Ritmos Circadianos

RITMOS CIRCADIANOS EN LA TEMPERATURA CORPORAL

Facultad de Ciencias Humanas

Universidad Autónoma de Baja California

Objetivo: Demostrar la relación que existe entre el ritmo circadiano de la temperatura corporal, la somnolencia y la vigilancia.

RESUMEN

El objetivo del presente estudio fue determinar si existen variaciones circadianas en la eficiencia para responder ante estímulos con diferente frecuencia, en una tarea de ejecución continua que mide la atención sostenida. Se registro a un joven voluntario, estudiantes universitario de 23 años de edad, durante al menos 24 horas, en condiciones controladas de laboratorio, con un protocolo de rutina constante, que permite reducir la influencia de los sincronizadores sobre los ritmos circadianos. Se encontraron variaciones circadianas en la temperatura corporal y en la eficiencia para responder a la tarea de ejecución continua, así como en la eficiencia para responder a todos los estímulos, independientemente de su frecuencia. En conclusión, los ritmos circadianos en la atención sostenida prevalecen a pesar de que se usen estímulos con diferente frecuencia.

Palabras clave: Los ritmos circadianos, temperatura corporal, el rendimiento continuo, somnolencia, vigilancia.

El ritmo biológico mejor estudiado se conoce como ritmo circadiano (circa=cerca, dies=día), porque adopta un período cercano a un día (Palmer, 1976). Se han documentado variaciones circadianas en casi todos los seres vivos, desde organismos unicelulares, plantas, animales, hasta el ser humano (Koukkari & Sothern, 2006).

Los ritmos circadianos son estables, pero a la vez son modulados por sincronizadores, tales como: el ciclo de luz y oscuridad, el ciclo de temperatura ambiental, la disponibilidad de alimento, el ejercicio y la estimulación social. Estos ritmos se manifiestan claramente cuando se reduce la influencia de los sincronizadores, esto se logra por medio de un “protocolo de rutina constante”. Este protocolo constituye una

técnica fundamental para estudiar los ritmos circadianos, consiste en mantener constantes: la temperatura ambiental, la iluminación, el ingreso calórico (alimentos), la postura corporal (control del gasto calórico por medio de restricción de movimientos) y se limita la estimulación social (Hanneman, 2001).

En general, se ha encontrado que la ejecución es más eficiente durante el día, mientras que empeora en la madrugada (Lavie, 1980; Carrier & Monk, 2000). Kleitman planteó que los ritmos en la fisiología modulan la actividad de los organismos (Dement & Kleitman, 1957). De acuerdo con la teoría de Kleitman, las oscilaciones circadianas en el metabolismo corporal producen los cambios en la ejecución. Es importante mencionar que el metabolismo corporal se refiere a todas las reacciones químicas del organismo, por lo que implica cambios en todos los procesos fisiológicos, como la temperatura corporal, así como la actividad de todos los órganos del cuerpo, incluyendo al sistema nervioso. La temperatura corporal es un índice básico del metabolismo corporal, por lo que de acuerdo con Kleitman, el nivel en la temperatura corporal permite predecir el nivel de ejecución de los organismos (Kleitman, 1963). Por otro lado, Borbély (1982) propuso que la ejecución en el tiempo es el resultado de la interacción entre los ritmos circadianos y un proceso homeostático. Este proceso se refiere al nivel de fatiga que tiene un organismo a distintas horas del día. Generalmente, al momento de despertar un organismo se encuentra listo para la acción, con un nivel máximo de ejecución; pero entre más tiempo permanezca despierto y entre mayor actividad tenga, mayor será su fatiga y somnolencia, por lo que su ejecución irá disminuyendo a través del tiempo (Åkerstedt et al., 2004). El dormir y el descanso disminuye la somnolencia y la fatiga, por lo tanto mejoran la ejecución.

La ejecución en cada momento del día depende de la suma de los valores de los procesos circadianos y homeostáticos. En el ser humano se han observado ritmos circadianos en la ejecución ante muy diversas tareas. Por ejemplo en el tiempo de reacción serial de elección, en tareas de vigilancia (D’Reaux, Neumann & Rhymer, 2000; Kraemer et al., 2000), en pruebas de cancelación, en la cantidad de dígitos que se pueden repetir, en operaciones aritméticas (Shapiro, Blake, Fossey & Adams, 1990), en tareas de memoria (Folkard & Monk, 1980; Vallar & Baddeley, 1984), en tareas de búsqueda visual, razonamiento lógico y matemático (Natale, Alzan & Cicogna, 2003), en la percepción del tiempo (Kuriyama etal., 2003), en la estimación de la hora del día (Campbell, Murphy & Boothroyd, 2001), en una tarea que simula la conducción de un automóvil (Lenne, Triggs & Redman, 1997), en una tarea psicomotora (tiempo de reacción ante un estímulo visual) (Blatter et al., 2006), en la velocidad manual, la búsqueda serial, el razonamiento verbal, una tarea de memoria de trabajo (Monk, Buysse, Reynolds III & Kupfer, 1998), en una tarea de razonamiento lógico (Monk

& Carrier, 1997), en los componentes de la atención (Valdez et al., 2005), en los componentes de la memoria de trabajo (Ramírez et al., 2006), en tareas manuales, razonamiento verbal, tareas de búsqueda serial (Monk & Carrier, 1998), una tarea de símbolos y dígitos y en una tarea de evocación (Wright, Hull & Czeisler, 2002). En la mayor parte de los estudios mencionados se ha encontrado una correlación entre el ritmo circadiano en la temperatura corporal y las variaciones en la ejecución, los niveles de ejecución bajan cuando la temperatura disminuye (Schmidt, Collette, Cajochen & Peigneux, 2007).

Es posible que las oscilaciones fisiológicas modulen un proceso cognoscitivo básico, el cual podría afectar la ejecución de todas las tareas mencionadas. Un proceso cognoscitivo crucial para el desempeño de una gran cantidad de tareas es la atención sostenida, la cual consiste en la capacidad para responder de forma eficiente al ambiente por periodos de minutos a horas. Se han usado dos tipos de tareas para medir la atención sostenida: una tarea de vigilancia y una tarea de ejecución continua. En una tarea de

vigilancia se presentan estímulos de forma infrecuente, por ejemplo en cada 5 o más segundos (Dinges & Powell, 1985); mientras que en una tarea de ejecución continua los estímulos se presentan cada segundo (Riccio, Reynolds, Lowe & Moore, 2002). Muchos trabajos han encontrado ritmos circadianos en la atención sostenida por medio de tareas de vigilancia, pero muy pocos trabajos han usado una tarea de ejecución continua (Schmidt, Collette, Cajochen & Peigneux, 2007). El uso de estimulación frecuente en una tarea de ejecución continua mejora la ejecución, probablemente debido a que induce

un estado de alerta (Davies & Parasuraman, 1982; Warm, 1984). En el presente trabajo se pretende analizar el efecto de la frecuencia de los estímulos sobre los ritmos circadianos en la eficiencia para responder ante una tarea de ejecución continua. En la noche disminuye la ejecución, por lo que un mayor alertamiento, inducido por una mayor frecuencia en los estímulos, podría hacer que la ejecución se mantuviese a niveles altos durante la noche.

Para poder observar los ritmos circadianos en la ejecución sin la interferencia de los sincronizadores, en el presente trabajo se usó un “protocolo de rutina constante”.

METODO

Participante

Se registró de manera voluntaria a un hombre de 23 años de edad, estudiante en una escuela de música que se dedica al aprendizaje de la batería, asiste a clases de lunes a viernes con un horario de 16:00-18:00 hrs, sin actividad durante las mañanas, pero con actividades programadas cada fin de semana, sin trastornos graves de salud o del sueño, que no se encontraban tomando medicamentos que afectan el sistema nervioso central. El participante accedió de manera voluntaria ante el proyecto de investigación, propuesto como parte de nuestra evaluación para la clase de Psicofisiología, impartida por el maestro Javier Galarza del Ángel, en la Facultad de Ciencias Humanas de la UABC.

Instrumentos

La investigación se realizó en una recamara de una casa, con la finalidad de que el sujeto se sintiera cómodo durante el proceso, ubicada en av. José María Aguayo 1281, Col. Santa Teresa, donde la iluminación de la recamara se mantuvo entre de 300 – 700 lux, adecuada para la visión del sujeto. Se utilizó un termómetro corporal que comprende divisiones de décimas de grado entre 32°C a 42°C, construido por un tubo capilar denominado vástago, cerrado en uno de sus extremos y comunicado el otro con el depósito de mercurio llamado bulbo, ambos de vidrio (marca LAICA), bitácora donde se registró la temperatura corporal de cada hora durante las 24 horas. Para la presentación de los estímulos y el registro del respuesta del participante, se utilizó una computadora mini Laptop; marca DELL, donde se le aplico la prueba PEBL, tarea de vigilancia perceptual (TVIP), Wilkinson y tareas de Houghton Vigilancia psicomotor que consiste en aplicar una tarea de vigilancia para detectar fallas de vigilancia y del sueño.

Para medir la somnolencia se le proporciono al sujeto una hoja de Evaluación visual analógica de somnolencia. Esta evaluación consiste en estimar, en base a una línea horizontal de 10 centímetros de largo, donde el sujeto agregara una marca donde indique la cantidad de somnolencia que el sujeto siente en ese preciso momento, considerando al extremo izquierdo como nada de somnolencia y al extremo derecho como mucha somnolencia. Se sacaron 8 copias

...