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El ser humano desarrolló el ritmo circadiano para anticiparse a los cambios ambientales periódicos y repetidos optimizando su desarrollo. El Núcleo Supraquiasmático (NSQ) es el director de este complejo mecanismo adaptativo que necesita los cambios ambientales de luz y oscuridad para sincronizarse con el ambiente. A nivel periférico, la relación entre el ritmo circadiano y nutrición, colabora con los relojes periféricos en su sincronización con el NSQ, optimizando de esa manera el sistema metabólico. La nutrición en horarios anárquicos o irregulares, ocasiona la alteración del sistema circadiano (cronodisrupción) y contribuye a consecuencias metabólicas adversas y al desarrollo de enfermedades crónicas.
Absorción de aminoácidos y péptidos
PEPT1 y NHE3 optimizan la captación por parte del enterocito di y tripéptidos, además ambos exhiben una expresión circadiana en el colon. Los niveles de mRNA y proteicos de PEPT1 son mínimos a las 08.00 y máximos a las 20.00 (ratones), si bien un ayuno prolongado anula estos cambios circadianos igualando los niveles en todo el periodo. Al contrario, cuando existe disponibilidad libre de alimentos los niveles se invierten: la disponibilidad de alimento es un determinante básico de la expresión circadiana de PEPT1.
Investigaciones recientes han correlacionado las variaciones en PEPT1 con los cambios en la concentración de ácidos biliares, de manera que el incremento de la concentración de estos ácidos biliares disminuye su expresión. Esto indicaría que la variación diaria de PEPT1 puede ser secundaria a los cambios circadianos en ácidos biliares y no directamente dependiente de los cambios en la expresión de los genes reloj. Como la secreción misma de ácidos biliares está bajo el control de los genes reloj, consecuentemente, estos genes reloj pueden indirectamente regular la expresión diaria de PEPT1.
Absorción de glucosa
La glucosa y la galactosa son absorbidas con el concurso del cotrasporte SGLT1 junto con Na+. El cotrasporte Glut5 facilita la absorción de fructosa. Glucosa, galactosa y fructosa son trasportadas fuera de las células por Glut2, según sus gradientes de concentración. Estos cotrasportadores presentan ritmo circadiano de actividad.
La presencia de ritmos circadianos en la absorción de glucosa se observó incluso antes de conocerse los genes reloj, hoy en día es conocido que la expresión diaria de los tres trasportadores está más influenciada por la disponibilidad de alimentos, que por los ritmos de luz/oscuridad.
Absorción intestinal de lípidos
En ratones la absorción de lípidos por el enterocito es máxima en la noche y mínima durante el día. Por lo tanto, la absorción como la secreción de ácidos grasos por el enterocito tienen variaciones diarias. Es más, la expresión de la microsomal trigyceride transfer protein (MTP), reguladora de la absorción y la unión para formar los quilomicrones, muestra variaciones circadianas significativas. En animales de experimentación la interrupción de este ritmo diario predispone a los animales a la ateroesclerosis.
La hora de máxima expresión de los diferentes genes importantes en el metabolismo del tejido adiposo tiene un orden temporal circadiano.
Absorción del colesterol
El colesterol libre es captado por NPC1l1, mientras ABCG5/ABCG8 lo exportan. Tanto la captación como la exportación varían de manera significativa en las 24 h. En los hepatocitos el colesterol es convertido o excretado como ácido biliar. La síntesis de los ácidos biliares presenta una ritmicidad circadiana. De manera que, la biosíntesis de colesterol tiene una variación significativa a lo largo de las 24 horas.
Variaciones rítmicas funcionales del sistema GI
El ritmo circadiano prepara al ser humano a alimentarse por el día, de esta manera el vaciamiento gástrico y la motilidad intestinal alcanzan su pico en la mañana mientras que el ritmo circadiano de la microbiota favorece el ritmo metabólico energético durante la fase activa y la desintoxicación durante la fase de descanso.
La microbiota intestinal y el sistema circadiano tienen una compleja relación bidireccional, la alteración de uno condiciona la alteración del otro, relacionándose estos cambios con la concentración sanguínea de muchos nutrientes, tales como la glucosa o los lípidos. Una implicación clínica importante de la regulación circadiana del sistema gastrointestinal es la importancia de considerar el momento de la realización de determinados test, tal como ha quedado demostrado en el resultado de los test alérgicos que varían en función del momento circadiano de su realización.
Los genes reloj se expresan rítmicamente en todo el tracto gastrointestinal a nivel de mRNA y proteico, y el ritmo de la alimentación cambia la fase de estos ritmos tanto “in vivo” como “in vitro”, de manera que el tacto gastrointestinal contiene un oscilador circadiano capaz de ciclar los tiempos de la ingesta que NO actúa de manera independiente del NSQ.
Variaciones rítmicas
La termogénesis inducida por la dieta tiene un ritmo circadiano con un pico matinal. Los cambios circadianos de temperatura, insulina, apetito pueden tener una especial relevancia en la epidemia de obesidad. El actual retraso a la hora de iniciar el sueño y el déficit crónico de sueño al que están sometidos los niños actuales permite mayor tiempo de consumo de alimentos a última hora del día cuando circadianamente el apetito es mayor (menor a primeras horas del día). Mientras que, por otro lado, algunos datos recientes apuntan que la regularidad de las tomas es tan o más importante como su relación con el periodo de actividad en cuanto a los beneficios metabólicos.
Estas variaciones rítmicas tienes diferentes reguladores cuya interrelación no está claramente reconocida. Así, algunas funciones digestivas pueden verse más influenciadas por el estadio del sueño mientras otras lo son por el ritmo circadiano. Esta distinción que puede parecer académica, es crucial para entender los orígenes de los efectos fisiopatológicos o para establecer terapias. La melatonina regula la permeabilidad endotelial permitiendo la extravasación de leucocitos en el curso del proceso inmune.
Conclusiones
Una nutrición adecuada y sincronizada con los cambios metabólicos regulados por el ritmo circadiano, ayuda a mantener unos ritmos circadianos conductuales y fisiológicos y un buen estado de salud. La desorganización del sistema circadiano y la pérdida de la relación temporal entre los ritmos circadianos y la alimentación influyen en el desarrollo y evolución de procesos crónicos.
En la actualidad la sociedad 24/7 con la introducción de secuencias ambientales en las que los periodos de luz/oscuridad pueden ser variados a voluntad y hábitos horarios nutricionales variables, predisponen a los niños a la cronodisrupción desde los primeros años de la vida. La luz artificial, el uso de la tecnología a últimas horas del día, el acceso continuo y sin ritmo a la alimentación, son factores que contribuyen a la cronodisrupción y, con ello, a afectar negativamente al desarrollo físico y cognitivo de las futuras generaciones.
Ciclo circadiano y nutrición
Muchos componentes de la nutrición tienen importantes efectos sobre el ritmo circadiano y a la inversa. Por ejemplo, dietas con alto contenido graso producen un especial grado de cronodisrupción en animales de experimentación anulando los ciclos de alimentación/ayuno, los ratones alimentados de manera exclusiva durante el período de luz son más propensos a diabetes, síndrome metabólico, obesidad e, incluso, alteraciones cognitivas. Si deseas indagar a profundidad en esta área, te ofrecemos el Máster en Nutrición Clínica en la universidad más grande del mundo, TECH Universidad Tecnológica.
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