Resumen
La
actividad fisiológica está influida por el reloj circadiano, por lo que la inmensa
mayoría de respuestas conductuales, hormonales y metabólicas fluctúan durante
el periodo de 24 h comprendido en los ciclos de luz- oscuridad asociados a la
rotación de la Tierra.
El
control principal de esta ritmicidad es ejercido
en los mamíferos desde el hipotálamo, por la actividad cíclica del núcleo
supraquiasmático. Sin embargo, se ha reconocido recientemente que existe un
reloj alternativo que en lugar de responder a la luz, es sincronizado por la accesibilidad
al alimento. Este reloj biológico, del cual se desconoce su localización
anatómica, se le conoce como Oscilador Sincronizado por el Alimento (OSA). La
expresión del OSA se consigue al restringir la alimentación de cada día a un
periodo corto de tiempo (~2 h), y prolongar esta forma de comer hasta 3
semanas. El protocolo implica en cada día la alternancia de un periodo largo
sin alimento (22 h) y sólo un tiempo limitado para la ingesta de alimento (2 h). En consecuencia, la expresión
del OSA se visualiza como una adaptación
de la fisiología circadiana a una forma de comer que conlleva ciclos repetitivos de un ayuno prolongado seguido por
una ingesta de comida muy intensa y
abundante.
En esta
revisión se hace un compendio de las principales adaptaciones endócrinas y de los cambios bioquímicos del
hígado que acompañan la expresión del
OSA. Los resultados ponen de manifiesto una conexión entre el reloj molecular y
las redes metabólicas, con influencias mutuas y complementarias. Asimismo, se constata que la
expresión del OSA confiere al organismo
una manera nueva y diferente de modular su fisiología, que la distingue de los
cambios asociados a los ciclos simples de ayuno de un día y realimentación.
Los datos
generados con este modelo experimental tienen la potencialidad de hacernos
comprender mejor la relación entre los ritmos biológicos y algunas patologías,
y entender de mejor forma cómo la desregulación circadiana puede favorecer
entidades nosológicas como la obesidad, la diabetes o el síndrome metabólico.
Algunas
notas
*Cuando se administran
dietas altas en grasa en un periodo circadiano incorrecto, se acelera la
ganancia de peso corporal en comparación con animales que comen en el periodo
circadiano correcto.
*Se ha identificado una serie de genes y sus respectivas proteínas los cuales participan en la generación de la ritmicidad circadiana, a través de un asa positiva como los genes Clock y Bmal y un asa negativa Per y Cry, otros genes que participan de manera importante son Rev-erb-α, Ror-α y Dec. A este conjunto de genes se les ha denominado “genes reloj” [1].
*Una característica de
los ritmos circadianos que emerge de los estudios moleculares es que las
características del reloj están genéticamente programadas. La mala coordinación
entre la longitud del periodo y la sincronización al inicio del periodo
luminoso, repercute en la estabilidad del sistema, ya que los ciclos de
reparación y daño del DNA se descontrolan. Alternativamente esta mala
coordinación puede desencadenar procesos bioquímicos incompatibles, como un
descontrol en la fase de oxidación o reducción dentro del ciclo metabólico.
*En la actualidad se
sabe que personas que laboran en horarios nocturnos de trabajo con la
consecuente alteración del ritmo circadiano, padecen un gran número de
enfermedades metabólicas cómo diabetes tipo 2, obesidad, desordenes
gastrointestinales y del dormir, y una predisposición al cáncer.
*Un fenómeno importante en la biología de los ritmos biológicos es la sincronización, que es definida como un ajuste de los ritmos internos a eventos ambientales externos. Este proceso puede sustentarse por la luz, interacciones sociales y conductuales, la temperatura, el estatus metabólico y por el alimento.
*Cuando la insulina accede al cerebro disminuye la ingesta de alimento y el peso corporal. Se propone que la insulina sirve como una señal adipocítica en el cerebro que informa sobre la cantidad de grasa corporal y causa una respuesta metabólica de largo plazo, disminuyendo la ingesta de alimento e incrementando el gasto de energía.
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