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Reloj Biologico

Puede definirse al reloj biológico como un sistema orgánico capaz de generar un orden temporal en las actividades del organismo, oscila con un período regular y usa las oscilaciones como referencia temporal interna (Pittendrigh y Daan, 1976, Aschoff, 1981, Halberg et al., 1977; Granados et al, 1995). Este concepto engloba dos tipos diferentes de osciladores, aquellos identificables como unidades físicas y diferenciables del resto del organismo, y aquellos que emergen como una propiedad resultante de la interacción de elementos interconectados en asas de retroalimentación. La interacción de ambos sistemas oscilatorios resulta en la adaptación de los organismos a las presiones ambientales cíclicas a su nicho temporal. Otras funciones del reloj consisten en sincronizarse con los ciclos ambientales, transmitir esta información a sistemas efectores que expresan la ritmicidad y que haya un acoplamiento entre los osciladores del organismo para lograr un funcionamiento coordinado (Granados et al, 1995). Las características de los relojes biológicos son:
a) Tienen medios de medir el tiempo (cronometría)
b) La medición se hace con relación a claves ambientales (pueden sincronizarse con claves ambientales, lo que les permite reconocer la hora local)
c) Utilizan la información temporal para controlar aspectos bioquímicos, fisiológicos y conductuales
d) Utilizan mecanismos humorales y neurales para la transmisión de la ritmicidad
Hay un debate entre dos teórias al respecto de la naturaleza de los relojes biológicos en la primera se propone que los relojes son estructuras internas y funcionan como marcapasos y la segunda postula que los relojes son resultado de múltiples procesos fisiológicos en las que participan diversas estructuras.
Hay cuatro tipos de procesos biológicos semejantes a relojes:
1.-Procesos rítmicos de alta frecuencia como latido cardíaco, movimientos respiratorios y generación de espigas en neuronas (este no es reloj en sentido estricto ya que no está regulado por el paso del tiempo sino por condiciones fisiológicas y otras como temperatura)
A- Ritmos relacionados con ciclos ambientales
B- Fotoperiodismo
C- Dormancia o diapausa con duración mínima

 

Muchas de las funciones vitales de nuestro organismo son dirigidas por sistemas muy complejos, donde células y otras sustancias "obedecen" y "siguen el ritmo" de un mecanismo preciso y constante como si se tratara de un preciso reloj Suizo.

Es lo que conocemos como el reloj biológico humano, el cual, si llega a fallar, puede ocasionar importantes trastornos de comportamiento: sueño, depresión, pérdida de la memoria y cansancio, entre otros.

Hacia la segunda mitad del siglo XIX "el tiempo era un problema práctico y de dinero. Hasta 1883, no exisitieron los usos horarios tal como los conocemos hoy, sino que cada ciudad elegía en qué uso horario quería estar y esto creaba problemas muy graves: se debía cambiar la hora según la ciudad en que uno se encontraba", explicó Diego Golombek, biólogo y coordinador del área de Ciencia y Tecnología del Centro Cultural Ricardo Rojas.

Las primeras elaboraciones de lo que serían los usos horarios fueron establecidas por los empleados ferroviarios estadounidenses. "Simultáneamente, en Europa también había una pequeña revolución con el tiempo, cuyos epicentros eran Francia y Suiza, donde se empezó a utilizar el término sincronización", explicó el investigador en la charla "Einstein, su tiempo y la cronobiología".

Para Albert Einstein, este concepto fue fundamental a la hora de elaborar la Teoría de la Relatividad, así como la idea de simultaneidad. Una de las formulaciones en términos populares de la teoría de la relatividad consiste en "poner en hora una serie de relojes a partir de un reloj maestro y evaluar cuánto tarda la señal entre uno y otro, teniendo en cuenta que entra en juego la velocidad de la luz, que es enorme pero no infinita."

Uno de los temas en los que se vuelve esencial entender estos mecanismos de funcionamiento del tiempos en lo que se conoce como el reloj biológico que todos llevamos dentro.

El ritmo biológico está en todos y en todos lados. "Todos los seres vivos tenemos ritmo: ritmos diarios, ritmos de menor y mayor frecuencia, incluso aquellos bichos que no viven a la luz del sol". Esta generalización, que parece tan obvia no lo es: "todo bicho que fue estudiado es rítmico, está en un planeta que gira y sus genes saben esto", amplió Golombek.

Para ocuparse de este tema se encuentra la cronobiología, que se pregunta cómo funciona el reloj biológico y "qué le dice el mundo para ponerlo en hora, que en definitiva no es muy diferente a la pregunta de cómo sincronizar relojes. Es el reloj biológico el que regula los cambios que va teniendo el cuerpo en, por ejemplo, la temperatura o la presión arterial", explicó el especialista.

¿En qué parte del organismo se ubica este regulador natural de los tiempos y ritmos corporales? Para el investigador, "se hicieron diferentes experimentos y se supo que esa información va a parar al centro del cerebro: ingresa a través de la luz por los ojos y se ubica en el núcleo supra-quiasmático".

 

El reloj biológico no sólo afecta a las mujeres. Después de los 24 años, los hombres también sufren de una baja en la tasa de fecundidad. Por lo menos así lo indica un estudio publicado en la revista Human Reproduction, que investigó a 8500 parejas británicas que tuvieron un embarazo exitoso y planificado. Es la primera vez que se ofrece evidencia de que la edad es un factor importante tanto para los hombres, como para las mujeres que desean concebir.

El doctor británico Chris Ford, quien lideró la investigación, señaló que la edad paterna es otro factor más a considerar cuando se evalúa el pronóstico de las parejas con problemas de infertilidad. Una vez que el hombre pasa la barrera de los 24 años, más tiempo se tardará en embarazar a su pareja. Por ejemplo, un hombre menor de 25 probablemente se demorará más de un año sólo en el 8% de los casos. Sin embargo, uno mayor de 35, tiene un 15% de probabilidad de tardarse más de 12 meses en embarazar a su pareja.

El estudio investigó si acaso los hombres son menos fecundos con el paso del tiempo, no menos fértiles. La fertilidad se refiere a la habilidad de concebir un bebé, mientras que la fecundidad se refiere a poder concebir dentro de un plazo de tiempo establecido. Por ejemplo, si un hombre de demora 20 años en embarazar a su pareja, es fértil, pero no muy fecundo. “La fecundidad es crítica porque en la medida que la mujer envejece, su habilidad para concebir declina dramáticamente. Y si el hombre no es fecundo, para cuando lograría impregnar a su pareja, es demasiado tarde porque ella sería demasiado vieja”, señaló el Dr. Christopher Baratt, especialista británico en infertilidad.

Como mencionábamos, este estudio es el primero en su tipo, por lo que debe ser tomado con cautela. Sin embargo, los científicos sí están de acuerdo en que a medida que pasan los años, se hace más difícil concebir, ya sea por factores masculinos o femeninos.

Por lo tanto, si ambos en la pareja tienen más de 35 años y llevan más de seis meses sin concebir, se recomienda ir a un especialista para que se realice una evaluación.

 

Los experimentos realizados con voluntarios para comprobar la influencia de los estímulos externos en los ritmos biológicos dieron como resultado que se deterioraban durante un período prolongado sin estas indicaciones del exterior.

Los participantes en esas experiencias fueron aislados en amplias celdas confortables a nueve metros de profundidad, que carecían de luz solar y de ningún indicador del tiempo.

En esas condiciones se pudo observar después de cuatro meses, que el sentido del tiempo se alteraba totalmente, los movimientos del cuerpo se tornaban más lentos, el trabajo que hacían durante el encierro se prolongaba durante treinta horas seguidas y las horas de sueño se extendían a casi veinticuatro horas. Además, los intervalos entre comidas se extendieron y perdieron muchos kilos de peso.

El período menstrual de las mujeres se interrumpió por completo y cuando salieron creyeron que había pasado solamente la mitad del tiempo.

Todos tenemos un reloj biológico que mantiene las funciones de nuestro cuerpo adaptadas a diversos ritmos naturales.

Es evidente que el ritmo que determina nuestro sueño y nuestro despertar se rige más o menos por el Sol, y la mayoría de nuestros ritmos más conocidos, de hambre y sueño se repiten diariamente. Estos son los ritmos denominados circadianos.

Hay también ritmos mensuales para diversas formas de vida en la costa, al subir o bajar más las mareas, de acuerdo con las posiciones relativas de la Luna y del Sol. También hay ritmos anuales que determinan fenómenos tales como la migración de las aves y de otros animales al cambiar las estaciones. Los seres humanos también los tenemos de esta clase pero no son tan perceptibles como los ritmos diarios.

Algunas personas que emigran a países sin variaciones de temperaturas, pueden sufrir problemas sanguíneos por falta de adaptación.

No sólo los ritmos de comer y dormir fluctúan diariamente sino también lo hacen el humor y las actitudes. Suele ocurrir que si nos despertamos de madrugada y nos acordamos de un problema particular, puede parecernos insuperable, en cambio, si lo consideramos a la mañana puede llegarnos a parecer hasta trivial. No es el problema lo que ha cambiado sino nuestro estado de ánimo.

La reacción de una persona a los medicamentos varían según el ritmo circadiano y la medicina comienza a tenerlo en cuenta a la hora de prescribir medicamentos.

El ritmo no es necesariamente el mismo en la gente. Existen personas “de mañana,” y personas “de noche”, pero todo aquello que trastorna el ritmo puede reducir considerablemente la eficacia.

Por ejemplo, los cambios de horarios en el trabajo pueden provocar dificultades de reacción en casos de emergencias, y los viajes largos hacia el este o hacia el oeste, provocan cambios de hora local muy diferente de aquella desde donde se partió, provocando lo que llamamos “jet lag” por lo cual se recomienda a los viajeros abstenerse de tomar decisiones importantes hasta que se acostumbren al nuevo ritmo.

En el espacio, los astronautas estarán privados de los estímulos exteriores de la tierra, por lo tanto, conociendo las consecuencias que provocan las alteraciones de los ritmos naturales en los seres humanos, será necesario establecer una alternancia artificial de día y noche similar a la de nuestro planeta.

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