El ritmo circadiano

08/14/2012

Explosión del Reloj - Salvador Dali

La glándula pineal humana es un órgano del tamaño de un guisante localizado en torno al centro del cerebro. Es un componente fundamental del reloj biológico en todas las especies de vertebrados, capaz de producir y liberar melatonina. A lo largo de la filogenia ha sufrido diversas modificaciones que han supuesto la transformación gradual de un sistema directamente fotosensible, a otro regulado indirectamente por la información fótica recibida de los ojos.

En mamíferos, la glándula pineal ha perdido la capacidad de detectar la luz directamente, pero todavía responde a la luz y a la oscuridad gracias a que ha evolucionado una conexión neuronal desde los ojos.

La detección de la luminosidad por los ojos, y no la percepción de la luz que permite la visión, regulan el reloj biológico y la síntesis de melatonina, y utiliza sus propios fotorreceptores especiales en la retina. Estos fotorreceptores especializados transducen la señal luminosa en una señal eléctrica que se envía al reloj biológico principal, es decir, al núcleo supraquiasmático (NSQ), mediante largas proyecciones retinales localizadas en el nervio óptico. En la base del cerebro, estas fibras penetran en el NSQ, donde las señales apagan su actividad eléctrica, ocasionando que el NSQ se inactive. Una vez ha reducido su actividad, el reloj no puede enviar ninguna señal a la glándula pineal, por lo que la pineal restringe la síntesis de melatonina.

Generalmente, las concentraciones de melatonina en sangre durante la noche son 10-20 veces mayores que durante el día. También en el líquido cefalorraquídeo la concentración es más alta por la noche que por el día, pero además los niveles que alcanza son varios órdenes de magnitud superiores a los que se logran a nivel sanguíneo.

El ritmo circadiano de síntesis y secreción de melatonina por la glándula pineal es común a todas las especies de vertebrados, y, al menos en mamíferos incluyendo el hombre, su producción decae a medida que se envejece y su ritmo se atenúa. Como resultado, raramente pueden apreciarse diferencias noche-día en las concentraciones de melatonina en sangre en los individuos envejecidos. Se cree que este declive asociado a la edad se debe tanto a una reducción de la potencia de la señal nerviosa que llega desde el reloj como a una pérdida de receptores β-adrenérgicos en la membrana del pinealocito.

A lo largo de la evolución humana, la luz estuvo más o menos restringida a las horas de luz solar, lo que ya no ocurre en las sociedades desarrolladas. Con la llegada de la electricidad, la luz artificial se ha convertido en un contaminante importante, y probablemente esta situación no haga más que empeorar.

Aunque, hasta hace poco, no se consideraba que la exposición excesiva a la luz tuviera consecuencias fisiológicas, indudablemente las tiene. Un efecto claro es su capacidad para reducir la producción nocturna de melatonina por la glándula pineal. El número de horas que una persona de tipo medio duerme a lo largo de 24 horas ha ido disminuyendo en las últimas décadas, y muchos individuos duermen menos de 8 horas por la noche. Aunque el sueño per se no es necesario para la síntesis de melatonina, el periodo del sueño es el único momento en el que generalmente, los humanos, están en oscuridad, condición sine qua non para que se produzca la melatonina pineal. Así, bajo un fotoperiodo natural de 12 horas de luz y 12 horas de oscuridad, que es lo que ocurre en los equinoccios, los niveles elevados de melatonina se mantienen durante alrededor de 12 horas. Por el contrario, en las actualmente llamadas «sociedades desarrolladas», la elevación nocturna de melatonina en los equinoccios apenas si alcanza las 8 horas (dependiendo de la duración del periodo de sueño), en la mayoría de los individuos. Por lo tanto, la exposición a luz artificial durante las horas de vigilia trunca la duración del aumento nocturno de melatonina, lo que disminuye la cantidad de esta sustancia producida por la pineal en 24 horas.

Para empeorar aún más las cosas, muchas personas, encienden la luz cuando se levantan por la noche. Cuando el cerebro interpreta este breve periodo de luz como si fuera ya de día la síntesis de melatonina cae rápidamente. Por lo tanto, breves intervalos de luz durante la noche pueden reducir los niveles de melatonina hasta niveles similares a los que se observan durante el día.

El grado de supresión de la producción de melatonina por la exposición a luz durante la noche depende tanto de la luminosidad como de la longitud de onda. Se cree que las longitudes de onda que producen mayor inhibición son las que se encuentran en el rango de los 470-475 nm (es decir, la luz azul). Además, el posible restablecimiento de la síntesis elevada de melatonina tras una breve exposición a la luz durante la noche parece depender del momento de la fase de oscuridad en el que se produce la exposición. Si la exposición a la luz se produce en la primera mitad de la noche, los niveles de melatonina nocturnos pueden restablecerse (en una hora tras el pulso de luz), por el contrario si el pulso de luz se produce en la segunda mitad del periodo de oscuridad, no se restablece la elevación de los niveles de melatonina.

La cuestión es que tanto prolongar la luz al periodo de oscuridad, como breves exposiciones a la luz durante la noche pueden reducir la producción pineal de melatonina y, por lo tanto, la cantidad total de esta indolamina.

Con otras palabras, durante la evolución humana, la oscuridad aparecía poco después de la puesta del sol. Nuestros ancestros no tenían acceso a luz artificial que acortara o interrumpiera el ritmo de melatonina. Ahora en las sociedades modernas, el ciclo normal de luz/oscuridad se ha alterado con el abuso de la luz durante la noche. Obviamente, es poco probable que se restringa la utilización de la luz artificial por la noche. No obstante, como mínimo debería evitarse la exposición a la luz tras el comienzo del sueño (el único momento en el que los humanos, generalmente, están expuestos a la oscuridad).