El ritmo circadiano es objeto de numerosos estudios, pero sigue siendo un misterio en muchos aspectos. Aunque los científicos han identificado muchas de las proteínas celulares que intervienen en el ritmo circadiano y varios genes que contribuyen a un ritmo saludable, el gen del «reloj maestro» seguía siendo esquivo. Sin embargo, un reciente estudio de cronobiología en ratas indica que el gen Zfhx3, o Zinc Finger Homeobox 3, puede ser el gen maestro que dicta este importante ritmo biológico.
El tictac del reloj circadiano
El ritmo circadiano no sólo determina los ciclos de sueño-vigilia, sino también una serie de procesos vitales para la salud, como la reparación del ADN. Hay muchas señales ambientales, o zeitgebers, que influyen en este reloj interno. Entre ellos están la temperatura y la luz. La luz es un «zeitgeber» especialmente importante. Nuestras retinas perciben los niveles y la intensidad de la luz y transmiten esta información al núcleo supraquiasmático del cerebro, que a su vez ordena a distintas glándulas que produzcan melatonina, cortisol y otras hormonas relacionadas con el sueño y la vigilia.
El ritmo circadiano es casi imposible de cambiar, y sólo lo alteramos con consecuencias nefastas para la salud. La tozudez de nuestro reloj interno de 24 horas es un grave problema de salud para la gente moderna, que a menudo tiene horarios que interfieren con la posibilidad de dormir bien. Además, las personas que padecen trastornos del ritmo circadiano a menudo descubren que no existe cura, sino simplemente tratamientos que pueden ayudar a hacerles la vida un poco menos difícil.
Cuando se altera el ritmo circadiano
Un ejemplo notable de horario moderno que interfiere con el ritmo circadiano es el trabajo por turnos. Millones de personas trabajan en turnos de tarde o noche, en detrimento de su salud. Muchos trabajadores por turnos no consiguen adaptarse completamente a este horario antinatural y sufren trastornos del sueño y fatiga. Además, tienen un mayor índice de diabetes, obesidad, enfermedades cardiacas y diversos problemas de salud. El trabajo por turnos ha sido calificado incluso de cancerígeno por muchas organizaciones sanitarias importantes, incluida la Organización Mundial de la Salud. El cuerpo humano nunca se adapta realmente a trabajar en horarios que no coinciden con su reloj interno.
Eltrastorno de la fase retardada del sueño es otro caso en el que la inflexibilidad del ritmo circadiano puede acarrear problemas de salud. Las personas que padecen este trastorno tienen dificultades para dormir hasta muy tarde por la noche, lo que provoca problemas para despertarse por la mañana. Aunque existen tratamientos, como los suplementos de melatonina y las dietas especiales que pueden ayudar a este trastorno, sigue siendo una lucha de por vida para las personas que lo padecen. El reloj circadiano no puede invertirse.
Las ratas tienen un ritmo circadiano similar al de los humanos y también pueden sufrir trastornos circadianos del sueño. Por este motivo, las ratas suelen ser objeto de investigación en cronobiología . En este caso, es posible que hayamos identificado el gen que subyace al ritmo circadiano secuenciando el genoma de ratas que padecen trastornos del sueño no 24 horas, una enfermedad que también se da en humanos.
Las ratas con trastornos del sueño y el gen Zfhx3
Las ratas, como la mayoría de los mamíferos, también tienen diversos relojes internos, incluido un reloj circadiano, o de 24 horas. Para comprender mejor el ritmo circadiano, los investigadores tomaron un grupo de ratas con ciclos de sueño-vigilia de 24 horas y estudiaron sus cerebros y su ADN. Todas estas ratas tenían un «cortocircuito» en su ritmo circadiano que les hacía tener ciclos de sueño-vigilia más cortos que las 24 horas normales. Vivían desincronizadas con los ciclos naturales de luz y oscuridad, durmiendo y estando activas a horas del día que cambiaban constantemente.
La secuenciación genómica reveló que la única mutación genética que todas estas ratas tenían en común era una mutación particular en el gen Zfhx3. Además, otros análisis del tejido cerebral mostraron que todas las ratas carecían de ciertos neurotransmisores que transmiten información entre el núcleo supraquiasmático y la glándula pineal, que segrega melatonina.
Zfhx3: El funcionamiento de su reloj interno
Esta mutación en el gen Zfhx3 parece impedir que el núcleo supraquiasmático se comunique con la glándula pineal al detener la producción de neurotransmisores que transmiten los mensajes. Sin embargo, no es la primera vez que Zfhx3 está implicado en una enfermedad. Las mutaciones de este gen se han relacionado con diversas enfermedades, como los trastornos cardiovasculares y la esquizofrenia. A su vez, todos estos trastornos se han relacionado con alteraciones del ritmo circadiano. Zfhx3, y la alteración del ritmo circadiano causada por una mutación en este gen, puede ser el factor que conecte una variedad de problemas de salud aparentemente no relacionados que, sin embargo, están correlacionados.
Comprender el ritmo circadiano y otros aspectos de la cronobiología humana es esencial para entender el cuerpo humano. El ritmo circadiano y otros relojes internos están profundamente entrelazados con diversos procesos celulares que afectan tanto a la salud como al riesgo de enfermedad. Identificar el gen que está detrás del ritmo circadiano abre nuevas vías de investigación y tratamiento que pueden ayudar a las personas a vivir más tiempo y con mejor salud.
