Todo comenzó con el descubrimiento en la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) de un gen (period) que codifica una proteína (PER) que se acumula durante la noche y se degrada durante el día.
Continuó con el hallazgo de un segundo gen reloj, timeless, y culminó con la descripción completa de los mecanismos moleculares que controlan los ritmos circadianos que permiten la adaptación de los seres vivos a su entorno.
Se trata del denominado reloj interno con el que las plantas y los animales -incluidos los humanos- sincronizan su ritmo biológico con la rotación de la Tierra. Los científicos que desentrañaron esta maquinaria circadiana Michael Rosbash, Jeffrey Hall y Michael Young recibieron el Premio Nobel de Medicina en 2017.
Cómo nos afecta el ajuste horario: una hora en el reloj de muñeca, varias semanas en el reloj solar
Cómo nos afecta el ajuste horario: una hora en el reloj de muñeca, varias semanas en el reloj solar
La científica que vela por tu sueño: «Para mantener nuestro sistema circadiano en hora es clave exponernos correctamente a un ciclo de luz y oscuridad»
La científica que vela por tu sueño: «Para mantener nuestro sistema circadiano en hora es clave exponernos correctamente a un ciclo de luz y oscuridad»
El entorno en el que se desenvuelven los seres humanos está experimentando transformaciones profundas debido al cambio climático. Rosbash, que acaba de visitar España en el marco de la iniciativa mundial Nobel Prize Inspiration Initiative y de la mano de la Fundación AstraZeneca, ha comentado en una entrevista concedida a Diario Médico que es muy posible que esos cambios ejerzan alguna influencia. Sin embargo, apunta, «los ritmos circadianos son bastante invariables o insensibles a la temperatura; están constituidos de otra manera».
De ahí que, «paradójicamente, podrían ser la pieza fisiológica menos afectada por el cambio climático». Las oscilaciones entre la luminosidad y la oscuridad sí que influyen en el reloj interno, pero hay que tener en cuenta que la luz «no va a cambiar demasiado por el cambio climático».
El genetista detalla los tres hallazgos que le resultaron más sorprendentes en sus investigaciones sobre los mecanismos circadianos. «En primer lugar, me sorprendió que los genes y fundamentos genéticos de la mosca de la fruta estén tan bien conservados en los mamíferos, incluidos los humanos». Otro descubrimiento inesperado fue «la proporción tan grande de la expresión génica que está bajo control circadiano».
Finalmente, le chocó la cantidad de tejidos que abarca. «En un principio pensamos que podría estar restringido a una fracción muy pequeña de células y tejidos en los animales, pero está muy extendido». En resumen, se trata de unos mecanismos muy generalizados desde el punto de vista genético y funcional que, además, se conservan a lo largo de la evolución.
Mucho más allá del cerebro y el sueño
Cuando se habla del alcance los mecanismos circadianos se suelen citar como ejemplos el sueño y el cerebro, pero su alcance fisiológico y anatómico es mucho mayor, hasta el punto de que se puede afirmar que es global.
Todos los récords olímpicos se han hecho a última hora de la tarde, porque es cuando puede tener lugar el rendimiento fisiológico máximo
«Incluye muchos aspectos de la fisiología, como las fluctuaciones hormonales diarias de todo tipo», relata Rosbash. El Nobel aporta una prueba definitiva de esa influencia ubicua: «Todos los récords olímpicos se han hecho a última hora de la tarde, porque es cuando puede tener lugar el rendimiento fisiológico máximo». En definitiva, prácticamente todo lo que se pueda imaginar está bajo ese control fisiológico, sin olvidar la libido.
Lo mismo puede afirmarse de los tejidos: hígado, riñón, músculo, bazo, piel, páncreas, pulmón… «El pequeño cronometrador está en absolutamente todos los tejidos«, resume el Nobel de Medicina.
Mecanismos circadianos y salud humana
Una vez desvelados los mecanismos moleculares que permiten al ser humano adaptarse a la rotación terrestre que marca los ciclos de luz que, a su vez, determinan los periodos de sueño y vigilia y otras funciones fisiológicas, cabe preguntarse cómo afecta a la salud humana el mal funcionamiento de toda esa maquinaria. Rosbash reconoce que, de momento, sigue siendo un terreno bastante desconocido, aunque está convencido de que tiene que existir una relación.
Todo parece indicar que quienes presentan determinados problemas relacionados con su reloj circadiano están destinados a enfermar, pero todavía no se sabe a ciencia cierta en qué medida. «Seguro que hay personas que tienen mutaciones que hacen que sus relojes vayan demasiado rápido o demasiado despacio», señala el genetista. Ahora bien, ¿esos individuos tienen una vida más corta o padecen cáncer con más frecuencia? «No lo sé», responde. «Se sabe que hay una relación con aspectos como el cáncer, pero no es muy directa y se desconoce su verdadero impacto».
Retos de la genética
Algo similar sucede con la investigación genética, que ha avanzado espectacularmente pero aún sigue teniendo muchos retos pendientes. Resulta conocido que los tentáculos de la genética son muy largos porque afecta a todos los ámbitos de la vida.
«La genética humana ha experimentado una revolución en los últimos 10 años que ha impactado en todos los ámbitos», resalta Rosbash. Se ha comprobado que los genes reloj aberrantes generan problemas de salud, pero «no se sabe hasta qué punto están deteriorados y en algunos casos sigue siendo un misterio la forma en que una mutación concreta está conectada a una enfermedad en particular».
