Resumen.

Los patrones de estilo de vida actuales cada vez se alejan más de lo ideal para nuestra fisiología, alterando nuestra salud mediante un continuo estrés, exceso de comida, o una incorrecta iluminación o temperatura. Esto trae consigo problemas metabólicos y endocrinos que agravan la situación en la que se encuentra gran parte de la población. ¿Se podrían mejorar estos parámetros si actuamos acorde a nuestra cronobiología? ¿qué son los ritmos circandianos? ¿y los relojes biológicos? ¿cómo afectan estos en nuestras rutinas? En el siguiente artículo se dará respuesta a estas y otras preguntas. 

Palabras claves: salud, ritmos circandianos, relojes biológicos

Cómo citar: Rey-de-Landáburu, M. (2021). La influencia de los relojes biológicos en nuestra salud. Pildorabreve, 3. http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.18875.13607/1

¿QUÉ SON?

Los ritmos circadianos son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo de 24 horas. Estos orquestan una amplia gama de procesos fisiológicos complejos en todos los niveles. De esta forma, tanto la temperatura corporal central, como los ciclos de sueño y vigilia, la función cardiovascular, la alimentación o las secreciones endocrinas, entre otros, presentan ritmicidad.

Los biorritmos en la regulación genética, los procesos bioquímicos y las funciones fisiológicas tienen importantes implicaciones (más de lo que creemos) en la salud y en la enfermedad. Comprenden una red jerárquica de relojes centrales y periféricos que generan, mantienen y sincronizan estos ritmos circadianos. El reloj circadiano o "maestro" reside en los núcleos supraquiasmáticos (SCN), un par de grupos neuronales distintos ubicados en el hipotálamo anterior. (1)

Ilustración 1: La diversidad de los ritmos circadianos en la fisiología.

FISIOLOGÍA DE LOS RITMOS CIRCADIANOS

Este se encuentra perfectamente sincronizado con señales de luz / oscuridad por la conexión con las células especializadas fotosensibles de la retina️, que transmiten la entrada fótica (claro / oscuro) al SCN, sincronizando el reloj circadiano con el periodo de luz / oscuridad de 24 h.

La luz es la principal señal de sincronización y actúa para restablecer el reloj maestro en el SCN cada día, que luego transmite la señalización a los tejidos periféricos. Los procesos circadianos incluyen: producción de calor por parte del tejido adiposo pardo, almacenamiento de energía por el tejido adiposo blanco, manejo de la fuente de combustible entre los sustratos de carbohidratos y lípidos en el hígado, distribución o circulación de factores sanguíneos, hormonas y metabolitos por el corazón, control de los niveles de glucosa en sangre por parte del páncreas, capacidad de movimiento y actividad del músculo esquelético y procesamiento de alimentos y extracción de nutrientes por el microbioma intestinal, entre otros. (2)

Además, nuestro sistema inmunológico también presenta un compás cronobiológico, ya que, varias de las células inmunitarias clave, como los linfocitos T, los linfocitos B, los monocitos, los neutrófilos y las natural killers, muestran un ritmo circadiano, al igual que algunas citoquinas. (3)

Ilustración 2: Regulación integradora de los relojes circadianos centrales y periféricos.

RITMOS CIRCADIANOS Y ENFERMEDAD

Múltiples estudios en trabajadores por turnos sugieren que los turnos nocturnos están asociados con un aumento en la incidencia de múltiples enfermedades como trastornos neurológicos, diabetes, cáncer y trastornos cardiovasculares.

En este estudio (4), diez adultos se sometieron a un protocolo de laboratorio de 10 días, en el que los sujetos comieron y durmieron en todas las fases del ciclo circadiano, lo que se logró mediante la programación de un "día" recurrente de 28 horas. Los sujetos consumieron 4 comidas isocalóricas cada "día" de 28 horas. Durante 8 días, se midieron la leptina plasmática, la insulina, la glucosa y el cortisol cada hora, las catecolaminas urinarias cada 2 horas (un total de aproximadamente 1000 ensayos / sujeto), y la presión arterial, frecuencia cardíaca, modulación vagal cardíaca, consumo de oxígeno, índice de intercambio respiratorio y sueño polisomnográfico a diario. La desalineación circadiana, cuando los sujetos comieron y durmieron ≈12 h fuera de la fase de sus tiempos habituales, produjo una disminución sistémica de leptina, un aumento de glucosa a pesar del aumento de insulina, invirtió completamente el ritmo diario de cortisol, aumentó la presión arterial media y redujo la eficiencia del sueño. En particular, la desalineación circadiana hizo que 3 de 8 sujetos (con suficientes datos disponibles) exhibieran respuestas de glucosa postprandial en el rango típico de un estado prediabético.

Ilustración 3: La desalineación circadiana reduce la tolerancia a la glucosa y la sensibilidad a la insulina.

ALIMENTARNOS RESPETANDO NUESTROS RITMOS

Parece que el simple hecho de alimentarnos en un periodo de tiempo restringido respetando las horas diurnas (haciendo la primera comida a las 10:00, y la última a las 18:00), nos hace perder más peso mientras mejoramos nuestros parámetros metabólicos. Esto no sucede por arte de magia, es debido, entre otras cosas, a que mejoramos nuestras respuestas de hambre-saciedad, generando indirectamente el déficit calórico adecuado (5).

Ilustración 4: Pérdida de peso en el grupo de alimentación con restricción de tiempo versus controles.

¿QUÉ HAY DEL EJERCICIO?

Sería muy atrevido decir que es mejor que entrenes a una hora u otra, ¿verdad? Cada uno tenemos nuestras obligaciones, preferencias y sensaciones. Pero es cierto que, en personas con ciertas condiciones, sí se da una variación más pronunciada de los efectos.

En personas que tienen un compromiso metabólico o tienen diabetes tipo 2, parece que el entrenamiento físico por la tarde conduce a adaptaciones metabólicas, inducidas por el ejercicio, más pronunciadas en comparación con el entrenamiento por la mañana. La sensibilidad a la insulina periférica (músculo esquelético, tejido adiposo y producción de glucosa hepática), además de los niveles de glucosa plasmática en ayunas, mostró mayores mejoras cuando el entrenamiento físico se realizó por la tarde (15.00 a 18.00 horas) en comparación con el mismo ejercicio realizado por la mañana. (8.00 a 10.00). (6)

En este otro estudio, once hombres con diabetes tipo 2 se sometieron a un ensayo cruzado aleatorio. Los criterios de inclusión fueron tener 45-68 años y un IMC de entre 23 y 33 kg / m 2. Los criterios de exclusión fueron el tratamiento con insulina y la presencia de otra enfermedad sistémica. La prueba involucró 2 semanas de entrenamiento en intervalos de alta intensidad (HIIT) por la mañana o por la tarde (tres sesiones / semana), seguido de un período de descanso de 2 semanas y un período posterior del tipo de entrenamiento opuesto, es decir, entrenar por la mañana si lo habían hecho por la tarde, y viceversa. De esta manera, el HIIT vespertino fue más eficaz que el HIIT matutino para mejorar la glucosa en sangre en hombres con diabetes tipo 2, como se puede ver en la ilustración 5. (7)

Ilustración 5: Glucemia de los sujetos por la mañana (rojo) y por la tarde (azul), siendo a y b los días de entrenamiento, y c y d los de descanso.

UN COCKTAIL LETAL

Las funciones circadianas conservadas del tejido adiposo blanco sirven para modular la homeostasis lipídica sistémica mediante el almacenamiento de triglicéridos durante la alimentación y la provisión de sustrato de ácidos grasos a los tejidos periféricos durante el ayuno. Sin embargo, los patrones de estilo de vida actuales caracterizados por una combinación de contaminación lumínica de fuentes de luz artificial, estilos de vida sedentarios, alimentación frecuente y alta en calorías con periodos muy cortos de ayuno, así como el desfase horario y el trabajo por turnos, han inclinado negativamente el metabolismo del tejido adiposo blanco hacia el almacenamiento y la acumulación. (8)

La luz solar, la temperatura, la actividad física y la ingesta de alimentos sirven como un sincronizador o temporizador, que coordinan los procesos circadianos específicos de cada tejido para definir la fisiología del organismo al completo.

Ilustración 6: Impacto de los entornos modernos en las funciones circadianas evolutivamente programadas.

CONCLUSIONES

Por todo esto y otras tantas razones (muchas aún por conocer) es evidente que se puede alcanzar un mejor estado de salud, e incluso tratar ciertas enfermedades con tan solo "respetar" nuestros biorritmos, que tantos miles de años han necesitado para forjarse. Ejemplos de ello podrían ser los siguientes:

·      Exponerse a la luz solar en las primeras horas del día.

·      No hacer más de 3-4 comidas al día (salvo excepciones).

·      Respetar una ventana de no alimentación de al menos 12 horas.

·      Realizar ejercicio físico.

·      Exponerse a la naturaleza con frecuencia.

·      Cenar al menos un par de horas antes de acostarse.

·      Dejar un poco de lado los aparatos electrónicos antes de dormir, y utilizar filtros de luz azul en las últimas horas del día (gafas, aplicaciones, etc.).

Son acciones gratuitas que nos enriquecerán en salud.

REFERENCIAS DE ILUSTRACIONES

• Ilustración 1. La diversidad de los ritmos circandianos en la fisiología. Extraído de: https://link.springer.com/article/10.1007/s10928-021-09751-2
• Ilustración 2. Regulación integradora de los relojes circadianos centrales y periféricos. Extraído de: https://link.springer.com/article/10.1007/s10928-021-09751-2
• Ilustraciones 3 y 4.  La desalineación circadiana reduce la tolerancia a la glucosa y la sensibilidad a la insulina. Extraído de: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2657421/
• Ilustración 5. Pérdida de peso en el grupo de alimentación con restricción de tiempo versus controles. Extraído de: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6004924/
• Ilustración 6. Glucemia de los sujetos por la mañana (rojo) y por la tarde (azul), siendo a y b los días de entrenamiento, y c y d los de descanso. Extraído de: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6323076/
• Ilustración 7. Impacto de los entornos modernos en las funciones circadianas evolutivamente programadas. Extraído de: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4446517/

REFERENCIAS

1. Ayyar, V. S., & Sukumaran, S. (2021). Circadian rhythms: influence on physiology, pharmacology, and therapeutic interventions. Journal of Pharmacokinetics and Pharmacodynamics, 1-18.
2. Gerhart-Hines, Z., & Lazar, M. A. (2015). Circadian metabolism in the light of evolution. Endocrine reviews, 36(3), 289-304.
3. Ramos Ríos, M. A., & León Lobeck, A. (2016). Cronobiología del sistema inmune. Revista Cubana de Hematología, Inmunología y Hemoterapia, 32(3), 316-324.
4. Scheer, F. A., Hilton, M. F., Mantzoros, C. S., & Shea, S. A. (2009). Adverse metabolic and cardiovascular consequences of circadian misalignment. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(11), 4453-4458.
5. Gabel, K., Hoddy, K. K., Haggerty, N., Song, J., et al. (2018). Effects of 8-hour time restricted feeding on body weight and metabolic disease risk factors in obese adults: A pilot study. Nutrition and healthy aging, 4(4), 345-353.
6. Mancilla, R., Brouwers, B., Schrauwen‐Hinderling, V. B., Hesselink, M. K., et al. (2021). Exercise training elicits superior metabolic effects when performed in the afternoon compared to morning in metabolically compromised humans. Physiological Reports, 8(24), e14669.
7. Savikj, M., Gabriel, B. M., Alm, P. S., Smith, J., et al. (2019). Afternoon exercise is more efficacious than morning exercise at improving blood glucose levels in individuals with type 2 diabetes: a randomised crossover trial. Diabetologia, 62(2), 233-237.
8. Chaix, A., Zarrinpar, A., & Panda, S. (2016). The circadian coordination of cell biology. Journal of Cell Biology, 215(1), 15-25.