¿Qué nos mantiene despiertos? Vivimos en un planeta que rota sobre su eje, en un tiempo aproximado de 24hrs. Esta condición ha marcado de manera significativa, la función de todos los organismos estudiados hasta el momento. El ciclo luz-oscuridad, controla diversos mecanismos biológicos en las especies de la Tierra. Por ejemplo, en la mayoría de los mamíferos diurnos, incluidos nosotros, la luz es un estímulo que le indica a nuestro cerebro, cuando es la hora de despertar.
De tal modo que, como puedes apreciar, el hecho de estar despiertos durante el día, es el resultado del funcionamiento de toda una maquinaria compleja, misma que es activada en la retina por la luz. Conociendo las propiedades de la luz sobre la neurobiología, es como se ha entendido el paper de este estimulo fótico en trastornos como la depresión, el jet lag, etc.
El mecanismo es algo complicado, pero lo explicaré de manera breve: La luz viaja desde el Sol hasta llegar a nuestros ojos; posteriormente, los fotones estimulan a las células de nuestras retinas (conos y bastones). Estas células, mandan señales de activación a una región muy pequeña del cerebro llamada núcleo supraquiasmático, el cual se encuentra en el cerebro basal. Es el núcleo supraquiasmático el reloj maestro de todo nuestro organismo ya que, dicha área del cerebro, coordina los otros relojes que se encuentran en el cuerpo, en órganos como el hígado, o riñón. Y tiene sentido que contemos con maquinarias de este tipo, ya que de esta forma, el cerebro le señalaría a los demás sistemas, los momentos en los cuales deben de trabajar o, descansar, y estas señales son iniciadas por la luz (Figura 1). Estos relojes, conocidos como relojes circadianos, son osciladores accionados por la luz la cual activa o desactiva determinados genes, tales como Per1, Per2, PER3, Clock, etc. Una vez que la luz activa al núcleo supraquiasmático, se activan genes que responden a la luz y estos genes, producen determinadas moléculas que son esenciales para la comunicación con otras regiones del cuerpo. Existe evidencia de que el núcleo supraquiasmático puede sincronizar las actividades de células ubicadas en la corteza cerebral, así como el funcionamiento del hígado, el riñón, y el páncreas. Estos órganos cuentan con células que responden a las señales del núcleo supraquiasmático, por lo que son conocidos como osciladores periféricos. Los relojes periféricos traducen las señales que provienen del núcleo supraquiasmático en respuestas fisiológicamente significativas a través de la activación rítmica de sus propios genes.
Figura 1. Papel de la luz sobre la sincronización de la fisiología humana. Como se aprecia en la imagen, la luz estimula a las células de la retina, quienes a su vez, envían una señal al núcleo supraquiasmático (suprachiasmatic nucleus; SCN). La organización de ciclos internos dependientes de la luz, son coordinados por el SCN, así como por la pituitaria y la glándula pineal. Es interesante resaltar que, funciones fisiológicas como las desarrolladas por el hígado o riñón, responden a moléculas como los corticoesteroides, los cuales son liberados en respuesta a la estimulación fótica. (Imagen obtenida del Max Planck Institute for Biophysical Chemistry)
Para saber más…
Kolla BP, Auger RR. Jet lag and shift work sleep disorders: how to help reset the internal clock. Cleve Clin J Med. 2011;78: 675-84. Roenneberg T, Kantermann T, Juda M, Vetter C, Allebrandt KV. Light and the human circadian clock. Handb Exp Pharmacol. 2013; 217: 311-31.
Dr. Eric Murillo Rodríguez
Coordinador de Investigación, Escuela de Medicina Laboratorio de Neurociencias Moleculares e Integrativas Escuela de Medicina, División Ciencias de la Salud Universidad Anáhuac Mayab. Mérida, Yucatán. México Email: eric.murillo@anahuac.mx Número 3, Año 2016-Marzo