Nuestro reloj interno. El papel del núcleo supraquiasmático en nuestra adaptación al día y la noche

Durante los millones de años que ha durado el desarrollo de la vida en el planeta todos los seres vivos han estado expuestos al ciclo de luz-oscuridad generado por la rotación de la Tierra y la presencia del Sol. Dado que el Sol proporciona luz y abundante energía, los animales utilizan el ciclo día-noche para organizar su patrón de actividad-descanso.

Probablemente, para facilitar este comportamiento, durante la evolución se ha desarrollado un reloj biológico en todos los microorganismos, plantas y animales, incluidos los humanos, que sincroniza su actividad con el ciclo diario de luz-oscuridad. La principal propiedad de este reloj es que mantiene un ritmo de actividad de veinticuatro horas que se mantiene incluso en oscuridad constante y se sincroniza cada vez con el amanecer.

En mamíferos y humanos este reloj se encuentra en el cerebro y se denomina núcleo supraquiasmático (NSQ) debido a su ubicación por encima del quiasma de los nervios ópticos. A través de estos nervios ópticos, el NSQ recibe la señal luminosa de los ojos para indicar el inicio del día. Las neuronas del NSQ están principalmente activas durante el día, incluso sin luz. La función de reloj del NSQ se encarga de que, aun sin un cambio en la luz y la oscuridad, modifique su patrón neuronal de actividad (día) e inactividad (noche).

Las neuronas del NSQ transmiten esta señal día-noche a través de fibras nerviosas dentro del hipotálamo, una zona del tamaño de una nuez situada en la base del cerebro, donde se organiza la mayoría de las funciones corporales esenciales, como la reproducción, la temperatura, la presión arterial y el equilibrio hídrico. 

El NSQ influye en las funciones que se relacionan principalmente con nuestro patrón de actividad-inactividad. Nos estimula para estar activos cada mañana, por lo que prepara la fisiología de nuestro cuerpo para este cambio de comportamiento vital aun antes de que suene el despertador. También promueve el ciclo estral en las hembras o el parto en el momento adecuado del ciclo día-noche —las niñas y los niños suelen nacer temprano por la mañana. 

Un ejemplo de lo que es esencial para que estemos activos por la mañana da una idea de las diferentes tareas que el NSQ debe realizar. Justo antes de que suene el despertador, el NSQ ya está influyendo en las estructuras cerebrales para aumentar la temperatura corporal y la frecuencia cardíaca, elevar los niveles de cortisol en la sangre, aumentar la glucemia e influir en los músculos para que absorban la glucosa circulante con mayor rapidez. Lo contrario ocurre con todos estos parámetros justo antes de dormir. 

Todos estos cambios son esenciales para nuestra salud: si nuestro nivel de glucemia por la noche es tan alto como por la mañana, podríamos tener diabetes. Lo mismo ocurre con la frecuencia cardíaca, la presión arterial o el cortisol. Valores matutinos (es decir, niveles altos) antes de dormir, son peligrosos a largo plazo. 

En consecuencia, todos estos parámetros son monitorizados con gran precisión por diversas áreas sensoriales, tanto dentro como fuera del cerebro. La mayoría interactúa con el NSQ y, por lo tanto, recibe información directa sobre los valores correctos para ese momento del día. Por ejemplo, al comer chocolate u otros dulces frente al televisor por la noche, elevamos la glucosa en sangre a niveles demasiado altos para esa hora del día. En interacción con el NSQ, las áreas cerebrales reguladoras de la glucosa afectan a nuestros órganos, normalizando los niveles de glucosa. 

Nuestros niveles de cortisol en la sangre ilustran la aparente necesidad de ritmos precisos. Por la mañana pueden ser al menos diez veces más altos que los valores mínimos por la noche, aunque la variación a una hora específica es mínima. De esta manera, los niveles de cortisol indican si el cuerpo necesita activarse. Por la noche, cuando los niveles de cortisol son bajos, el estrés induce niveles de cortisol mucho más altos que por la mañana y, en consecuencia, es mucho más perjudicial para nuestra fisiología. Estos ejemplos indican la necesidad de un sistema de retroalimentación complejo que informe al NSQ y a otros núcleos cerebrales participantes sobre los niveles reales de glucosa, cortisol y otras hormonas, promoviendo su normalización a esa hora del día. 

NUESTRO RELOJ INTERNO AJUSTA LOS PARÁMETROS FISIOLÓGICOS SEGÚN LA HORA DEL DÍA Y EN RESPUESTA A LOS DESAFÍOS QUE ENFRENTA EL CUERPO

Es importante destacar que las infecciones y la escasez o el exceso de alimentos alteran los parámetros fisiológicos de referencia diurnos y nocturnos. En ayunas los parámetros de referencia de la temperatura corporal y la glucosa en la sangre son más bajos al comienzo de la fase de sueño para permitir el ahorro de energía. Por lo tanto, el NSQ también desempeña un papel importante en la interacción con las estructuras cerebrales que detectan nuestro estado metabólico. Cabe destacar que, incluso durante el ayuno, el NSQ nos prepara para el inicio de la fase activa mediante un aumento de la glucosa y la temperatura, lo que demuestra que nuestro reloj interno ajusta los parámetros fisiológicos según la hora del día y en respuesta a los desafíos que enfrenta el cuerpo. El NSQ puede lograr esto al recibir información sobre el estado del cuerpo. En consecuencia, las infracciones frecuentes del mensaje del NSQ, como trabajar en turnos o comer tarde por la noche, pueden conducir al desarrollo de enfermedades cardiovasculares o metabólicas. 

Las observaciones de una actividad disminuida del reloj biológico humano en cerebros post mortem de pacientes hipertensos o diabéticos, en comparación con pacientes control de la misma edad, indican que en estos pacientes el NSQ ha perdido la capacidad de ajustar el cuerpo a los niveles fisiológicos adecuados. La figura 2 ofrece un ejemplo de dicho estudio, en el que se compara la actividad de las neuronas del NSQ con la de las neuronas implicadas en la liberación de cortisol. Esta hormona generalmente se eleva durante la hipertensión. En la hipertensión, el número de neuronas activas en el NSQ se reduce. Por el contrario, el número de neuronas implicadas en la secreción de cortisol aumenta, lo que indica una menor capacidad del NSQ para reducir los niveles de cortisol. 

En los seres humanos, el NSQ se desarrolla principalmente después del nacimiento y comienza a perder actividad después de los sesenta años, lo que coincide con las dificultades de las personas muy jóvenes y mucho mayores para sincronizar adecuadamente su fisiología. Por lo tanto, mantener un ritmo estable de actividad y sueño es una de las principales soluciones para un estilo de vida saludable. 

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