Descubren antiguo reloj biológico

El mecanismo que controla el reloj interno de 24 horas de todas las formas de vida -desde los seres humanos hasta las algas microscópicas- ha sido identificado por los científicos. No sólo la investigación proporciona datos importantes en problemas relacionados con la salud vinculados a los individuos con "relojes" perturbados -tales como los pilotos y los trabajadores que tienen que trabajar turnos con horarios diferentes- sino que también indica que el reloj circadiano de 24 horas que se encuentra en las células humanas es el mismo encontrado en organismos tan simples como las algas y se remonta a millones de años, con el surgimiento de la vida en la Tierra.
Dos nuevos estudios de las Universidades de Cambridge y Edimburgo publicados en la prestigiosa revista científica Nature describen respectivamente cómo el reloj circadiano controla los patrones de actividad diaria y estacional, los ciclos del sueño, las migraciones de las mariposas, y hasta la apertura de una flor. El estudio del Instituto de Ciencia Metabólica de la Universidad de Cambridge, ha identificado por primera vez los ritmos de 24 horas en los glóbulos rojos. Esto es significativo porque los ritmos circadianos han sido siempre vinculados al ADN y a la actividad genética, pero - a diferencia de la mayoría de las otras células del cuerpo humano - los glóbulos rojos no tienen ADN.

Akhilesh Reddy, de la Universidad de Cambridge y autor principal del estudio, dijo: "Sabemos que los relojes existen en todas nuestras células. Imagínese lo que sería vivir sin un reloj que nos guiara a través de nuestros días. Las células estarían siempre en las mismas posiciones si no tuvieran un reloj para coordinar sus actividades diarias".

"Las implicaciones de esto para la salud humana son múltiples. Ya sabemos que la interrupción del funcionamiento de nuestros relojes internos está asociada con trastornos metabólicos como la diabetes, problemas de salud mental, e incluso cáncer. Mediante la profundización nuestro conocimiento de cómo funciona el reloj de 24 horas en las células, esperamos que los vínculos con estos y otros trastornos se harán más claros. Esto, a más largo plazo, conduciría a nuevas terapias que no podíamos ni siquiera imaginarnos tan sólo hace un par de años atrás", expresó Reddy.

Para este estudio, los científicos incubaron células rojas de la sangre purificada de voluntarios sanos en la oscuridad y a la temperatura del cuerpo, y se tomaron muestras a intervalos regulares durante varios días. Luego examinaron los niveles de los marcadores bioquímicos - proteínas llamadas peroxirredoxinas - que se producen en altos niveles en la sangre y encontraron que se sometieron a un ciclo de 24 horas. La peroxirredoxina se encuentra en prácticamente todos los organismos conocidos.


Nuestro reloj biológico afecta el ritmo cotidiano de muchos procesos fisiológicos. Este diagrama muestra los patrones circadianos típica de alguien que se levanta temprano en la mañana, almuerza al mediodía, y duerme en la noche (10 horas). Aunque los ritmos circadianos tienden a sincronizarse con los ciclos de luz y oscuridad, otros factores - como la temperatura ambiente, el tiempo de las comidas, el estrés y el ejercicio - también pueden influir en la sincronización de nuestros ritmos circadianos.
Otro estudio, realizado por científicos trabajando juntos en las Universidades de Edimburgo, Cambridge, y el Observatorio Oceanológico en Banyuls, Francia, encontraron un ciclo similar de 24 horas en algas marinas, lo que indica que los relojes internos del cuerpo siempre han sido importantes, incluso para las formas de vida más antiguas y primitivas.

Los investigadores de este estudio encontraron los ritmos circadianos tomando muestras de las peroxirredoxinas de las algas a intervalos regulares a lo largo de varios días. Cuando las algas se mantuvieron en la oscuridad, la actividad del ADN cesaba, pero las algas mantuvieron sus relojes circadianos funcionando, aún cuando no había actividad genética. Los científicos pensaban que el reloj circadiano funcionaba debido a la actividad del gen, pero se pudo comprobar que tanto las algas como las células rojas sanguíneas humanas mantuvieron sus relojes funcionando durante la ausencia de actividad genética.

Andrew Millar, de la Escuela de Ciencias Biológicas de la Universidad de Edimburgo, quien dirigió el estudio, dijo: "Esta investigación muestra que los relojes del cuerpo son mecanismos antiguos que se han quedado con nosotros a través de mil millones de años de evolución. Estos relojes deben ser mucho más importantes y sofisticados de lo que se creía anteriormente. Se necesita más investigación para determinar cómo y por qué estos relojes fueron desarrollados en las personas - y muy probablemente en todos los otros seres vivos de la Tierra -. y qué papel juegan en el control de nuestros cuerpos".