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El reloj biológico de los humanos está genéticamente determinado y puede entrar en conflicto con la vida moderna, debido a las jornadas tan variadas que roba horas de sueño. En consecuencia, la alimentación también se ve afectada. A este proceso nutricional se le llama cronobiología, y será explicado a lo largo del artículo.
Los relojes periféricos
El sistema circadiano de los mamíferos está compuesto por una red de estructuras jerárquicamente organizadas y responsables no solamente para la generación de ritmos circadianos, sino también para su sincronización con el entorno. Este sistema circadiano como se vio en el tema 7 está formado principalmente por un marcapasos central, localizado en el núcleo supraquiasmático (NSQ) del hipotálamo.
El periodo de oscilación endógeno del NSQ no es exactamente de 24 horas. Cuando los sujetos se mantienen artificialmente bajo condiciones ambientales constantes, los ritmos circadianos discurren en curso libre con un periodo ligeramente diferente a 24 horas. Cuando las condiciones ambientales son naturales, el NSQ se «reajusta» cada día mediante una señal periódica de luz/oscuridad gracias a la existencia de una ruta no visual basada en las células ganglionares provistas del pigmento melanopsina y en el tracto retinohipotalámico.
La entrada luminosa (cambios luz/oscuridad) es la principal señal que entra en el NSQ, pero también existen otras entradas periódicas que le entran como:
- El horario de las comidas (ingesta/ayuno).
- El ejercicio programado (actividad/reposo).
Esas señales son altamente capaces de poner en hora el sistema circadiano de los mamíferos.
Reloj central
El reloj central sincroniza la actividad, pues de varios relojes periféricos fuera del NSQ mediante la secreción cíclica de hormonas y la actividad del sistema nervioso vegetativo. La diferencia entre el mantenimiento del orden interno temporal saludable y no saludable (lo que se llama cronodisrupcion, CD) depende, entre otros efectos, de que los relojes periféricos produzcan ritmos ordenados por el marcapasos central.
Determinados tejidos periféricos son capaces de funcionar de forma autónoma mediante la expresión circadiana de sus propios «genes reloj», aunque sigan modulados y sincronizados por el reloj central. Esos tejidos periféricos son:
- El corazón.
- El hígado.
- El páncreas.
- El tejido adiposo.
El tejido adiposo, como tejido periférico, posee genes reloj que juegan un papel fundamental en la fisiología del propio tejido, regulando la expresión rítmica de sustancias bioactivas secretadas como son las adipoquinas (adiponectina, leptina y resistina, entre otras). Por lo tanto, afectan el metabolismo sistémico. Las investigaciones recientes muestran la importancia que tiene el funcionamiento correcto de los genes reloj del tejido adiposo y el efecto de su desincronización en el desarrollo de ciertas enfermedades como la obesidad.
Crononutrición
La cronobiología es la ciencia que estudia los procesos biológicos en función del tiempo. Toma su nombre de la palabra griega Crono que significa tiempo y que deriva dela mitología griega. Aristóteles describió en sus relatos la hinchazón del ovario de erizo de mar en luna llena o a Cicerón, que mencionaba los cambios en el número de moluscos y ostras, según las fases lunares.
El reloj biológico de los humanos está genéticamente determinado y puede entrar en conflicto con la vida moderna debido a la iluminación artificial que prolonga la jornada de actividad, de trabajo o esparcimiento, y roba horas de sueño:
- Los turnos rotativos
- El trabajo nocturno
- Los viajes transmeridianos con su correspondiente “Jet Lag».
Son algunas de las situaciones que pueden afectar seriamente la salud, provocando una desregulación de los relojes internos. Dicha desincronización de la cronobiología, respecto a las condiciones ambientales externas, provoca desórdenes en el sueño, insomnio, depresiones estacionales, obesidad, diabetes y otras enfermedades metabólicas.
El sueño es crucial porque presenta 2 componentes principales:
- Factor homeostático: relacionado con el cansancio y la necesidad de dormir.
- El componente circadiano debido al ambiente cambiante: exhibe 2 picos a lo largo del día (patrón bimodal) siendo el más importante el nocturno y profundo, y el otro más corto: la siesta durante el día.
Control de la ingesta
La ingesta de alimentos está regulada por un sistema de control inmediato que transmite información entre el estómago y los centros hipotalámicos de regulación de la alimentación, principalmente:
- A través de fibras aferentes vagales nerviosas para la saciedad.
- Mediante la transmisión de señales hormonales de la grelina para la recurrencia del apetito y el hambre.
Este sistema inmediato se encuentra bajo control tónico de la leptina derivada de los adipocitos como indicador del estado nutricional del organismo. En los individuos obesos, la leptina plasmática es más alta en comparación con los individuos de peso normal. Esto se asocia con concentraciones más bajas de grelina, lo que sugiere que el asa de retroalimentación negativa para reducir la ingesta de alimento en el caso de reservas suficientes de energía está intacta.
Sin embargo, el diagnóstico diferencial de la relación inversa entre leptina y grelina sugiere que el efecto inhibidor de la leptina está restringido a hombres normales y con sobrepeso. En las mujeres y en los individuos obesos de ambos sexos existe esta relación inversa. Estos hallazgos indican que la posición de la grelina dentro del sistema de control de la ingesta de alimentos es algo más sofisticada de lo que antes se creía y requiere un análisis más detallado.
La grelina
La grelina es una hormona peptídica secretada principalmente por el estómago. Fue descrita inicialmente como un factor estimulador de la secreción de hormona de crecimiento. Sin embargo, pronto se descubrió que también juega un papel importante en la regulación del comportamiento alimentario tanto en animales como en humanos. La función principal de la grelina es una función orexigénica y actúa como ligando de los receptores para secretagogos de la hormona del crecimiento y sus péptidos liberadores.
La grelina estimula el apetito. Por lo tanto, está implicada en el control del balance energético y peso corporal. La regulación anormal de los niveles de grelina conduce tanto a sobrepeso como a bajo peso. Adicionalmente, parece ser que la eficacia de las diferentes estrategias utilizadas en el control del peso corporal depende en parte en su capacidad de modificar los niveles plasmáticos de grelina. Mientras que los efectos de la grelina han sido relativamente bien documentados, los mecanismos responsables de sus efectos están siendo continuamente investigados y actualizados. Actualmente se están comenzando a desarrollar una serie de aplicaciones clínicas para los agonistas y antagonistas grelinérgicos.
Leptina
La leptina está producida predominantemente en la grasa blanca y secretada en proporción a la cantidad de adipocitos. En consecuencia, los sujetos obesos muestran concentraciones mayores de leptina en plasma que los delgados y los cambios en el peso corporal se asocian con un cambio respectivo de la leptina circulante.
La leptina es una hormona anorexigénica que contiene 167 aminoácidos. Se expresa principalmente en tejido adiposo blanco, pero también se ha encontrado en células endocrinas y exocrinas como mucosa gástrica, placenta, glándula mamaria, ovario, músculo esquelético, glándula pituitaria, médula ósea, tejido linfoide, glándulas salivales y páncreas.
La localización de los receptores a leptina (LepR) en estructuras límbicas sugiere su rol directo en procesos emocionales. En humanos se han identificado 6isoformas que van de LepRa a LepRf58. La isoforma más larga, el LepRb, se expresa en hipotálamo. Tanto la leptina gástrica como la de tejido adiposo median su acción en hipotálamo, regulando la ingesta de alimento a corto plazo y el gasto energético a largo plazo respectivamente.
Leptina-sistema límbico-conducta
La leptina actúa sobre neuronas dopaminérgicas del VTA y área hipotalámica lateral, dando como resultado la disminución de la ingesta de alimento, presencia de depresión y ansiedad. Esto es debido a que modula la actividad de neuronas dopaminérgicas reduciendo su tasa de disparo, alterando la actividad de la tirosina hidroxilasa y del trasportador activo de dopamina.
Se ha propuesto que la alteración de la regulación por retroalimentación homeostática de las vías de recompensa podría explicar el comportamiento y la incapacidad de los pacientes con obesidad para adaptarla ingesta de alimentos a las necesidades fisiológicas. Se ha reportado que en sujetos con obesidad la resistencia a leptina afecta el estado de ánimo, favoreciendo la presencia de depresión y ansiedad. Junto a esto se ha encontrado una relación positiva entre los niveles de leptina y diferentes trastornos alimenticios como anorexia nerviosa, bulimia nerviosa y trastorno por atracón. Mujeres con este último desorden presentan concentraciones elevadas de leptina circulante.
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