Ritmo Cronobiología

CRONOBIOLOGÍA: LA MÁQUINA DEL TIEMPO

Diego Golombek

Entre los muchos inventos soñados por Herbert George Wells está la famosa máquina

del tiempo. Con ella, uno puede programar no sólo el dónde viajar, sino, y muy

especialmente, el cuándo. Atravesar el tiempo externo sigue siendo tarea de la ciencia

ficción, pero hay otros tiempos que están al alcance de la mano (y del cerebro, y del

corazón, y de todo el cuerpo): los nuestros. Nosotros mismos somos la verdadera

máquina del tiempo. Un tiempo interno, recurrente, periódico y bastante predecible. Si

bien la biología y la medicina suelen construirse alrededor del dónde y cómo suceden

las cosas, el cuándo es una variable fundamental para comprender la armonía del

cuerpo sano, sus trastornos en la enfermedad y los nuevos enfoques en los tratamientos

clínicos.

La Cronobiología, que estudia estos ritmos en las funciones corporales, es una ciencia

joven. Recién a mediados del siglo XX comenzaron a formalizarse los conceptos del

estudio del cuándo ocurren las cosas. Y se comprobó lo que se sospechaba desde la

antigüedad: todas las funciones fisiológicas, bioquímicas y comportamentales son

periódicas. En particular, el hecho de haberse adaptado a un planeta que gira con un

período de 24 horas sin duda condicionó a infinidad de ritmos biológicos en plantas y

animales a la presencia de esos ritmos diarios. Sin embargo, no todos son días en la

cronobiología: si bien han sido menos estudiados, también existen numerosas

investigaciones sobre ritmos anuales o estacionales, así como otros con períodos más

cortos, que van de los segundos a las horas (Tabla 1). Se denomina circadianos a los

ritmos con período cercano a las 24 horas (en general, aquellos con períodos de 20 a 28

horas), ultradianos a aquellos con períodos menores (como las secreciones pulsátiles

hormonales) e infradianos a aquellos con períodos mayores (como los ritmos

estacionales). Por supuesto, el ambiente condiciona estas periodicidades: así, para un

organismo que viva entre mareas, su adaptación principal será la presencia de ritmos de

frecuencia mareal (12 horas).

Tipo de ritmo Período Ejemplo

0.1 seg Electroencefalograma

1 seg Ritmo cardíaco

6 seg Ritmo respiratorio

60 min Secreciones hormonales

Ultradiano

90 min Alternancia de estados de

sueño

Circadiano 24 h Actividad- reposo

Temperatura corporal

Infradiano 28 días Ciclo menstrual

365 días Hibernación

Tabla 1.1: Espectro de frecuencias de los ritmos biológicos

Si bien el estudio de los mecanismos de los ritmos biológicos es verdaderamente

reciente, la observación de los fenómenos periódicos en la naturaleza es muy antigua, y

forma parte del anecdotario histórico y mitológico.

Breve historia del tiempo (biológico)

Un mito griego cuenta que en su transcurso diario por el cielo en su carro dorado, Febo

(el dios sol) llegó a enamorar una jovencita de nombre Clythie, que lo observaba

embelesada desde la Tierra. Al no ser correspondida, Clythie decidió “plantarse” en la

tierra y seguir a Febo. Tanto se tomó en serio el trabajo que al cabo de un tiempo de

seguir al sol con su mirada, su cuerpo comenzó a transformarse, sus pies echaron raíces

hasta que se convirtió en... un girasol. Nada más parecido a un ritmo biológico: tenemos

una planta (lo biológico) que repite un movimiento día a día (lo rítmico).

Algo de esto debían saber médicos y filósofos de la Grecia antigua. El poeta Hesíodo

escribió hacia el año 700 a.C. que “las enfermedades caen sobre los hombres, algunas

de día y otras por la noche”. El mismísimo Hipócrates aconsejaba a los interesados en

la medicina “investigar las estaciones del año y lo que ocurre en ellas”. Como consejo

práctico, sugería “administrar las purgas de arriba hacia abajo en el verano, y de abajo

hacia arriba en el invierno”.

Pero cuando hablamos de medicina en general nos referimos a sus escuelas

occidentales. No debemos olvidar que existen otras escuelas también milenarias, que a

veces tratan el concepto de salud y enfermedad desde otra perspectiva. En la medicina

china, por ejemplo, la salud se considera como una serie de oposiciones, que incluyen el

día y la noche, el sol y la luna. El concepto del tiempo y la periodicidad es fundamental

en esta escuela del yin y el yang, y la medicina china, desde el clásico texto Nei Ching

del siglo III a.C. hasta el presente, considera a los ritmos biológicos dentro de sus

métodos diagnósticos y de tratamiento.

Todas las civilizaciones antiguas reconocían la importancia de los eventos recurrentes a

lo largo de los días o del año. Para los antiguos egipcios, las estaciones y las crecidas

anuales del Nilo representaban la base de su economía agraria. Sin embargo, no

descuidaban la importancia de lo que ocurría a lo largo del día. En el monumental

templo de Ramsés II en Abu Simbel, por ejemplo, la fachada está decorada con 24

monos, símbolo de la felicidad y de las 24 horas del día (ya que se suponía que estos

monos orinaban una vez por hora). O sea: Ramsés gobernaba su imperio alegremente

durante las 24 horas del día, y sabía lo que estaba ocurriendo a cada momento.

Unos cuantos siglos más tarde, la expedición de Alejandro Magno a los confines del

mundo conocido trajo consigo numerosas descripciones de plantas y animales exóticos

(varios de estos ejemplares le fueron enviados a Aristóteles, ex-maestro del joven

conquistador, para su estudio). Andróstenes, uno de los cronistas de la expedición,

relató que las hojas y pétalos de la planta del tamarindo se movían a lo largo del día,

como “saludando al sol”. Es curioso que casi toda la historia de las observaciones de los

ritmos biológicos se refiere a estudios en plantas.

El primer verdadero experimento cronobiológico no es la excepción a esta regla. La idea

totalmente lógica de que los ritmos en los movimientos de las plantas eran una simple

respuesta pasiva a un ambiente periódico recién se vio desafiada por un experimento

realizado y publicado en 1729, no por un biólogo sino por un... astrónomo (¡no

aprovechar para confundir a los ritmos biológicos con las influencias astrológicas!).

Efectivamente, Jean Jacques D‘ortous De Mairan tenía en su observatorio una maceta

con una planta sensitiva, Mimosa pudica (cuyas hojas se mueven al ser tocadas). De

Mairan observó que las hojas de la planta se mantenían extendidas durante el día y

retraídas durante la noche, algo muy sencillo de explicar en función de la utilización

diurna de la energía solar. Sin embargo, el astrónomo fue un paso más allá y realizó una

experiencia que no resultaba ser tecnológicamente muy avanzada: colocar la maceta

dentro de un armario dentro del cual no llegaba la luz solar. Para su sorpresa, las hojas

de la Mimosa se seguían moviendo, por lo que se demostró por primera vez que los

ritmos circadianos eran capaces de mantenerse aun en ausencia de señales temporales

del ambiente (es más, aunque muchas veces no se respete, la definición de ritmo

circadiano requiere que sean de carácter endógeno, y que no dependan del ambiente en

forma absoluta).

Día o día subjetivo Noche o noche subjetiva

Figura 1.1. El experimento de De Mairan, que demostró por primera vez la existencia de ritmos

circadianos endógenos. Al tener una planta de Mimosa pudica expuesta a un ciclo de luz y oscuridad, las

hojas se mueven como siguiendo al sol. Sin embargo, al eliminar la influencia de la luz solar colocando la

planta en oscuridad constante (paneles inferiores), las hojas continúan moviéndose. (modificado de

Moore Ede et al., 1982).

De Mairan propuso que esta situación era equivalente a la de los pacientes que aun sin

saber la hora del día mantenían un patrón de sueño relativamente regular. Sugirió

también extender los experimentos a otras especies y mecanismos: su paper finaliza

invitando tanto a botánicos y físicos a repetir y verificar sus experimentos, ya que “la

marcha de física verdadera, que es experimental, no puede ser de otra manera que

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