La investigación de Takahashi muestra que el reloj biológico influye más de lo que se creía en numerosas funciones del organismo, en particular en el metabolismo. Según ha afirmado en una conferencia en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), ‘hay una relación directa entre el reloj biológico y la salud y entenderla a escala molecular permitirá abrir nuevas vías contra el cáncer y otras enfermedades’.

Con respecto a la nueva investigación sobre la relación entre el reloj biológico y la longevidad, Takahashi ha demostrado que la restricción calórica (ingerir menos calorías de manera controlada) es más efectiva si se aplica teniendo en cuenta los ritmos biológicos. En la investigación varios grupos de ratones comieron toda su vida un 30 por ciento menos de lo habitual, pero algunos lo hicieron con restricciones horarias. Los que podían comer en cualquier momento del día fueron un 10 por ciento más longevos; los que comían solo de día vivieron un 20 por ciento más; y los que comían solo de noche, cuando los ratones son más activos, un 35 por ciento más. ‘Esto sorprendió mucho a toda la comunidad de longevidad, porque muestra que la hora en que se come es quizás el factor más importante’, ha afirmado Takahashi.

‘El poder de este experimento es que los animales comen exactamente lo mismo cada día, la única diferencia es el patrón temporal que siguen al hacerlo. Estamos muy emocionados con este resultado’, ha añadido. Así, el investigador ha asegurado que ‘el reloj biológico está en la base de todos los mecanismos del organismo que están relacionados con la longevidad’.

El primer gen relacionado con ritmos circadianos se identificó en la mosca de la fruta -la ‘Drosophila melanogaster’- en los años setenta. Los años siguientes empezó una carrera por encontrar más bases genéticas de relojes circadianos. Takahashi encontró el gen CLOCK en 1997, y poco después BMAl1. Son genes que activan la lectura de otros implicados en ritmos circadianos, de los que se conoce ya una decena. Estos genes interactúan formando un sistema que se sincroniza con el entorno, y su acción influye en miles de otros genes.

Takahashi ha descubierto que alrededor del 10 por ciento de los genes que se expresan en cualquier tejido están sometidos a control circadiano. Muchos son genes implicados en rutas metabólicas y del ciclo celular.

En su investigación con restricción calórica, Takahashi observó que, en el hígado, los patrones de lectura (transcripción) de unos 2 500 genes variaban según los animales comieran de día o de noche. El grupo en que esta lectura de las instrucciones genéticas se desviaba menos de la habitual era el de los ratones más longevos -los que comían solo por la noche, coincidiendo con su periodo natural de actividad.

Los investigadores registraron también una mayor pérdida de peso en este grupo. El grupo de Takahashi quiere ahora investigar si alterar el gen CLOCK tiene efectos sobre la longevidad, y también buscan modular la actividad de este gen mediante un fármaco.

Ver más información: Acosta-Rodríguez V, Rijo Ferreira F, Izumo M, Xu P, Wight Carter M, Takahashi J.  Circadian alignment of early onset caloric restriction promotes longevity in male C57BL/6J mice. Science[Internet]. 2023[citado 4 dic 2023]; 376(6598): 1192-1202. DOI: 10.1126/science.abk0297

6 diciembre 2023|Fuente: Europa Press| Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

«Hay un conjunto de relojes en el organismo que están ahí para optimizar su funcionamiento: eso se llama sistema circadiano», resume a AFP Claude Gronfier, investigador en el Instituto Nacional de Salud y de Investigación Médica (Inserm), organismo público francés dedicado a la salud humana.

Su existencia es conocida desde hace tiempo. La investigación ha demostrado, hace ya varias décadas, que los órganos son más o menos activos a lo largo de 24 horas. El intestino, el hígado o el corazón, tienen tendencia a trabajar más a ciertas horas, sea cual fuere el ritmo de las comidas o de la actividad física.

Paralelamente, investigaciones llevadas a cabo sobre animales y luego sobre humanos han revelado que este ritmo no era solamente una respuesta al mundo exterior, como la sucesión del día y la noche. Está inscrito en las células, empezando por las neuronas del cerebro.

Estas investigaciones ya fueron suficientemente notables como para valer un Premio Nobel de medicina a tres científicos en 2017. Pero en los últimos años se han profundizado aún más, y demuestran hasta qué punto este reloj se halla en todas las células.

«Existen relojes en el hígado, en el corazón, en el pulmón, en el riñón, en la retina..», enumera Gronfier.

Y ya se sabe que esos relojes tienen efectos muy variados. Un estudio dirigido por Gronfier, publicado en la revista Brain, sugiere que la percepción del dolor varía en intensidad a lo largo de 24 horas.

En el curso de esta investigación, doce hombres fueron aislados de casi cualquier estímulo exterior durante un día y medio, y expuestos cada dos horas a una sonda calentada. Su umbral de dolor varió sistemáticamente a lo largo del tiempo.

Para el investigador, se trata de un paso crucial hacia una mejor comprensión del dolor. En el futuro, asegura, se podría tratarlo mejor teniendo en cuenta sus fluctuaciones durante una jornada.

Y algunos médicos y científicos consideran que se conocen ya bastante bien esos ritmos como para usarlos como instrumento ante varias enfermedades.

Es la «cronoterapia» o la «medicina circadiana». Según sus promotores, sus aplicaciones serían diversas, desde la cancerología a la cardiología, pasando por la neurología.

En las enfermedades de Alzheimer o de párkinson, por ejemplo, es conocido el desajuste del reloj biológico. Pero ahora se sabe que a menudo ese desajuste es anterior a los síntomas y podría, por tanto, ser una causa evitable más que una consecuencia.

No obstante, de manera general, «aún tenemos por delante el desafío de poner en práctica en la realidad médica estos conocimientos sobre el rol de los relojes circadianos» advirtieron el año pasado los investigadores Ravi Allada y Joseph Bass, en el New England Journal of Medicine.

También se carece de técnicas que permitirían a un médico diagnosticar fácilmente un desajuste del reloj biológico y, por tanto, aconsejar a un paciente que cambie de ritmo de vida para evitar problemas de salud.

Otras pistas pueden chocar contra la realidad, como la idea, ciertamente defendida con entusiasmo por Gronfier, de tener en cuenta la hora del día para administrar una quimioterapia a un paciente canceroso.

«Imaginemos que una prueba muestra que hay que administrar el tratamiento entre las 22h00 y las 08h00 de la mañana: ello va a plantear problemas de organización», ya que la quimio se hace mediante perfusión en el hospital, matiza a AFP el cancerólogo Pierre Saintigny.

Dados los problemas que se enfrentan los sistemas sanitarios de la mayoría de países, sería necesario no solamente que el efecto positivo de esa cronoterapia esté demostrado «sino también que impacte de forma importante en la respuesta a los tratamientos y en la supervivencia de los pacientes», concluye Saintigny. De momento, los estudios al respecto son insuficientes, agrega.

 agosto 25/2022 (AFP) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Referencias:

• Daguet, I., Raverot, V., Bouhassira, D., & Gronfier, C. (2022). Circadian rhythmicity of pain sensitivity in humans.

• Allada, R., & Bass, J. (2021). Circadian mechanisms in medicine. New England Journal of Medicine, 384(6), 550-561.

El tiempo subjetivo es la vivencia que cada uno tiene del paso del tiempo cronológico (aquel que se mide con el reloj). Aunque podría pensarse que 30 segundos transcurren igual para todos, las personas lo viven de distintas maneras. Es por esto que un equipo de investigación del laboratorio de Cronobiología analiza cómo influyen los factores emocionales en la estimación del tiempo.

El grupo de científicos estudia cómo funciona el reloj biológico de los seres vivos. “A nosotros nos interesa el tiempo subjetivo; lo estudiamos hace rato en animales, pero nos interesa también en humanos porque es una cualidad inconsciente que necesitamos todo el tiempo para funcionar, para aprender, para prestar atención y, además, en muchas enfermedades donde hay fallas en el tiempo subjetivo”, explicó a Info Universidades el doctor Diego Golombek, director del proyecto Cronos. Regulación de los ritmos biológicos y del laboratorio.

El tiempo subjetivo se altera en determinadas condiciones estresantes o emocionales, por ejemplo, el tiempo se altera al final de un partido de fútbol y por eso los investigadores buscan estudiar la percepción subjetiva del tiempo cuando los hinchas ven que su equipo gana o pierde. Si un hincha ve que su equipo va ganando, deseará que el partido se acabe rápido para que el rival no invierta el resultado. Se supone que esa ansiedad por ganar y ver terminado el partido hará que su percepción del tiempo sea que pasa más lento.

En el caso de este experimento, la idea es medir intervalos de tiempos breves y ver cómo afectan las emociones a la percepción del tiempo. En este sentido la doctora Patricia Agostino, investigadora del laboratorio, sostiene que, sabiendo que hay factores emocionales que afectan la percepción del tiempo que dependen de neurotransmisores como la dopamina, podría tratarse de un mecanismo similar porque también es una forma emocional que afecta al hincha en la percepción del tiempo.

Importancia de la dopamina

La dopamina está muy involucrada en cómo percibimos intervalos cortos de tiempo y cómo ciertos factores afectan o modulan la estimación subjetiva. “Hay un montón de experimentos realizados a partir de la modulación de los niveles de dopamina que llega a estas regiones, que hacen que el reloj interno se acelere o se desacelere”, explicó Agostino y agregó: “Hay algunos estudios publicados acerca de qué neurotransmisores se alteran en el cerebro cuando cambia la percepción subjetiva del tiempo. Sin embargo, como este experimento en particular (el de los hinchas) no se hizo nunca, no sabemos todavía qué es lo que sucede en el cerebro, ya que pueden incidir varios factores”.

Para obtener esta información se diseñó una encuesta donde los hinchas de fútbol que concurren a un partido contestan algunas preguntas. El experimento se centra en el corazón de un partido: la cancha de fútbol colmada de hinchas de un equipo. La encuesta es a través de Internet. A los hinchas no se los entrevista ni tienen que concurrir al laboratorio. Tampoco es un experimento con seguimiento ni los científicos van a la cancha. Simplemente, les pidieron a quienes van a ver un partido que experimenten, registren los datos y luego los vuelquen en una web.

La encuesta es masiva y espera obtener resultados de más de mil hinchas de fútbol. “Este es uno de los ingredientes que a mí me gusta más y es lo que se llama ciencia ciudadana: convocar a la gente para que participe de un experimento y se lo apropie; que entienda qué está haciendo y no sea solo dadora de datos, sino que reflexione por su cognición y participe del experimento. Después le contaremos los resultados”, dijo el director.

El experimento es muy sencillo: el que asiste al partido de fútbol debe estar con un amigo que mida el tiempo con un cronómetro. Uno experimenta el paso del tiempo según su percepción y el otro chequea y anota. El hincha debe estimar treinta segundos mientras un amigo larga un cronómetro y mide el tiempo con reloj. “El que estima el tiempo sin reloj dice ‘ya está’ y el amigo con cronómetro o segundero anota cuánto estima el otro que son treinta segundos”, explicó Golombek. La medición se realiza dos veces durante el partido, una al principio y otra cuando está por terminar el juego.

Labor de los voluntarios

Los voluntarios deben dejar otros datos como la edad, el género, si el equipo iba ganando o perdiendo cuando se hicieron las estimaciones de tiempo, a cuántos minutos del partido se tomó la medición, si eran locales o visitantes, posición en la tabla del campeonato, todos datos que servirán para determinar el contexto y las expectativas del hincha.

El experimento ayudará a entender cómo funciona la percepción del tiempo relacionada con alteraciones que se manifiestan en enfermedades. “Básicamente, sabemos que, en determinadas enfermedades neurales, mentales, psiquiátricas, hasta neurológicas, se altera la percepción del tiempo. El tiempo subjetivo es diferente para una persona que está en una fase maníaca, una enfermedad depresiva, o una que tiene párkinson. El tiempo también es modulado por las emociones en estas enfermedades.

Es así que esto puede darnos una línea de base en personas normales frente a situaciones estresantes y emocionales y después veremos a qué nos lleva eso en situaciones patológicas. En principio, nos alcanza con ver qué pasa en las situaciones normales y cotidianas de una persona que va a la cancha de fútbol, faltan cinco minutos y su equipo gana o pierde”, explicó Golombek.

mayo 10/2021 (Dicyt)

 «En muchos deportes, las diferencias entre llegar primero o segundo, o no ganar ninguna medalla, son muy pequeñas, recuerda Renske Lok, primer autor del artículo y ex estudiante de doctorado en la Universidad de Groninga. Nos preguntamos si el reloj biológico de un atleta estaba influyendo».

Este reloj determina los ritmos diarios de nuestro cuerpo: regula características fisiológicas como la temperatura corporal central y los niveles de glucosa en sangre. «Y sabemos que el rendimiento máximo suele coincidir con el pico de la temperatura corporal central», añade Lok.

Decidió investigar esta idea analizando los tiempos de los nadadores olímpicos que llegaron a la final de su brazada y distancia particular. «Esto significó que tuvieron que nadar tres rondas: las eliminatorias, las semifinales y la final», señala. Los resultados de los atletas masculinos y femeninos se obtuvieron de sitios web que enumeraban los resultados oficiales de los Juegos que tuvieron lugar en Atenas (2004), Beijing (2008), Londres (2012) y Río de Janeiro (2016).

«Elegimos la natación porque la situación exterior es muy similar: la temperatura del agua está bien regulada y casi no se utiliza ningún equipo», explica. Para descartar cualquier factor de confusión, como los trajes de baño de piel de tiburón usados en Pekín, se normalizaron los resultados de cada participante. Se calculó el tiempo individual medio durante las tres rondas y cada ronda se comparó posteriormente con el promedio.

Este análisis arrojó dos conclusiones interesantes. «Primero, los atletas se desempeñaron mejor en las finales, mientras que las eliminatorias siempre fueron más lentas que las semifinales. Pudieron adaptar su actuación y reservar sus mejores esfuerzos para la final», resalta.

Una segunda observación fue que la diferencia entre las semifinales y las eliminatorias fue mínima en Pekín. «Esto fue muy interesante porque en las otras sedes, las eliminatorias se programaron por la mañana, mientras que las semifinales y finales se llevaron a cabo por la noche, continúa. En Pekín, sin embargo, las eliminatorias se programaron para la noche, mientras que las semifinales y las finales fueron por la mañana y por la tarde».

Esto sugirió que el rendimiento en las eliminatorias, semifinales y finales se vio afectado por la hora del día. Por lo tanto, Lok y sus colegas utilizaron un modelo para eliminar todas las variaciones que no estaban relacionadas con el reloj biológico. Este análisis dio como resultado un patrón de rendimiento sinusoide claro en el transcurso de un día.

«La actuación no fue tan buena por la mañana, mejor por la tarde y peor de nuevo al final de la noche», resume. Los tiempos más rápidos estaban previstos para el final de la tarde, justo después de las cinco.

El tamaño del efecto (representado por la amplitud de la función sinusal) fue considerable: superó la diferencia de tiempo entre una medalla de oro y una de plata en el 40 % de las finales, entre una medalla de plata y de bronce en el 64 % y entre medalla de bronce y ninguna medalla en el 61 por ciento.

«Por supuesto, todos los nadadores están en la piscina al mismo tiempo para la final. Sin embargo, no todos los nadadores tendrán el mismo cronotipo», relata Lok. Los individuos muestran variaciones en el momento en que se desempeñan mejor. Y esto, por tanto, podría afectar las posibilidades de ganar una medalla olímpica.

A su juicio, los atletas pueden usar este conocimiento. «Es posible cambiar su reloj biológico exponiéndose a la luz del día adicional en el momento adecuado del día, añade. Si hace esto en el transcurso de varios días, podría cambiar el momento de máximo rendimiento hacia el momento de una carrera».

Aún no está claro si el efecto del reloj biológico tiene algún impacto en otros deportes. «En el ciclismo, por ejemplo, la calidad de la bicicleta también es importante», dice Lok, que ahora es investigador postdoctoral en el Departamento de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento de la Universidad de Stanford.

El reloj biológico que se investigó en el artículo afecta tanto a los músculos de los brazos como de las piernas y, por tanto, parece lógico trasladar estos resultados a otros deportes. «Además, estos atletas de élite entrenan todo el día y hemos demostrado que esto no anula el efecto del ritmo circadiano», precisa.

octubre 22/2020 (Europa Press) –Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Un nuevo estudio de la Universidad de Barcelona (UB) ha concluido que la irregularidad en los horarios de las comidas durante los fines de semana, denominada por los autores como eating jet lag, podría estar relacionada con un aumento en el índice de masa corporal (IMC), una fórmula que relaciona el peso con la altura para determinar si se tiene un peso saludable.

Estos resultados, publicados en la revista Nutrients, se obtuvieron independientemente de factores como la calidad de la dieta, el nivel de actividad física, el jet lag social (la diferencia en los horarios de sueño durante el fin de semana) o el cronotipo (la predisposición natural a un determinado horario de sueño y vigilia).

El mayor impacto sobre el IMC se produce cuando existe una diferencia de horarios de 3,5 horas o más entre las comidas de fines de semana y resto de días

Según los investigadores, se trata del primer trabajo que demuestra la importancia de la regularidad en los horarios de las comidas —incluyendo fines de semana— para el control del peso, y podría ser un elemento a tener en cuenta como parte de las pautas nutricionales para prevenir la obesidad. El estudio, conjuntamente liderado por María Izquierdo Pulido y Trinitat Cambras, es parte de la tesis doctoral de María Fernanda Zerón Rugerio, primera autora del artículo.

En los últimos años se ha demostrado que el cuerpo asimila de manera diferente las calorías en función de la hora del día. Por ejemplo, comer o cenar tarde se ha relacionado con un mayor riesgo de obesidad. Según explica Izquierdo Pulido, “esta diferencia está relacionada con nuestro reloj biológico, el cual organiza temporalmente nuestro organismo para asimilar y metabolizar las calorías que consumimos durante el día”. Por la noche, sin embargo, “prepara al cuerpo para el ayuno que se produce mientras dormimos”.

“En consecuencia, continúa la investigadora, cuando la ingesta tiene lugar de una manera regular, el reloj circadiano asegura que en el organismo se pongan en marcha las vías metabólicas para asimilar los nutrientes. Sin embargo, cuando se ingieren alimentos en una hora inusual, los nutrientes pueden actuar sobre la maquinaria molecular de los relojes periféricos (fuera del cerebro), alterando su horario y, por lo tanto, modificando las funciones metabólicas del organismo”.

En el nuevo estudio, realizado en una población de 1 106 personas jóvenes (de 18 a 25 años de edad) en España y México, los investigadores han analizado la relación entre el índice de masa corporal y la variabilidad en los horarios de las comidas en el fin de semana respecto al resto de días. Para ello, han utilizado un nuevo marcador que engloba los cambios en los horarios de las comidas (desayuno, comida y cena) durante los fines de semana: el llamado eating jet lag, que se ha propuesto por primera vez en este trabajo.

“Nuestros resultados indican que cambiar los horarios de las tres comidas durante los fines de semana está asociado a obesidad. El mayor impacto sobre el IMC se produciría cuando tenemos una diferencia de horarios de 3,5 horas o más. A partir de este punto, es cuando el riesgo de obesidad podría verse incrementado, ya que hemos observado que los individuos que presentaban más de 3,5 horas de eating jet lag incrementaban su IMC en 1,3 kg/m2”, apunta Zerón Rugerio.

Falta de sincronía entre el tiempo del organismo y el social

Para explicar la relación entre el eating jet lag y la obesidad, los autores sugieren que cada fin de semana los individuos se someten a una ligera cronodisrupción, es decir, a la falta de sincronía entre el tiempo interno del organismo y el social.

“Nuestro reloj biológico es como una máquina, y como tal está preparado para desencadenar la misma respuesta fisiológica o metabólica a la misma hora del día, cada día de la semana. Unos horarios definidos de alimentación y sueño ayudan a mantener la organización temporal del organismo y a promover la homeostasis energética. Por tanto, las personas que tienen una mayor alteración de horarios serían más propensas al sobrepeso y a la obesidad”, subraya Cambras.

Unos horarios definidos de alimentación y sueño ayudan a promover la homeostasis energética

Todavía serán necesarias más investigaciones para revelar los mecanismos fisiológicos y las alteraciones metabólicas que hay detrás del eating jet lag y su relación con la obesidad. No obstante, los autores destacan la importancia de mantener la regularidad en los horarios de comida y sueño para preservar la salud y el bienestar.

“Además de la dieta y el ejercicio, que son dos pilares en el tratamiento de la obesidad, también se deberían tener en cuenta factores como la regularidad en el horario de las comidas, ya que hemos comprobado que tiene un impacto en nuestro peso corporal”, indica Izquierdo Pulido.

Efectos a largo plazo del eating jet lag

El estudio también señala la importancia de investigar la relación entre la irregularidad horaria y la evolución del peso a lo largo del tiempo, así como de hacerlo en poblaciones con distintas franjas de edad o con características metabólicas y socioeconómicas diferentes.

“La variabilidad en el horario de las comidas durante los fines de semana respecto a los días laborables podría producirse crónicamente durante la vida de un individuo. Los estudios futuros deberían evaluar el efecto de esta variabilidad crónica, a través del eating jet lag, sobre la evolución del peso”, concluyen los investigadores.

enero 21/2020 (SINC)

Durante el desarrollo embrionario, cuando no se forman contactos entre la retina y el hipotálamo, se alteran los ritmos que adaptan el funcionamiento del organismo a los ciclos de luz y oscuridad (denominados ritmos circadianos) y además se pierde la capacidad de adaptación metabólica a los periodos de ausencia o disponibilidad de alimentos.

Estas son algunas de las principales conclusiones de un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM).

Las alteraciones en los mecanismos que regulan el reloj biológico, causadas por trastornos del sueño o por las necesidades laborales de los trabajadores que tienen turnos de noche, por ejemplo, se asocian a un incremento del riesgo a padecer enfermedades metabólicas como la obesidad y la diabetes. Nuestro artículo versa sobre los mecanismos de adaptación del organismo a los desajustes del reloj biológico producidos por discrepancias entre los ciclos de luz y oscuridad y los dependientes de la disponibilidad de alimentos, explica Mario Vallejo, del Instituto Investigaciones Biomédicas Alberto Sols.

El organismo ajusta la ingesta diaria de alimentos y las oscilaciones de la actividad metabólica a los ciclos de luz y oscuridad mediante un marcapasos maestro

El organismo ajusta la ingesta diaria de alimentos y las oscilaciones de la actividad metabólica a los ciclos de luz y oscuridad mediante un marcapasos maestro que sincroniza la actividad de los relojes moleculares que operan en todas las células. Este marcapasos se localiza en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo.

Cuando la disponibilidad de alimentos no coincide con las oscilaciones de luz y oscuridad, el organismo adapta los mecanismos de control de actividad metabólica a los periodos de disponibilidad de nutrientes de manera independiente del marcapasos maestro. Esto ha dado pie a los científicos en investigaciones anteriores a pensar que existe un marcapasos metabólico que puede operar de manera autónoma y reprogramar el reloj biológico.

Estudio en ratones

Este trabajo, realizado en roedores con una mutación en un gen que participa en el desarrollo del ojo, muestra que para  que se produzca esa reprogramación es imprescindible que se establezcan conexiones entre la retina y el núcleo supraquiasmático durante el desarrollo embrionario.

Los ratones que carecen de estas conexiones exhiben patrones de nula sincronía entre la ingesta de comida, la actividad metabólica, la actividad motora y la secreción hormonal, así como una progresiva pérdida de peso provocada por la incapacidad de adaptarse a las situaciones de restricción de alimentos.

Nuestros estudios muestran que la formación del nervio óptico es necesaria para la reprogramación metabólica que depende de la disponibilidad de alimentos, a pesar de que esta se ha considerado hasta ahora independiente de los ciclos de luz y oscuridad, concluye el investigador.

Los resultados, obtenidos con la colaboración de investigadores del Instituto Cajal (CSIC) y de la Universidad de Alcalá, han sido publicados en la revista Cell Reports.

Referencia bibliográfica:

Del Río-Martín A.,Pérez-Taboada I. ,Fernández-Pérez A. , Moratalla R. , De la Villa P. , Mario Vallejo M.: Hypomorphic Expression of Pitx3 Disrupts Circadian Clocks and Prevents Metabolic Entrainment of Energy Expenditure. Cell Reports. DOI: 10.1016/j.celrep.2019.11.027

diciembre 17/2019 (SINC)

La investigación ha sido posible gracias a un nuevo modelo experimental de ratón que ha permitido aislar la comunicación de cada tejido con el resto. Los científicos compararon los ritmos circadianos en la epidermis o el hígado de este modelo de ratón en el que no hay comunicación entre los diferentes tejidos, con los de ratones sanos y otros ratones en los que no funcionaba el reloj central. Así confirmaron la autonomía de ambos tejidos para responder a los cambios de luz que se producen a lo largo del día.

Sin embargo, aunque cada tejido tenga autonomía, ello no significa que no exista comunicación con el resto del cuerpo: el reloj central se comunica desde el cerebro con el resto del cuerpo, proporcionando información útil para su correcto funcionamiento, permitiendo por ejemplo que el tracto gastrointestinal, el hígado y el páncreas sepan cuándo es la hora de comer y se preparen a la vez para la digestión. Pero cuando esta comunicación falla, cada órgano es capaz de saber qué hora es para llevar a cabo las funciones adecuadas

Según los autores, el estilo de vida actual nos expone a luz en momentos en los que deberíamos estar a oscuras. Dado que cada órgano es capaz de responder de forma autónoma a la presencia de luz, esto llevaría a la realización de funciones propias del día durante la noche. Este pequeño desfase diario o jet-lag social puede ser responsable de un envejecimiento prematuro.

julio 16/ 2019 (AlphaGalileo)

La investigación, liderada por la Universidad de Exeter , Reino Unido y el Hospital General de Massachusetts, Estados Unidos, arroja luz sobre el funcionamiento de nuestro reloj biológico a partir del análisis genético de extensas bases de datos.

Los expertos llegaron a relacionar la cualidad madrugadora con la salud mental y algunas enfermedades, entre las que no figuran, precisan, la diabetes o la obesidad, tal y como se creía hasta ahora.

El estudio destaca el papel que desempeña la retina del ojo para ayudar al organismo a controlar el tiempo y también aumentó de 24 a 351 el número de áreas del genoma que influyen en que alguien sea madrugador o no.

“Este trabajo expone un gran número de genes que pueden ser estudiados con más detalle para entender cómo diferentes personas pueden tener diferentes relojes biológicos”, explica en un comunicado Mike Weedon, de la Escuela de Medicina de la Universidad Exeter.

La gran cantidad de individuos implicados en esta investigación, dice, “nos ha dado las pruebas más claras obtenidas hasta ahora” respecto a que los “trasnochadores tienen un riesgo más alto de padecer enfermedades mentales”.

En total, analizaron genomas de 250 000 individuos de una base de datos en Estados Unidos. y 450 000 de una en el Reino Unido, a los que también se preguntó si se consideraban personas “matutinas” o “nocturnas”.

Después, trataron de identificar qué genes tenían en común y cómo podían influir en sus patrones de sueño, al tiempo que contrastaron esa información con datos de otros 85 000 individuos de Biobank a los que se instaló una pulsera de actividad, a fin de contrarrestar la posible subjetividad de los encuestados.

Observaron que las variantes genéticas identificadas pueden modificar en hasta 25 minutos la hora en que una persona se despierta de manera natural, al pasar, por ejemplo, de las 08.00 horas a las 08.25 horas.

Entre las regiones genómicas identificadas se incluyen aquellas que influyen en nuestros relojes corporales, conocidos como “ritmos circadianos”, en las que también detectaron la presencia de genes expresados en el cerebro y en el tejido retinal del ojo.

Genes y estilo de vida
El ciclo del reloj biológico, apuntan, es ligeramente más largo que el diario de 24 horas y por ello, las conexiones del tejido ocular explican cómo el cerebro detecta la luz para “resetear” ese reloj cada día y sincronizarlo con el ciclo diario.

El funcionamiento de nuestro reloj biológico, agregan, está influenciado por los genes y por nuestro estilo de vida, como la dieta, la exposición a la luz artificial y nuestros trabajos y actividades.

El Nobel de Medicina, recuerdan, distinguió en 2017 a tres científicos estadounidenses por descubrir los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano, el “reloj biológico interno” por el que plantas, animales y humanos se adaptan a las rotaciones de la Tierra.

“Nuestro trabajo indica que, en parte, los motivos por los que algunas personas son madrugadoras y otras nocturnas se deben a las diferencias que existen entre la manera en que nuestros cerebros reaccionan a las señales de la luz externa y el funcionamiento normal de nuestros relojes internos”, dice Samuel E. Jones, de la Universidad de Exeter.

Estas “pequeñas diferencias”, concluye, podrían tener “efectos significativos” en la capacidad de nuestros relojes biológicos para “controlar el tiempo eficazmente”, lo que “podría alterar los riesgos asociados a enfermedades y trastornos mentales”.

mayo 10/ 2019 (EFE)

El reloj dicta cuándo los neutrófilos deben ser activados y cuándo deben eliminarse de la circulación sanguínea. Más exactamente, se ha identificado una serie de moléculas en el núcleo y la membrana de los neutrófilos que responden a patrones diurnos circadianos de luz y oscuridad y regulan su migración y ubicación dentro del organismo.

 Los expertos han utilizado técnicas genéticas en ratones, combinadas con imagen microscópica de alta resolución en animales vivos, para seguir el comportamiento de estos leucocitos en distintos momentos del día. Además, en modelos animales de infarto, ictus e infecciones, han demostrado que la manipulación de este reloj altera de manera drástica la respuesta inmune: los animales en los que se manipuló genéticamente este reloj se volvían muy resistentes a infecciones, pero extremadamente sensibles a un infarto o ictus.

Si se eliminaba el reloj en los neutrófilos de los ratones, entonces los patrones circadianos en la infección e infarto desaparecían; es decir, durante el día, los neutrófilos causan más daño en caso de infarto, pero son más eficientes eliminando patógenos que invadan los tejidos. Un reloj inmune similar puede existir en humanos. Así, la mayoría de eventos cardiovasculares ocurren a primera hora de la mañana, siguiendo un patrón circadiano

marzo 04/ 2019 (NCYT)

. [Immunity 2019; Jan 29. [Epub ahead of print]] Adrover JM, Del Fresno C, Crainiciuc G, Cuartero MI, Casanova-Acebes M, Weiss LA, et al.

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2019/03/05/un-reloj-biologico-coordina-la-defensa-inmune-y-la-proteccion-vascular/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2017/02/03/descubren-relacion-entre-reloj-biologico-y-riesgo-de-cancer-de-mama/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2017/02/03/descubren-relacion-entre-reloj-biologico-y-riesgo-de-cancer-de-mama/#comments Fri, 03 Feb 2017 05:29:11 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=55729 Biólogos del Reino Unido descubrieron una relación entre el reloj biológico y el riesgo de sufrir cáncer de mama, anunció la Universidad de Manchester.

El doctor Qing-Jun Meng, nacido en China, y el profesor Charles Streuli han descubierto que los tejidos de las mamas tienen relojes de 24 horas, y que varios cientos de genes son regulados en un ciclo diario. Ambos dijeron que su descubrimiento podría ofrecer la primera evidencia de una relación entre la biología de la mama, incluidos los riesgos de cáncer de mama, y el reloj biológico.

Los biólogos descubrieron que el envejecimiento del tejido de la mama tiene un papel central en el control de estos relojes. Un vocero de la universidad explicó: ‘Los tejidos de la mama se vuelven más rígidos al envejecer, lo que, descubrieron los autores, causa que los relojes se debiliten’. Una mayor densidad mamográfica, o rigor del tejido de la mama, es un factor de riesgo conocido que favorece el cáncer de mama, de acuerdo con el vocero, aunque la manera en que esa rigidez contribuye al cáncer se desconoce.

La investigación financiada por el Consejo de Investigación Médica de Reino Unido y Wellcome permitió a los biólogos de Manchester descubrir que la amplitud (fortaleza) de los relojes dentro de las células de mama depende de la rigidez biológica del tejido. Los biólogos también hallaron que los relojes corporales son necesarios para la producción de células madre dela mama.

El debilitamiento de los relojes durante el envejecimiento podría reducir las células madre normales, y podría ayudar a causar que el tejido se vuelva canceroso.

El estudio fue publicado en la revista Nature Communications. El doctor Meng señaló que: ‘Hemos descubierto que la rigidez del tejido contribuye a la desregulación dependiente de la función tanto de los relojes como de las células madre en el tejido de la mama’. ‘Ahora existe un creciente interés en la importancia de las células madre para la formación de cánceres de mama, por eso nuestros hallazgos con relación a ello son de gran interés’, explicó Meng.

El profesor Streuli señaló que ‘gran parte del trabajo epidemiológico relaciona tanto a la densidad del tejido de seno y la alteración en el reloj biológico con el riesgo de desarrollar cáncer de mama. Y ahora por primera vez hemos identificado una relación biológica’.

Meng es profesor catedrático investigador de la Facultad de Biología, Medicina y Salud de la Universidad de Manchester. Logró su primer título universitario en medicina en China en 1996, así como una maestría y un doctorado, también en China. En 2003, Meng comenzó su capacitación posdoctoral en la Universidad de Manchester, y después creó su propio grupo de investigación para continuar su labor sobre los papeles de los relojes circadianos del cartílago en la salud y enfermedad del tejido de las articulaciones.

La jornada de Meng hacia el mundo de los relojes corporales comenzó cuando trabajaba en China como cirujano de vuelo en la industria de la aviación. Meng declaró que su trabajo como cirujano de vuelo y su investigación actual de cómo los cambios en el ritmo circadiano del cuerpo durante el envejecimiento causan enfermedad no son tan diferentes. ‘Suena como brincos disciplinados, pero algunas de las conferencias que daba a los pilotos eran acerca de relojes biológicos y desfase horario. Ahí fue cuando me interesé por primera vez en el área’, señaló Meng.
febrero 2/2017 (Xinhua)

El reloj biológico del cerebro estimula la sed en las horas previas al sueño, según un estudio publicado en la revista Nature  por investigadores de la Universidad McGill, en Montreal, Canadá. El hallazgo, junto con el descubrimiento del proceso molecular detrás de él, proporciona la primera idea de cómo el reloj biológico del cerebro regula una función fisiológica.

Aunque la investigación se llevó a cabo en ratones, «los hallazgos podrían indicar el camino hacia fármacos que se dirijan a receptores implicados en los problemas que experimentan las personas de trabajo por turnos o jet lag», dice el autor principal del estudio, Charles Bourque, profesor en el Departamento de Neurología de McGill y científico del Programa de Neurociencia Integrativa y Reparación Cerebral del Instituto de Investigación del Centro de Salud de la Universidad McGill.

Los científicos sabían que los roedores muestran un aumento en la ingesta de agua durante las últimas dos horas antes de dormir. El estudio, realizado por el equipo de Bourque, reveló que este comportamiento no está motivado por alguna razón fisiológica, como la deshidratación.

El equipo de McGill encontró que la restricción del acceso de los ratones al agua durante el periodo de aumento de la sed resultó en una deshidratación significativa al final del ciclo del sueño. Por lo que el incremento de la ingesta de agua antes de dormir es un ataque preventivo que protege contra la deshidratación y sirve para mantener al animal sano y bien hidratado.

A continuación, los científicos buscaron el mecanismo que activa esta respuesta de la sed. Está bien establecido que el cerebro alberga un sensor de hidratación con las neuronas de la sed en ese órgano sensor, por lo que los autores de este trabajo se preguntaron si el SCN (núcleo supraquiasmático), la región del cerebro que regula los ciclos circadianos -o reloj biológico-, podría estar comunicándose con las neuronas de la sed.

Vasopresina

El equipo sospechaba que la vasopresina, un neuropéptido producido por el SCN, podría desempeñar un papel fundamental. Para confirmarlo, los investigadores utilizaron las denominadas «células rastreadores» diseñadas para emitir fluorescencia en presencia de la vasopresina.

Cuando aplicaron estas células en el tejido cerebral de roedores y luego estimular eléctricamente el SCN, vieron un gran incremento en el rendimiento de las células rastreadoras, lo que indica que se libera vasopresina en esa área, como resultado de la estimulación del reloj.

Para explorar si la vasopresina estaba estimulando las neuronas de la sed, los científicos emplearon la optogenética, una técnica de vanguardia que utiliza rayos láser para encender o apagar las neuronas. Utilizando ratones genéticamente modificados cuyas neuronas de vasopresina contenían una molécula que se activaba mediante la luz, los investigadores fueron capaces de demostrar que la vasopresina, de hecho, activa las neuronas de la sed.

«Aunque este estudio se hizo en roedores, apunta hacia una explicación de por qué a menudo experimentamos sed e ingerimos líquidos como agua o leche antes de acostarnos» dice Bourque. «Más importante aún es que avanzamos en nuestra comprensión de cómo la ejecución del ritmo circadiano por el reloj tiene aplicaciones en situaciones tales como el jet lag y el trabajo por turnos. Todos nuestros órganos siguen un ritmo circadiano, que ayuda a optimizar su funcionamiento.

Estos cambios en el trabajo sacan a las personas de sus ritmos naturales, lo que puede tener repercusiones en la salud. Saber cómo funciona el reloj nos da más posibilidades de hacer algo al respecto», concluye.

octubre 03/ 2016 (Diario médico)

La investigación, publicada en Chronobiology International, ha revelado que las chicas son las más afectadas por la diferencia de horarios de sueño. Esta irregularidad se asoció con peores notas y un menor rendimiento en las habilidades cognitivas verbales, espaciales, de razonamiento y numéricas.

En el caso de las chicas, la diferencia de sueño se relacionó con un peor rendimiento en todas las pruebas de habilidades cognitivas y peores notas académicas, excepto en la fluidez verbal. Los chicos también presentaban peor rendimiento académico, pero solo un menor rendimiento en el razonamiento inductivo y en aptitud numérica.

El profesor de Psicología Diferencial de la Universidad Complutense de Madrid y coautor del estudio, Juan F. Díaz-Morales, ha afirmado que los adolescentes que duermen más durante los fines de semana experimentan «un mayor ‘jet lag’ social», es decir, un desajuste entre el reloj biológico y el reloj social que se mide calculando el punto central de sueño de la semana respecto al fin de semana.

Díaz-Morales ha explicado que es comparable al ‘jet lag’ del viajero, ya que «la tendencia a la vespertinidad, marcada por el reloj biológico, entra en conflicto con el adelanto de la hora de entrar al instituto, fijada por el reloj social».

Además, los adolescentes van perdiendo horas de sueño conforme cumplen años, según el estudio. Con 12 años, el horario de sueño llegaba a las ocho horas y media, mientras que con 16 apenas llegaban a dormir 8 horas.

Se trata del primer estudio que relaciona la irregularidad del sueño durante la semana y el fin de semana con el rendimiento en un contexto natural y diferenciando entre sexos. Para llevarlo a cabo, se analizaron los patrones de sueño, las habilidades cognitivas y las puntuaciones académicas de cerca de 800 jóvenes entre 12 y 16 años.

octubre 20/ 2015 (JANO)

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/10/21/los-adolescentes-que-duermen-mas-durante-el-fin-de-semana-tienen-peor-rendimiento-en-clase/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2014/09/02/un-estudio-muestra-nuevas-perspectivas-sobre-el-funcionamiento-del-reloj-biologico/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2014/09/02/un-estudio-muestra-nuevas-perspectivas-sobre-el-funcionamiento-del-reloj-biologico/#comments Tue, 02 Sep 2014 06:03:24 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=36108 Determinar cómo actúan los relojes circadianos es crucial para entender muchas de las enfermedades humanas como los trastornos del sueño o la depresión.

Según un estudio publicado en Nature, investigadores de la Universidad de Texas (EEUU) han encontrado una nueva vía por la que los relojes biológicos internos son regulados por un tipo de molécula conocida como RNA no codificante.

El equipo de investigadores fue capaz de aprender más sobre los ritmos circadianos estudiando sistemas modelo del moho del pan, Neurospora crassa. Los investigadores encontraron que la expresión de un gen reloj llamado frecuencia (frq, en inglés) es controlada por un ARN no codificante llamado qrf. Al contrario que las moléculas ARN normales, qrf no codifica una proteína, sino que controla la producción de la proteína frq.

Modo de acción
El ARN qrf se produce en respuesta a la luz y puede interferir con la producción de la proteína frq. De este modo, qrf puede reiniciar el reloj circadiano de un modo dependiente de la luz. Esta regulación funciona de ambos modos: frq puede bloquear la producción de qrf. Esta inhibición mutua garantiza que las moléculas ARN frq y qrf estén presentes en fases opuestas del reloj y permite que el ARN oscile enérgicamente. Sin qrf, los ritmos circadianos normales no se sostienen, lo cual indica que el ARN no codificante es necesario para las funciones del reloj.

«Anticipamos un modo de acción similar que podría funcionar en otros organismos porque hemos encontrado ARNs parecidos en genes reloj de roedores. Además, los ARN podrían funcionar también en otros procesos biológicos por su presencia en los genomas», ha explicado Yi Liu, de la Universidad de Texas.

«Este estudio muestra la ubicuidad del reloj circadiano en las especies, incluyendo los humanos, y su papel en la regulación metabólica de las células, los órganos y los organismos», ha afirmado Michael Sesma, del National Institute of General Medical Sciences (EEUU). «Los nuevos resultados obtenidos se extienden más allá de entender la función del ARN antisentido en el ritmo diario celular; proporcionan un ejemplo del motivo por el que la transcripción del ARN antisentido regula otros procesos moleculares y fisiológicos en células y órganos».
agosto 19/2014 (Diario Médico)

Zhihong Xue, Qiaohong Ye, Simon R. Anson, Jichen Yang, Guanghua Xiao.Transcriptional interference by antisense RNA is required for circadian clock function.Nature .17 Ago 2014

Herbert Herzog, del Instituto de Investigación Médica Garvan de Sydney (Australia), y su equipo eliminaron el gen Y6 de los ratones para comprender sus efectos. El estudio reveló que los ratones sin el gen Y6 eran más pequeños y tenían menos tejido magro que los ratones normales. Por otra parte, cuando crecían engordaban más, especialmente cuando comían una dieta con alto contenido en grasas. En ese caso, se convertían en obesos y desarrollaban problemas metabólicos similares a la diabetes.

«Ahora está claro que la señalización a través del sistema del receptor Y6 es crítica para la forma en la que utiliza la energía en diferentes momentos del día. El gen Y6 está muy expresado en el núcleo supraquiasmático y estimula grandes niveles de determinados péptidos, incluido el péptido intestinal vasoactivo», dice Herzog.

«Nuestra investigación muestra que el polipéptido pancreático tiene mucha afinidad por el Y6 en los ratones. Es una señal de saciedad y probablemente controla el aspecto circadiano del consumo de comida», añade. «Sin embargo, aunque no está claro si el receptor Y6 es activo en humanos, el polipéptido pancreático está muy expresado y es posible que otro receptor por el que el péptido tenga mucha afinidad haya asumido esa función», concluye.
enero 9/2014 (Diario Médico)

Artículo relacionado:

Reprogramming of the Circadian Clock by Nutritional Challenge

En biología se entiende que existen ciertas oscilaciones relacionadas con nuestras variables biológicas en intervalos determinados de tiempo a lo cual se denomina reloj biológico, que tiene estrecha vinculación con los ritmos circadianos.

A través de este mecanismo, la actividad de la piel se modula para proteger al organismo de factores ambientales nocivos como la luz ultravioleta, bacterias y virus.

Los investigadores desconocen los factores concretos que llevan a establecer el ritmo circadiano, aunque señalan que los más importantes pueden ser el cambio en la luz durante el día y la noche, las modificaciones de temperatura y la ingesta de comida. Según la revista especializada Cell Stem Cell (10.1016/j.stem.2013.09.004) , cuando el reloj biológico no funciona bien, las células madre de la piel pierden capacidad regenerativa y el tejido envejece.

Este desajuste se produce paulatinamente a medida que el cuerpo humano envejece, mecanismo aún desconocido por los científicos.

Estudios previos han vinculado las afectaciones en los ritmos circadianos con apariciones de enfermedades en humanos.

Sobre el tema, recientemente la revista especializada PLOS One probó una relación entre la aparición de problemas hepáticos en alcohólicos, con las alteraciones que tenía su reloj biológico.
octubre 11/2013  (PL)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Peggy Janich, Kiana Toufighi, Guiomar Solanas, Nuno Miguel Luis, Susann Minkwitz, Salvador Aznar Benitah. Human Epidermal Stem Cell Function Is Regulated by Circadian Oscillations.Cell Stem Cell.10 Oct 2013

Sassone-Corsi, director del Centro de Epigenética y Metabolismo de la Universidad de California, y su equipo, descubrieron que el reloj biológico controla las enzimas localizadas en la mitocondria.

Esto se produce a través de la acetilación de proteínas, y algunos de los eventos más importantes de este proceso son dictadas por una enzima llamada proteína SIRT1 que detecta los niveles de energía en la célula. Su actividad es modulada por la cantidad de nutrientes que está consumiendo una célula y también ayuda a las células a resistir el estrés oxidativo y la inducida por la radiación. De hecho, se ha relacionado con la respuesta inflamatoria en la diabetes y el envejecimiento.

Al indagar si existía alguna forma para regular la actividad de esta proteína, Sassone-Corsi firmó un acuerdo con científicos de dos grupos de investigación y desarrollo de la farmacéutica GlaxoSmithKline (GSK), una en Reino Unido y la otra (llamada Sirtris), en Estados Unidos, para probar con algunos compuestos farmacológicos que estimulan la proteína SIRT1.

De este modo, a través de estudios realizados con ratones, fueron capaces de modular la escala de la función del gen circandiano impulsada con los compuestos activadores de esta proteína, que efectivamente regula el reloj biológico en una serie de genes relacionados con el metabolismo de las células.
enero 24/2013 (Diario Médico)

Los científicos conocen que nuestros relojes biológicos controlan la actividad neuronal. Pero antes no se entendía cómo ocurría este proceso -es decir, cómo la información de los relojes biológicos conduce los ritmos en la actividad eléctrica de las neuronas marcapasos las que, a su vez, impulsan los ritmos diarios.

Para comprender este mecanismo, los investigadores examinaron los relojes biológicos, o circadianos de la mosca de la fruta Drosophila, las que son empleadas comúnmente para la investigación en esta área. Estudios anteriores de los «genes reloj» en moscas de la fruta permitieron la identificación de genes que funcionan de manera similar en los seres humanos.

En su estudio, los investigadores se centraron en ocho neuronas marcapasos maestras localizadas en el cerebro central    -estas neuronas establecen el calendario de las transiciones diarias entre el sueño y la vigilia en la mosca. En concreto, ellos fueron capaces de aislar estas neuronas en animales e identificar grupos de genes expresados diferencialmente entre el amanecer y el atardecer.

En una serie de experimentos de seguimiento se concentraron en un gen, Ir, cuya expresión era mucho mayor al atardecer  que al amanecer y mucho más altamente expresada en las neuronas marcapasos que en el resto del cerebro. Ir codifica un canal de potasio que ayuda a establecer el estado de reposo de las neuronas -por lo que su expresión rítmica hace que sea un excelente candidato para ayudar a relacionar al reloj biológico con la actividad de la neurona marcapasos. Los altos niveles de expresión del Ir al atardecer deben hacer a las neuronas marcapasos mucho más difícil la señalización que los niveles bajos observados en la madrugada, un hallazgo que concuerda con estudios anteriores que muestran que las neuronas marcapasos se disparan más al amanecer que al atardecer.

Los autores también descubrieron que las manipulaciones genéticas que aumentan o disminuyen los niveles de Ir afectan los ritmos de comportamiento. Pero quizás lo más interesante sea que estos niveles también se asociaron con cambios en el momento y la fuerza de las oscilaciones en el núcleo del reloj.

«La biología nunca es tan simple como imaginamos», explicó Blau. «Estábamos buscando una vía en el reloj biológico que uniera el núcleo del reloj a la actividad neuronal.  El gen Ir parece hacer esto, pero también, sorprendentemente, retroalimenta la regulación del núcleo del reloj por si mismo. Los circuitos de retroalimentación parecen estar profundamente arraigados en el reloj biológico y presumiblemente ayuden a estos relojes a funcionar tan bien. »
septiembre 30/2012 (Eurekalert)

Marc Ruben, Mark D. Drapeau, Dogukan Mizrak, Justin Blau. A Mechanism for Circadian Control of Pacemaker Neuron Excitability. J Biol Rhythms, octubre 2012; vol. 27, 5: pp. 353-364. doi: 10.1177/0748730412455918.

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Large Ventral Lateral Neurons Determine the Phase of Evening Activity Peak across Photoperiods in Drosophila melanogaster

Adult Emergence Rhythm of Fruit Flies Drosophila melanogaster under Seminatural Conditions.

Este estudio, publicado en Science (DOI:10.1126/science.1217726), y realizado en colaboración con un equipo de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), también señala que la producción de DBP, una proteína implicada en la desintoxicación y el metabolismo de los fármacos, es modulada por las variaciones diarias de temperatura.

Muchas de nuestras funciones fisiológicas, como la frecuencia del latido cardiaco, la secreción de hormonas, o la temperatura del cuerpo, están reguladas por relojes internos. La mayoría de las células de nuestro cuerpo poseen uno de ellos -formados por un grupo de «genes reloj» que muestran una actividad cíclica cada veinticuatro horas. Estos osciladores locales son sincronizados por un reloj central, localizado en el cerebro, que se adapta al tiempo geofísico por los ciclos de luz-oscuridad.

El reloj central controla también señales de coordinación que se envían a los osciladores auxiliares. «Las variaciones en la temperatura corporal constituye una de estas señales diarias, pero desconocíamos su funcionamiento», explica Ueli Schibler. Para abordar esta cuestión, el equipo investigador ha desarrollado un sistema que permite exponer células a ciclos de temperatura simulados.

«Hemos descubierto que los ciclos de temperatura modulan la expresión rítmica de una proteína llamada CIRP, y que esta molécula es necesaria para la activación de los genes del reloj central, sobre una base diaria», señala Jörg Morf, investigador en el  Centro Nacional de Capacidad en Investigación (NCCR) Fronteras en Genética, y primer autor del artículo. En contraste con la mayoría de las proteínas reguladoras que controlan la expresión de genes mediante la unión directa, CIRP actúa mediante la adhesión al ARN.

Los relojes pueden influir en la eficacia y toxicidad de las drogas

En colaboración con el grupo de Félix Naef, de la EPFL, los investigadores han identificado prácticamente todas las dianas de ARN del CIRP, en las células vivas, utilizando una técnica ultra sofisticada de ingeniería genética. Este logro permitió sondear el transcriptoma -el ARN de todos los genes transcritos en un momento dado. «CIRP une transcripciones que codifican diferentes proteínas circadianas en la célula, lo que aumenta su estabilidad y permite que se acumulen», explica Ueli Schibler. La sensibilidad de los experimentos ha permitido al equipo localizar y contar cada molécula de ARN de un gen específico llamado CLOCK.

Según el estudio, las variaciones de temperatura inducen una producción rítmica de CIRP, que a su vez refuerza la activación cíclica de los genes osciladores circadianos. En los seres humanos, la diferencia de 1 grado Celsius en la temperatura corporal, observada entre la mañana y la noche, toma un nuevo significado. Los investigadores afirman haber demostrado que una pequeña fluctuación es suficiente para sincronizar los osciladores celulares.

Además, uno de los engranajes bioquímicos controlados por CIRP induce la acumulación cíclica de DBP, una proteína implicada en la detoxificación y metabolismo de los fármacos, lo cual demuestra que muchos relojes internos pueden influir en la eficacia y toxicidad de las drogas.
agosto 27/2012 (Diario Salud)

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

Jörg Morf, Guillaume Rey, Kim Schneider, Felix Naef, Ueli Schibler. Cold-Inducible RNA-Binding Protein Modulates Circadian Gene Expression Posttranscriptionally. Science 1217726; 23 agosto 2012

La investigación encabezada por Fred Turek, de la Universidad Northwestern, en Illinois, apunta a una vinculación clara entre los trastornos del llamado ritmo o ciclo circadiano y la fisiología reproductiva en las mujeres.

El ritmo circadiano es el período de aproximadamente 24 horas influido por la luz solar sobre el cual opera todo el ciclo biológico del cuerpo humano u otros seres vivos.

Este ritmo regula tanto los ritmos fisiológicos del cuerpo como los ritmos psicológicos con influencia, por ejemplo, en la digestión, el estado de vigilia, el crecimiento y la renovación de las células, o la subida o bajada de la temperatura.

Otros estudios epidemiológicos ya han mostrado que las mujeres que trabajan en turnos nocturnos, como las enfermeras, o las que viajan largas distancias entre el este y el oeste, como las azafatas, tienen problemas menstruales y dificultades reproductivas.

Turek y sus colegas en el Centro para Biología Circadiana y el Sueño, perteneciente al Colegio de Artes y Ciencias de Northwestern, son los primeros investigadores que han demostrado que si se trastorna ambientalmente el ciclo circadiano en ratonas, con cambios repetidos en sus ciclos de luz y oscuridad, aparecen problemas de embarazo.

Los efectos pueden ser enormes: los investigadores encontraron pruebas que indican que el grado de trastorno circadiano puede conectarse con el grado de trastorno en el embarazo.

Las ratonas sujetas a adelantos en el ciclo de luz y oscuridad fueron las que tuvieron los trastornos mayores en el reloj circadiano y las que tuvieron menos embarazos.

En este grupo de animales de laboratorio la tasa de embarazos a término fue de apenas el 22 %.

«Nuestros resultados tienen implicaciones importantes para la salud reproductiva de las mujeres que trabajan en turnos de noche, las mujeres que padecen trastornos del sueño y las mujeres cuyo ciclo circadiano está alterado por alguna otra razón», dijo Turek.

Keith Summa, autor del artículo y uno de los investigadores en el laboratorio de Turek, señaló que «si se alteran los ritmos internos habrá consecuencias negativas, y eso es bien claro».

«Nuestras conclusiones indican que las personas deben considerar sus ritmos biológicos para tener una salud óptima», añadió.

El equipo de Turek estudió a tres grupos de ratonas de laboratorio normales que se habían apareado recientemente. El estudio se condujo a lo largo de 21 días, que es la duración típica de la preñez en los ratones.

Un grupo de 12 ratonas se designó como de control y experimentó jornadas normales de 12 horas de luz y otras 12 de oscuridad.

A los otros dos grupos, de 18 ratonas cada uno, también se les sometió a ciclos de 12 horas de luz y 12 de oscuridad.

Pero a uno de estos, el grupo de adelanto, el ciclo de 12 horas de luz se le inició seis horas más temprano cada cinco días, y para el otro grupo, el de retraso, el período de 12 horas de luz se atrasó seis cada cinco días.

Los investigadores observaron a las ratonas durante el período de gestación para contar el número de embarazos a término, y los resultados fueron sorprendentes.

En las ratonas del grupo de control la tasa de embarazos a término fue del 90 %. En el grupo de retraso, la tasa de embarazos exitosos fue del 50 %, y en las del grupo de adelanto fue de apenas el 22 %.
mayo 23/2012 (EFE).-

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Summa KC, Vitaterna MH, Turek FW. Environmental Perturbation of the Circadian Clock Disrupts Pregnancy in the Mouse. PLoS ONE 7 (5): e37668. 23 may/2012

Desde hace varios años se sabía que un mal sueño aumentaba los riesgos de  ser diabético, pero se ignoraba por qué.

Un equipo dirigido por investigadores de la ciudad de Lille (profesor  Philippe Froguel, Instituto Pasteur-Centro de Investigaciones Científicas de  Francia/Imperial College London) acaba de establecer la responsabilidad de un  gen clave para la sincronización de nuestro reloj biológico en la diabetes más  frecuente, la de tipo 2 (90%).

Estas investigaciones, publicadas por la revista especializada  Nature Genetics (doi:10.1038/ng.1053 ), podrían desembocar en nuevos medicamentos para curar o  prevenir esta enfermedad metabólica, según ellos.

Los investigadores se interesaron en un receptor de una hormona llamada  melatonina, producida por una pequeña glándula del cerebro cuando la luz baja.  La melatonina, llamada igualmente hormona de la noche, juega el papel de  «guardián» del reloj biológico que sincroniza cuando cae la noche, explicó el  profesor Froguel.
Enero 29/2012 PARÍS, (AFP) –

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Amélie Bonnefond,Nathalie Clément,Katherine Fawcett,Loïc Yengo,Emmanuel Vaillant,Philippe Froguel.Rare MTNR1B variants impairing melatonin receptor 1B function contribute to type 2 diabetes. Publicado en Nature Genetics. 29 Enero 2012

Los investigadores han descubierto que el comportamiento de las células madre de la piel está regulado por un reloj biológico interno, y que su correcto funcionamiento es necesario para el mantenimiento del tejido. El reloj biológico permite que las células madre se dividan en los momentos en los que la piel ya no está expuesta a posibles daños, cuando sería más vulnerable a la acumulación de mutaciones en el ADN, como en las horas máximas de radiación solar, lo que ocasiona una pérdida de su capacidad regenerativa o una mayor predisposición a desarrollar tumores.

«El reloj biológico permite un ajuste preciso de comportamiento temporal en las células madre, de manera que el sistema se adapta a las necesidades del tejido según la hora del día. Existe un reemplazo constante de las células, y por ello un mínimo riesgo de acumular mutaciones en el ADN. Si se pierde este control, las células madre pueden acumular daños, y la probabilidad de envejecimiento celular y de generación de tumores aumenta», advierte Salvador Aznar Benitah, coordinador del estudio.

Los genes Bmal1 y Period1/2 son los encargados de regular la actividad o el reposo de la regeneración celular. Mediante la manipulación genética de ambos, la perturbación del reloj biológico impedía a las células saber cuándo tenían que ejercer su función, lo que ocasiona problemas a largo plazo en el envejecimiento y la generación de tejido.
noviembre 14/2011 (Diario Médico)

Peggy Janich, Gloria Pascual,  Anna Merlos-Suárez,  Eduard Batlle,  Jürgen Ripperger, et al. The circadian molecular clock creates epidermal stem cell heterogeneity. Nature, publicado noviembre 9/2011.