen: dificultades para conciliar el sueño a una hora socialmente aceptable y somnolencia diurna.
Al parecer, la sintomatología puede variar en función de la dirección del viaje con respecto al eje de rotación del planeta. Si los viajes son hacia el oeste se produce un avance relativo en la fase del sueño; y si son hacia el este, se produce un retraso. Con todo, en promedio el reloj biológico interno puede cambiar entre 1 y 2 horas cada día, aunque hay personas que reaccionan mejor que otras al “jet lag” (por una predisposición genética).
4. Trastorno del trabajo por turnos
Este trastorno del ritmo circadiano del sueño se produce cuando a la persona se le fuerza a estar despierta durante su ciclo sueño-vigilia habitual. Suele ocurrir, principalmente, en aquellos trabajadores sujetos a un régimen o sistema de turnos, tanto de noche como de madrugada o rotativos, siendo estos últimos los que más trastornos provocan. Los síntomas incluyen: somnolencia, disminución de las capacidades cognitivas e insomnio.
5. Síndrome hipernictemeral
El síndrome hipernictemeral o trastorno de sueño-vigilia distinto de 24 horas se suele producir a causa de la ceguera, de cambios en la fotosensibilidad, o por factores ambientales u hormonales. Este síndrome provoca que la persona cambie su patrón de sueño diariamente, en general entre 1 y 2 horas más tarde cada día. El reloj biológico interno de estos pacientes tiende a configurar la duración de 1 día como de 25 horas.
Se puede producir por muchos motivos. La causa más común es la ceguera, pero existen otras como cambios en la fotosensibilidad, factores ambientales y hormonales. Debido a este problema, su periodo de sueño preferido cambia todos los días, en general entre 1 y 2 horas más tarde cada día. Por motivos desconocidos, su “reloj” interno tiende a mantener un “día” de 25 horas.
6. Síndrome del ritmo de sueño-vigilia irregular
Este trastorno del ritmo circadiano del sueño ocurre por diversos motivos: por ejemplo, cuando existen cambios en la exposición a la luz o se dan cambios a nivel cerebral relacionados con la edad (demencias seniles). Las personas que sufren este síndrome suelen dormitar intermitentemente durante cada período de 24 horas.
Referencias bibliográficas:
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