Ritmes Circadians: Regulació Essencial del Son i la Vigília

Ritmes Circadians: Regulació del Son i la Vigília

Els ritmes biològics es donen tant en el regne animal com en el vegetal, i consisteixen en la regulació cíclica de variables com la temperatura, les hormones, la sensibilitat als fàrmacs, etc. Tenen una funció adaptativa, ja que permeten sincronitzar els estats corporals i les conductes amb els canvis en l’entorn. També permeten preveure canvis periòdics i doten l’individu d'organització temporal.

Tipus de Ritmes Biològics: Circadians, Infradians i Ultradians

Els ritmes circadians són els encarregats de controlar el son i la vigília. Paral·lelament, els ritmes infradians regulen cicles relativament lents (com ara la producció hormonal en les dones cada 28 dies), mentre que els ritmes ultradians regulen cicles ràpids (com els batecs cardíacs).

Regulació Externa dels Ritmes: Sincronitzadors o Zeitgebers

Els ritmes estan regulats internament, però depenen d'estímuls externs (també anomenats sincronitzadors o zeitgebers). En els humans, aquests ritmes són regulars, però tendeixen a retardar-se progressivament. Els estímuls externs corregeixen aquest retard quan es tornen a les condicions normals. És a dir, en una situació d'aïllament, per exemple, en una habitació tancada sense contacte amb la llum natural, no sabríem quan és de dia i quan és de nit. En aquestes condicions, el cicle de son i vigília presenta una tendència a créixer i a retardar-se. Quan es reintrodueix la llum, es rectifica per a la seva correcció.

El Nucli Supraquiasmàtic (NSQ): El Marcapàs Central

El ritme circadià es regula en una estructura anomenada Nucli Supraquiasmàtic (NSQ). Després de l'extirpació del NSQ i la seva substitució per un anàleg, els cicles de son i vigília, en lloc de retardar-se, s'avancen (són de menys de 24 hores). Això és perquè, encara que hi hagi hagut un trasplantament, no es recuperen les connexions amb la retina; per tant, el funcionament no pot ser l'original. De tota manera, la quantitat total de son no es veu afectada, sinó que tan sols s'altera el ritme de son-vigília. Això passa si el "nou NSQ" es trasplanta desplaçat d'on hi havia l'autòcton. El NSQ rep aferències de la retina.

Mecanismes Moleculars del NSQ: Gens PER i TIM

A les cèl·lules marcapassos del NSQ hi ha els gens per i tim, que acumulen proteïnes homònimes (PER i TIM) de manera que la seva presència augmenta durant el dia. Quan es fa fosc, informen el nucli cel·lular que aturi la producció. En faltar aquestes proteïnes durant la nit, se'n tornen a fabricar més per tal de tancar el cicle. És un mecanisme d'autoregulació.

Variacions Individuals en els Ritmes de Son

S'han observat diferències individuals en els al·lels d'aquests gens entre persones "noctàmbules" i persones "diürnes".

La Melanopsina i les Vies de la Llum

A la retina hi ha el fotopigment melanopsina, que avalua la quantitat de llum i envia informació a les cèl·lules marcapassos del NSQ. Ve a ser un receptor de llum, totalment independent d'altres receptors com poden ser els cons i els bastons. Altres zeitgebers també envien informació al tàlem i a l'hipotàlem. Les eferències passen pel nucli paraventricular, el tronc de l'encèfal i l'epífisi (glàndula pineal, just davant del cerebel), alhora que afecten funcions cognitives i fisiològiques (del ronyó, del fetge, etc.).

Melatonina: Hormona Clau en el Cicle Son-Vigília

La glàndula pineal també segrega melatonina durant la nit, una hormona relacionada amb els cicles estacionals. El NSQ també té receptors de melatonina, fet que suggereix que la melatonina també influeix en els ritmes circadians. De fet, millora els efectes del jet lag i les alteracions provocades pels canvis en els torns de treball.